Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía y Trabajo

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.


Un proyectil de masa 0,2 kg llega a una placa de madera de 20 cm de espesor con una velocidad de 144 km/h. La resistencia total que la placa opone a la penetracion del proyectil es constante e igual a 200 N. Se desea saber:
a) Si el proyectil atraviesa la placa.
b) En el caso de que sea así, la velocidad con que sale de la misma.


En el salto de altura, la energía cinética de un atleta se transforma en energía potencial gravitacional sin ayuda de una pértiga. ¿Con qué rapidez mínima debe el atleta dejar el suelo para levantar su centro de masa 2.10 m y cruzar la barra con una rapidez de 0.70 m/s?


Una canica de 8 g se lanza con una velocidad de 10 m/s hacia una bola de billar de 120 g en reposo y choca con ella. Tras el choque, la canica rebota con una velocidad de 5 m/s. Determina la velocidad que llevará la bola de billar tras el choque.


Una vagoneta de feria de masa de 120 kg se encuentra encima de una pista sin rozamiento. El tramo inicial de la pista es horizontal. A medio camino, la pista hace una subida hasta un segundo tramo horizontal, al final del cual hay un sistema de frenado consistente en un muelle de constante elástica k = 104 N/m. La diferencia de altura entre los dos tramos horizontales es de 4 m. Si el sistema de frenado se comprime 0.8 m, calcula:

a) La velocidad de la vagoneta justo antes de empezar a comprimir el sistema de frenado.

b) La velocidad de la vagoneta justo antes de empezar a subir la rampa.


Se hace un péndulo dejando que un objeto de 2.0 kg oscile en el extremo de una cuerda que tiene una longitud de 1.5 m. El ángulo máximo que la cuerda hace con la vertical a medida que el péndulo oscila es de 30 ^o. ¿Cuál es la velocidad del objeto en el punto más bajo de su trayectoria?


Un camión de 6.69\cdot 10^3\ kg se dirige hacia el este a 41.0 km/h cuando colisiona simultáneamente con dos carros en una de las intersecciones de la carretera. Uno de los carros es de 2.25\cdot 10^3\ kg y viaja hacia el norte a 102 km/h, el otro carro es de 3.23\cdot 10^3\ kg y viaja hacia el oeste a 98.0 km/h. Suponiendo que los tres vehículos quedan unidos después de la colisión, determina:

a) ¿Cuál es la velocidad de los carros y el camión justo después de la colisión?

b) ¿Cuál es la dirección justo después de la colisión?

c) Realiza un diagrama donde se evidencie la situación antes y después de la colisión.


Una esfera A de 100 g está unida a una cuerda de 100 cm de longitud, que puede girar alrededor de O, como se puede ver en la figura. La esfera se abandona en la posición 1, desciende y efectúa un choque inelástico contra un bloque B de masa 400 g rebotando hasta la posición 3 que corresponde a un ángulo \theta = 30^o. Sin tener en cuenta el rozamiento entre el bloque y el plano horizontal, calcula:

a) La velocidad de la esfera inmediatamente antes del choque.

b) La velocidad de la esfera después del choque.

c) La velocidad adquirida por el bloque B después del choque.

d) El coeficiente de restitución del choque.


Un hombre que corre tiene la mitad de energía cinética que la de un niño cuya masa es la mitad de la del hombre. Si el hombre aumenta su rapidez hasta alcanzar 1.61 m/s, entonces su energía cinética se hace igual a la del niño. Determina la rapidez inicial del hombre y del niño.


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