Energía y Trabajo

Cuestiones y problemas sobre energía mecánica, potencial gravitatoria, potencial elástica, cinética, trabajo, potencia y rendimiento.

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Cuerpo que desliza por un plano inclinado y otro horizontal con rozamiento (6333)

Un cuerpo de 10 kg de masa desliza desde lo alto de un plano, de 5 m de longitud, inclinado $30 ^o$ sobre la horizontal cuyo coeficiente de rozamiento es 0.25. A continuación de él hay un plano horizontal con coeficiente de rozamiento 0.3. Determina:

a) Velocidad con la que llega el cuerpo al plano horizontal.

b) Distancia que recorre el cuerpo sobre el plano horizontal hasta que se para.

c) Cantidad de energía degradada por el rozamiento en todo el trayecto.
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Balance de energía para un bloque que es lanzado hacia arriba por un plano inclinado (6320)

A un bloque se le da una velocidad de $10 \ \textstyle{m\over s}$ hacia arriba sobre un plano inclinado $30 ^o$ con un coeficiente de rozamiento de $\mu = 0.3$ :

a) Determina la altura máxima que alcanza el bloque sobre el plano.

b) Calcula la velocidad con la que regresa el bloque al punto inicial.
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Velocidad de un carro que deforma dos muelles distintos (6319)

Un carro de 5 000 kg de masa lleva una velocidad v y es detenido por dos resortes. Después de que el primer resorte ( $k _1$ ) se comprime 40 cm, entra en acción el segundo resorte ( $k _2$ ) . El carro se detiene 60 cm después de hacer contacto con el primer resorte. Considera que las constantes elásticas de los resortes son: $k_1 = 2\ 000\ \textstyle{N\over m}$ y $k_2 = 5\ 000\ \textstyle{N\over m}$ . Calcula la velocidad del carro al chocar contra los resortes.
(#6288) Seleccionar

Conservación de la energía mecánica en sistema que degrada energía (6288)

Una pelota se arroja desde una altura de 110 metros con una velocidad inicial de 5 m/s. La masa de la pelota es de 3 kg. Calcula:

a) ¿Con qué velocidad golpea el objeto al suelo?

b) Si el objeto golpea el suelo y pierde $75 \%$ de la energía, y rebota nuevamente hacia arriba, ¿cuál será la altura máxima que alcanzará la pelota con el rebote?
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Velocidad de un esquiador y distancia que recorre antes de pararse (6186)

Un esquiador inicia su movimiento a partir del reposo, en la parte más alta de una pendiente, sin fricción, de 32 m de altura. Cuando llega a la parte más baja, encuentra una superficie horizontal donde el coeficiente de rozamiento cinético entre los esquís y la nieve es 0.18. Calcula, usando criterios energéticos:

a) La magnitud de la velocidad del esquiador cuando ha bajado 10 m (verticales) desde su punto de partida.

b) La distancia que recorre en la superficie horizontal antes de detenerse, si no se impulsa con los bastones.