Energía y Trabajo

Un saltador de esquí se sitúa al inicio del trampolín que está 70 m por encima del punto desde el que salta. Al llegar a ese punto, la velocidad con la realiza el salto es de . Sabiendo que el coeficiente de fricción es 0.06, la masa del esquiador es 65 kg y que la inclinación promedio de la rampa es de , calcula:
a) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento durante el descenso.
b) La distancia que recorre por la rampa hasta el momento de realizar el salto.

Junto al resorte de la figura, de constante elástica 20 000 N/m, se coloca un cuerpo de 2.5 kg. Se comprime el resorte 7 cm y se suelta el cuerpo. Si el coeficiente de rozamiento es cero, calcula:
a) La rapidez del cuerpo en el plano horizontal.
b) La rapidez que tiene el cuerpo cuando asciende 3 m en el plano inclinado.
c) La distancia que recorre el cuerpo en el plano inclinado hasta detenerse.

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.

Un niño empuja un carrito sobre la acera. A lo largo de 9.0 m el carrito permanece sobre la acera y el niño empuja con una fuerza horizontal de 22 N. Luego una de las ruedas del carrito sale hacia la hierba y el niño tiene que empujar con una fuerza de 38 N y un ángulo de , con respecto a la acera, durante los siguientes 5.0 m. Por último, el carrito retorna a la acera, por lo que el niño recorre los últimos 13.0 m restantes del trayecto aplicando una fuerza de 22 N. ¿Cuánto trabajo total (…)

Un móvil de 110 kg marcha inicialmente a 33 m/s y su velocidad se reduce a 7 m/s.
a) ¿Qué ha ocurrido con la energía cinética del móvil?
b) Calcula el trabajo realizado sobre el móvil.
c) ¿Qué tipo de fuerzas han realizado ese trabajo?

Una pieza de maquinaria pesada tiene una masa de 750 kg y es elevada deslizándola sobre una rampa que tiene una inclinación de respecto a la horizontal, desplazándola una distancia de 12.5 m.
a) ¿Qué altura es la que se ha elevado la pieza?
b) ¿Cuál ha sido el trabajo hecho sobre la pieza para elevarla?

Un proyectil de 2.00 kg de masa se mueve a la derecha con una rapidez de . El proyectil golpea y se queda pegado a una distancia de d=3.00 m del extremo de una varilla de M = 5.00 kg y 4.00 m de longitud que cuelga verticalmente en reposo y hace pivote alrededor de un eje sin fricción que pasa por su extremo superior. Determina:
a) La rapidez angular del sistema inmediatamente después de la colisión.
b) La energía cinética del sistema antes de la colisión.
c) La energía cinética del (…)

Un cuerpo de masa cae desde el punto A, partiendo del reposo, por una semiesfera de radio R = 3 m. En el punto B tenemos un segundo cuerpo de masa . Entre A y B no existe fricción. En el punto B se produce un choque de forma que ambos cuerpos quedan enganchados. Después ambos cuerpos se desplazan por el tramo BC con fricción hasta llegar a una altura h.
a) Calcula la energía degradada en el choque que se produce en B.
b) Calcula el valor de la fuerza normal aplicada sobre el nuevo (…)

Un ascensor tiene una masa de 1 250 kg y las personas que van en su interior de 350 kg. El foso mide 120 cm y el muelle de emergencia 100 cm, pudiéndose comprimir como máximo 40 cm. Al pasar por el 5.º piso, a una altura de 19 m, y mientras desciende con una velocidad constante de 2 m/s, se rompe el cable que sujeta el ascensor y se acciona el sistema de frenado hidráulico sobre los rieles de la cabina, provocando una fuerza de rozamiento de 15 000 N.
a) Calcula la constante elástica que (…)

Un péndulo simple de longitud 3L y masa 2m se suelta cuando forma un ángulo con la vertical, como se muestra en la Figura.
Al llegar a la parte más baja de su trayectoria, choca elásticamente con otro péndulo de masa m y longitud L. ¿Cuál es el valor del mínimo ángulo necesario para que el péndulo de masa m y longitud L efectúe una vuelta completa? ¿Cómo se mueve la masa 2m después del choque?