Guía nº 9 de ejercicios resueltos de trabajo y energía
Resolver los siguientes ejercicios
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Problema nº 1
Sobre un vagón en reposo de 1.600 kg actúa una fuerza de 20 N durante 3 minutos. Calcular el aumento de la energía cinética del vagón.
• Respuesta: ΔEc = 4.050 J
Problema nº 2
Un automóvil que tiene una velocidad de 90 km/h debe aumentarla a 120 km/h en 6 segundos para poder pasar a un camión. Si el automóvil pesa 900 kgf, calcular la variación de la energía cinética y la fuerza necesaria para esta variación.
• Respuesta: ΔEc = 218.750 J; F = 1.250 N
Problema nº 3
Dos masas m₁ y m₂ separadas por una altura de 12 metros, tienen la misma energía, aunque la que está más abajo (m₂) tiene 4 veces más velocidad que la otra (m₁).
Calcular las masas si suman mₜ = 22 kg y la masa m₁ situada más arriba, posee una energía cinética Ec1 = 4.000 J.
• Respuesta: m₁ = 20 kg; m₂ = 2 kg
Problema nº 4
Se deja caer un cuerpo desde el 10° piso de un edificio. Si la distancia entre dos pisos consecutivos es de 3 metros, calcular la velocidad del cuerpo al pasar por:
a) 9° piso
b) 5° piso
c) 1° piso
d) planta baja
• Respuesta:
a) v = 7,668 m/s;
b) 17,146 m/s;
c) 23,004 m/s;
d) 24,249 m/s
Problema nº 5
Calcular la energía cinética que adquiere una lancha con dos motores de 80 HP en 6 segundos, partiendo del reposo.
• Respuesta: Ec = 716.160 J
Problema nº 6
Un automóvil de 200 HP y 1.500 kg, parte del reposo y a los 20 metros se encuentra con una pendiente. Calcular a qué altura llega si al entrar en la pendiente se apaga el motor.
• Respuesta: h = 20,33 m
Problema nº 7
Un cuerpo se deja caer desde una torre de 10 metros de altura. Calcular la velocidad con la que llega a la base de la torre. Compara la expresión de la velocidad final con la correspondiente a caída libre de cinemática.
• Respuesta: v₂ = 14 m/s
Problema nº 8
Un cuerpo es arrojado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 4 m/s. Calcular la altura máxima que alcanza. Compara la expresión de la altura máxima con la correspondiente a lanzamiento vertical de cinemática.
• Respuesta: h = 0,82 m
Problema nº 9
Se lanza una piedra verticalmente hacia abajo de 600 g desde una torre de 20 metros de altura con una velocidad inicial de 4 m/s. Calcular con qué velocidad llega a la base de la torre.
• Respuesta: v₂ = 20,20 m/s
Problema nº 10
Se lanza horizontalmente una piedra de 400 g desde un peñasco ubicado a 20 metros sobre el nivel de mar con una velocidad de 4 m/s. Calcular la energía cinética y potencial de la piedra en el momento del lanzamiento y la velocidad con la que llega al agua.
• Respuesta: Ec = 3,2 J; Eₚ = 78,5 J; v₂ = 19,81 m/s
Bibliografía:
"Física". Hernán Miguel y Marcelo C. Cánepa. 1983. Argentina.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina