Guía nº 4 de ejercicios resueltos de trabajo y energía
Resolver los siguientes ejercicios
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Problema nº 1
Un carrito de 5 N es desplazado 3 m a lo largo de un plano horizontal mediante mediante una fuerza de 22 N. Luego esa fuerza se transforma en otra de 35 N a través de 2 m. Determinar:
a) El trabajo efectuado sobre el carrito.
b) La energía cinética total.
c) La velocidad que alcanzó el carrito.
• Respuesta:
a) LFC = 136 J;
b) LFC = 136 J;
c) vf2 = 23,1 m/s
Problema nº 2
Un cuerpo de 1,5 kg de masa cae desde 60 m. Determinar la energía potencial y cinética cada 10 metros a partir del origen.
• Respuesta:
a) Eₚ₆₀ = 882 J y Ec0 = 0 J;
b) Eₚ₅₀ = 735 J y Ec50 = 147 J;
c) Eₚ₄₀ = 588 J y Ec40 = 294 J;
d) Eₚ₃₀ = 441 J y Ec30 = 441 J;
e) Eₚ₂₀ = 294 J y Ec20 = 588 J;
f) Eₚ₁₀ = 147 J y Ec10 = 735 J;
g) Eₚ₀ = 0 J y Ec0 = 882 J
Problema nº 3
Un cuerpo de 150 g de masa se lanza hacia arriba con velocidad inicial de 400 m/s, calcular:
a) La energía cinética inicial.
b) La energía cinética a los 5 s de caída.
• Respuesta:
a) Ec = 12.000 J;
b) Ec = 9.187,5 J
Problema nº 4
Un carrito de 10 kg de masa se mueve con una velocidad de 3 m/s, calcular:
a) La energía cinética si debe subir una pendiente.
b) La altura que alcanzará.
• Respuesta:
a) Ec = 45 J;
b) h = 0,45 m
Problema nº 5
Una persona sube una montaña hasta 2.000 m de altura, ¿cuál será su energía potencial si pesa 750 N?
• Respuesta: Eₚ = 1.500.000 J
Problema nº 6
Un cuerpo de 40 kg de masa cae por un plano inclinado que forma con la horizontal un ángulo de 20°. ¿Cuál será su energía cinética luego de recorrer 18 m sobre el plano si partió del reposo?
• Respuesta: Eₚ = Ec = 2.462,55 J
Problema nº 7
Un cuerpo de 50 N de peso se halla en el punto más alto de un plano inclinado de 20 m de largo y 8 m de alto. Determinar:
a) La energía potencial en esa posición.
b) La energía cinética si cae al pie de esa altura.
c) La energía cinética si cae al pie deslizándose por la pendiente.
• Respuesta:
a) Eₚ = 400 J;
b) Ec = 400 J;
c) Ec = 400 J
Problema nº 8
Un proyectil de 0,03 N de peso atraviesa una pared de 20 cm de espesor, si llega a ella con una velocidad de 600 m/s y reaparece por el otro lado con una velocidad de 400 m/s, ¿cuál es la resistencia que ofreció el muro?
• Respuesta: Fᵣ = -1.500 N
Problema nº 9
Un vagón de 95.000 kg de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorro 6,4 km antes de detenerse. ¿Cuál es la resistencia ejercida por los frenos?
• Respuesta: Ff = -11,875 N
Problema nº 10
Un cuerpo de 2,45 kg de masa se desplaza sin rozamiento por un plano inclinado de 5 m y 1 m de altura, determinar:
a) La distancia recorrida por el cuerpo, que parte del reposo, en 1,5 s.
b) La energía cinética adquirida en ese lapso.
c) La disminución de la energía potencial en igual lapso.
• Respuesta:
a) e = 2,25 m;
b) Ec = 11,025 J;
c) Eₚ = 11,025 J
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina