Guía n° 6 de ejercicios resueltos de trabajo y energía
Resolver los siguientes ejercicios
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Problema n° 1
Calcular en kgf·m, erg y joule, el trabajo necesario para elevar a 30 m de altura un peso de 170 kgf.
• Respuesta: L = 5.100 kgf·m = 50.031·10⁷ erg = 50.031 J
Problema n° 2
Calcular la energía cinética de un cuerpo de 5 kgf que cae en el vacío desde 80 m de altura.
• Respuesta: Ec = 400 kgf·m = 3.920 J
Problema n° 3
Se lanza hacia arriba un proyectil de 150 g con velocidad inicial de 300 m/s. Calcular su energía cinética inicial y la misma a 50 m de altura.
• Respuesta: Ec1 = 6.750 J; Ec2 = 6.673 J
Problema n° 4
Un cuerpo de 28 kgf cae libremente por un plano inclinado con un ángulo de 30°, partiendo del reposo. Calcular su energía cinética cuando ha recorrido 16 m sobre el plano.
• Respuesta: Ec = 224 kgf·m
Problema n° 5
¿Qué aumento de energía potencial experimenta un avión de 2.500 kgf que asciende hasta 1.000 m?
• Respuesta: Eₚ = 2.500.000 kgf·m
Problema n° 6
Calcular la energía cinética conque llega al suelo un cuerpo de 80 gf que cae en el vacío desde 10 m de altura.
• Respuesta: Ec = 0,8 kgf·m
Problema n° 7
Un móvil de 3.200 kgf sube por un plano inclinado que asciende 5 m cada 100 m medidos sobre el plano. Calcular la fuerza motriz sabiendo que:
a) Se mantiene constante.
b) En 200 m pasa de 40 a 60 km/h.
c) En el mismo camino disminuye de 40 a 20 km/h.
• Respuesta:
a) Fₓ = 160 kgf; b) Fₓ = 285,85 kgf; c) Fₓ = 84,49 kgf
Problema n° 8
El pilón de un martinete para hincar pilotes, pesa 600 kgf y se lo deja caer desde 0,8 m de altura. Calcular la resistencia que se opone al pilote si después de 10 golpes penetra 5 cm.
• Respuesta: F = 96.000 kgf
Problema n° 9
Calcular la potencia necesaria para elevar un montacargas de peso total 3.000 kgf a 6 m de altura en 30 segundos. ¿Qué motor debe aplicarse si el rendimiento total es 0,7? Expresar la potencia en CV y kgf·m/s
• Respuesta:
a) W = 600 kgf·m/s = 5.884 W = 8 CV; b) W = 11,4 CV
Problema n° 10
Por un plano inclinado de base 80 m y altura 10 m desciende un cuerpo de 600 kgf sin que se modifique su velocidad. Calcular la variación de la energía mecánica.
• Respuesta: ΔEM = 6.000 kgf·m
Bibliografía:
"Física elemental". José S. Fernández y Ernesto E. Galloni. Argentina.
"Física Universitaria". Sears, Zemansky, Young. España.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina