EjerciciosFyQ

Energía cinética y trabajo para una variación de velocidad (7843)

F_y_Q — 2023-01-29T05:52:51Z

Un automóvil de 1 200 kg cambia su rapidez de 5 a 10 m/s en un camino recto. Determina:

a) La energía cinética que posee cuando viaja a 5 m/s.

b) El trabajo total necesario para hacer el cambio su velocidad de 5 a 10 m/s.

a) La energía cinética al inicio es:

b) El trabajo total es igual a la variación de la energía cinética del automóvil:

Sustituyes y calculas:

Trabajo y fuerza de rozamiento sobre un objeto que se detiene al recorrer una distancia (7572)

F_y_Q — 2022-04-19T06:36:30Z

Un bloque de masa 10 kg se mueve sobre una superficie horizontal con una velocidad inicial de 10 m/s. Si recorre una distancia de 4 m hasta detenerse, determina:

a) El trabajo de la fuerza de rozamiento.

b) La fuerza de rozamiento.

a) Al moverse en una superficie horizontal, el bloque solo varía su energía cinética y la única fuerza que actúa sobre él es el rozamiento. El trabajo de rozamiento tiene que ser igual a la variación de la energía cinética:

b) A partir del trabajo de rozamiento puedes despejar el valor de la fuerza de rozamiento:

La fuerza de rozamiento siempre se opone al movimiento por lo que el ángulo es :

El signo negativo indica que la fuerza de rozamiento se opone al movimiento.

Trabajo realizado para arrastrar un escritorio (7549)

F_y_Q — 2022-04-01T08:56:41Z

Se empuja un escritorio una distancia de 2.5 m a lo largo de una superficie horizontal por medio de una fuerza de 600 N. ¿Cuál fue el trabajo realizado?

El trabajo es el producto de la fuerza aplicada por la distancia durante la que actúa, ya que ambas tienen la misma dirección:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Trabajo sobre un cuerpo que recorre una distancia en un tiempo (7520)

F_y_Q — 2022-03-02T07:30:15Z

Un cuerpo de 3 500 g parte desde el reposo y en un tiempo de 2 s recorre 8 m. ¿Qué trabajo se ejerció sobre el cuerpo?

Para poder calcular el trabajo debes calcular la aceleración y con ella la fuerza ejercida sobre el cuerpo. Debes tener cuidado con el dato de la masa en este problema. Para que sea homogéneo debes hacer el cambio a kilogramo.

Clicando en sobre la miniatura podrás ver la resolución del problema con más detalle.

Potencia y fuerza de una locomotora que asciende una pendiente (7305)

F_y_Q — 2021-08-13T06:54:46Z

Una locomotora de 350 toneladas es acelerada mientras asciende por una pendiente desde el punto A hasta el punto B, aumentando su velocidad desde los hasta los , como se puede ver en la figura:

Si el coeficiente de rozamiento es 0.15, determina:

a) La potencia desarrollada por la fuerza de rozamiento.

b) La potencia desarrollada por el peso.

c) La fuerza desarrollada por la locomotora.

d) La potencia desarrollada por la fuerza anterior.

Lo primero que debes hace es expresar los datos en unidades SI:

La distancia que recorre la locomotora sobre el plano es:

Otro dato interesante es calcular la velocidad media de la locomotora para poder calcular las potencias en función de la fuerza y la velocidad según la ecuación:

Basta con calcular la media aritmética de las velocidades inicial y final:

a) En primer lugar calculas la fuerza de rozamiento:

La potencia de la fuerza de rozamiento es:

b) La potencia desarrollada por el peso hace referencia a la componente x del peso y es:

c) La fuerza de la locomotora tiene que ser la suma de la fuerza de rozamiento y la fuerza necesaria para que ascienda con la aceleración que lo hace:

d) La potencia que desarrolla la locomotora es:

Puedes descargar el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Caballos de fuerza de un coche (7182)

F_y_Q — 2021-05-21T06:39:33Z

Un carro de 1 800 kg, recorre 200 m en 8 s con una aceleración de . Calcula cuántos caballos de fuerza desarrolla el motor del carro.

La potencia que desarrolla el motor es el cociente entre el trabajo que desarrolla y el tiempo durante el que lo hace:

El trabajo es el producto de la fuerza por el desplazamiento y la fuerza es el producto de la masa por la aceleración. Puedes escribir la ecuación anterior en función de los datos del enunciado:

Sustituyes los datos y calculas:

Debes hacer un cambio de unidades para expresar el resultado en caballos de fuerza:

Conservación de la energía en un cuerpo que cae libremente (7036)

F_y_Q — 2021-02-22T04:16:20Z

Para un cuerpo de 50 kg calcula:

a) Su energía potencial, expresada en julio y en calorías, cuando se encuentra en reposo a 30 m de altura.

b) Si se lo deja caer libremente, al descender 10 m, ¿cuáles son sus energías potencial y cinética?

c) ¿Cuál es su energía mecánica en el momento del apartado anterior?

d) Cuando llega al suelo, ¿cuál es su velocidad?

a) La energía potencial en julio es:

Si lo conviertes a calorías:

La energía potencial en (a) es igual a la energía mecánica del cuerpo ya que no tiene componente cinética al inicio.

b) Ahora su energía potencial es:

La energía cinética será la diferencia entre la energía potencial en (a) y la energía potencial en (b):

c) La energía mecánica en (b) es la suma de las componentes cinética y potencial y coincide con la energía potencial en (a) porque estamos despreciando rozamientos:

d) Al llegar al suelo solo tendrá componente cinética y será igual a la energía mecánica en (a). Puedes despejar y calcular el valor de la velocidad:

Masa de la flecha que dispara una arquera (6970)

F_y_Q — 2021-01-13T15:53:08Z

Una arquera disparó una flecha con su arco y recorrió una distancia de 180 m en 2 s, lo que supuso una energía de 500 J. ¿Cuál es la masa de la flecha?

Lo primero que debes hacer es calcular la velocidad con la que se desplazó la flecha:

La energía de la flecha tuvo que ser energía cinética porque es la que está dada en función de la velocidad de la flecha. Si despejas el valor de la masa:

Ahora solo tienes que sustituir y calcular el valor de la masa:

Potencia que desarrolla un hombre para elevar un peso (6952)

F_y_Q — 2021-01-04T18:30:02Z

Un hombre de 65 kg lleva un cuerpo de 20 kg a una altura de 6.5 m hasta otra de 12 m. El hombre utiliza 5 minutos para recorrer la distancia entre los dos sitios que es de 14.4 m. Determina la potencia media desarrollada por el hombre.

Puedes plantear el problema en función de la diferencia de altura entre la posición inicial y final del hombre con el cuerpo. Como no indica el enunciado que haya rozamiento, la distancia que recorre es prescindible para hacer el problema.

La potencia es el cociente entre el trabajo que desarrolla y el tiempo que tarda en hacer ese trabajo. El trabajo será igual a la variación de la energía potencial gravitatoria:

Sustituyes los datos y calculas el trabajo:

La potencia media desarrollada es:

Velocidad y altura de un balón lanzado hacia arriba en distintos instantes (6944)

F_y_Q — 2020-12-25T05:24:46Z

En el esquema se muestran cuatro diferentes posiciones de un balón de baloncesto de 2 kg de masa lanzado verticalmente hacia arriba. En el punto C el balón alcanza su máxima altura. Determina el valor de la altura máxima, la velocidad en B y la altura en D:

La clave de este ejercicio está en la posición C, cuando alcanza la máxima altura. Si supones que no hay rozamiento, en la posición C tienes el valor de la energía mecánica del sistema porque en el punto de máxima altura la velocidad es nula y la energía mecánica solo tiene componente potencial. El valor de 441 J tiene que ser constante en todas las posiciones.

La altura máxima es:

Para calcular la velocidad en B debes calcular primero la energía cinética en B. Recuerda que la suma de las energías cinética y potencial es la energía mecánica en C:

La velocidad es:

Ahora calculas la energía potencial en D y luego la altura que corresponde a ese valor de energía potencial:

Para calcular la altura en D: