Guía n° 7 de ejercicios resueltos de trabajo y potencia

Resolver los siguientes ejercicios

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Problema n° 1

¿Qué trabajo realiza una hormiga, que pesa un gramo, al subir 80 cm? Expresar el trabajo en Jolue, ergio y kgf·m.

• Respuesta: L = 7,84·10⁻³ J = 78.400 erg = 0,0008 kg·m

Problema n° 2

a) ¿Qué trabajo realiza una máquina que eleva una carga de 4,5 ton a una altura de 20 cm?

b) ¿Qué trabajo se realiza al levantar una valija de 20 kgf a 60 cm de altura?

• Respuesta:

a) L = 900 kgf·m; b) L = 12 kgf·m

Problema n° 3

Cuatro personas de 80 kgf de peso, suben a un cerro de 200 metros en un automóvil de 1.200 kg. Calcular el trabajo hecho por el motor y el recibido por cada persona.

• Respuesta: Lₘ = 304.000 kgf·m; Lₚ = 16.000 kgf·m

Problema n° 4

¿Qué trabajo se requiere para llevar el bloque de la figura hasta lo alto del plano inclinado, si el bloque pesa 50 kgf, el ángulo que forma el plano inclinado con la horizontal es α = 30° y la altura es h = 2 m?

Esquema del cuerpo y el peso en un plano inclinado

• Respuesta: L = m·g·h

Problema n° 5

¿Qué trabajo realiza la fuerza peso cuando el bloque desliza sin rozamiento hasta el final del plano inclinado? El peso del bloque es de 20 kgf, el ángulo del plano inclinado es α = 30° y la base b = 3 m.

Esquema del cuerpo y el peso en un plano inclinado

• Respuesta: L = 34,6 kgf·m

Problema n° 6

Se empuja un tren de masa 800 g con una fuerza constante. El tren parte del reposo y alcanza una velocidad v_f. Si se ha efectuado un trabajo de 14.400 ergios, ¿cuál es el valor de la velocidad final?

• Respuesta: v_f = 6 cm/s

Problema n° 7

Si es necesario un trabajo de 400.000 Joule, para que un automóvil adquiera, con aceleración constante, una velocidad de 72 km/h partiendo del reposo, ¿cuál es la masa del automóvil?

• Respuesta: m = 2.000 kg

Problema n° 8

La fuerza ascensional de un globo es la diferencia entre el empuje y su peso. El empuje es el peso del aire desalojado por el globo. Calcular el trabajo de la fuerza ascensional en elevar un globo de 120 kgf y 4 metros de radio a una altura de 60 metros. La densidad del aire es δ = 1,293 kg/m³.

• Respuesta: L = 133.349 J

Problema n° 9

Un caño de un rifle mide 80 cm y sus balas son de 40 g. Si las balas salen del rifle con una velocidad de 720 km/h. Calcular el trabajo de la fuerza de expansión que actúa sobre la bala.

• Respuesta: L = 800 J