Guía nº 11 de ejercicios de trabajo y energía

Resolver los siguientes ejercicios

Problema nº 1

¿Desde qué altura se debe dejar caer el carro de la figura 1, cuya masa es m = 400 g si d = 60 cm si se quiere que el carro no se despegue del camino en ningún momento?

Figura 1

• Respuesta: h = 75 cm

Problema nº 2

¿Cuál debe ser el valor de h en el dispositivo de la figura 1 si se quiere que el carro pase por el punto A con una velocidad de 2 m/s?

• Respuesta: h = 80,4 cm

Problema nº 3

Calcular la fuerza que ejerce el camino sobre el carro de la figura 1 en A con los datos de los problemas nº 1 y nº 2.

• Respuesta: F = 1,41 N

Problema nº 4

Un cuerpo de masa 5 kg, se deja en lo alto de un plano inclinado de 12 metros de altura y de 24 metros de longitud. Calcular la energía potencial y la energía cinética del cuerpo cuando ha recorrido 12 metros.

• Respuesta: E_c = Eₚ = 60 kg·m

Problema nº 5

Un carro de 2 kg ingresa a un plano inclinado 30° respecto de la horizontal, con una velocidad de 10 m/s. Calcular qué espacio ha recorrido el carro cuando su energía potencial es el triple de su energía cinética.

• Respuesta: h = 3,826 m

Problema nº 6

Se lanza hacia abajo con una velocidad inicial v₁ = 2 m/s un carro de 0,4 kg por un plano inclinado 30° respecto de la horizontal, y desde una altura h = 4 m. Calcular a qué altura su energía cinética es igual a su energía potencial, y qué velocidad tiene en ese punto.

• Respuesta: h = 2,102 m; v₂ = 6,42 m/s

Problema nº 7

Un carro de 4 kg de masa ingresa a un plano inclinado con una velocidad de 12 m/s y llega a una altura de 10 metros. Calcular cuánta energía se le ha entregado al carro durante el trayecto de subida.

• Respuesta: ΔE = 104 J

Problema nº 8

El bloque de la figura 2 comienza a deslizarse en el punto A. Calcular la energía cinética en el punto B a los 2 metros del punto A, si m = 3 kg y α = 30°.

Figura 2

• Respuesta: E_c = Eₚ = 29,4 J

Problema nº 9

Con los mismos datos del problema nº 9 y para la figura 2, calcular:

a) La velocidad con la que el bloque pasa por el punto B.

b) La diferencia de energía potencial entre los puntos A y B.

• Respuesta:

a) 4,43 m/s;

b) ΔEₚ = 24,9 J

Bibliografía:

"Física". Hernán Miguel y Marcelo C. Cánepa. 1983. Argentina.

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina