Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía y Trabajo

Frenando abruptamente, un auto deja marcas de 65 metros de longitud. El coeficiente de rozamiento dinámico entre las ruedas y el asfalto es de 0,71. ¿Cuál es la magnitud de la aceleración con que frena?


Un cuerpo de masa m = 10 kg se encuentra sobre un plano liso inclinado de 30^o, sujeto a otro cuerpo ubicado sobre un plano liso horizontal de masa M = 30 kg, por encima del primer cuerpo. Sobre el segundo se aplica una fuerza horizontal F = 10 N. El sistema se encuentra inicialmente en reposo. Determina:

a) Diagrama de cuerpo aislado.

b) La aceleración de los cuerpos.

c) La tensión de la cuerda.

d) El trabajo de la fuerza F al recorrer 3 metros.

e) El trabajo de todas las fuerzas que actúan sobre M al recorrer 3 metros.

f) La energía cinética de m después de recorrer 3 metros.


Un cuerpo de 30 kg resbala por un plano inclinado sin rozamiento, llegando al suelo con una velocidad de 1 2\ \textstyle{m\over s}. Calcula la energía mecánica del cuerpo cuando está en la parte más alta del plano, cuando llega al suelo y la altura desde la que empieza a resbalar estando en reposo.


Un cuerpo se suelta desde el punto A, que se encuentra a una altura de 3 m, y recorre los dos planos inclinados que tienen un ángulo de 30^o mostrados en la figura adjunta. Encuentra la máxima altura alcanzada en el segundo plano, si la fuerza de rozamiento en ambos planos es igual a la décima parte de su peso y el plano horizontal no tiene fricción.


Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota de 1 kg desde la parte superior de un edificio de 30 m de altura. La pelota parte con una velocidad inicial de 20\ \textstyle{m\over s}. Responde a las siguientes preguntas:

a) ¿Con qué velocidad llegará la pelota al suelo?

b) Tras rebotar en el suelo la pelota asciende hasta los 26 m. ¿Qué energía se ha disipado tras el impacto contra el suelo?

c) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto a la pelota?

i. En el momento que se lanza su energía cinética es máxima para todo el recorrido.

ii. Cuando su energía cinética es nula, su energía potencial gravitatoria también lo es.

iii. El trabajo del peso de la pelota es independiente del sistema de referencia utilizado.


Se realiza una simulación de un choque de un auto de masa m_1 a una velocidad de 50 km/h contra unn bloque de hormigón fijado al suelo. Dentro del auto hay dos ocupantes, ambos de masa m_2, pero solo uno tiene puesto el cinturón de seguridad. Al producirse el choque el auto se detiene completamente. El conductor sale despedido del auto hacia delante. Determina:
a) La velocidad del conductor después del choque.
b) El impulso de la fuerza que el bloque hace al sistema para detenerlo.
c) Recalcula los apartados a) y b) si el auto pierde un 90\% de energía cinética después del choque.
d) Calcula el trabajo de las fuerzas que actúan sobre el auto durante el choque.


Desde la parte superior de un edificio en llamas, de 15 m de altura, se lanza una persona a una colchoneta de espuma colocada por los bomberos al pie del edificio. Si la colchoneta se hunde 35 cm después de que la persona cae sobre ella:

a) ¿Con qué velocidad toca la persona la colchoneta?

b) ¿Qué aceleración experimenta la persona mientras está en contacto con la colchoneta?

c) ¿Cuánto tiempo dura toda la travesía de la persona?


Un bloque de 2,0 kg inicialmente a 0,8 m de altura, comprime inicialmente 10 cm a un resorte de constante k = 600 N/m hasta que sale liberado del mismo. En la parte más baja ingresa a una región donde existe una fuerza de rozamiento de módulo variable, como se ve en la gráfica de la figura.

a) En función de los datos anteriores, calcula la máxima altura que alcanzará la masa.

b) ¿Volverá a atravesar toda la zona con rozamiento? Justifica tu respuesta.


Un bloque de masa de 3 kg parte del reposo y se desliza a una distancia de 3 m por la superficie de un plano inclinado un ángulo de 37^o. El bloque choca con un resorte de constante de elasticidad 93 N/m al llegar al final del plano. Si el coeficiente de rozamiento es de 0,2, determina:

a) La velocidad con la que llega el bloque al resorte.

b) ¿Cuál es la comprensión máxima del resorte?

c) ¿Hasta qué distancia subirá el bloque después del rebote?


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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