Un cuerpo de 500 g se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 90 km/h Calcular:
a) La energía cinética del cuerpo en el momento del lanzamiento y la energía cinética cuando el cuerpo ha alcanzado su altura máxima
b) El trabajo realizado por el campo gravitacional terrestre sobre el cuerpo cuando este se ha ascendido 3/4 de su altura máxima.
Porfa enserio necesito ayuda, les doy 30pts al que responda con el procedimiento y la coronita
Respuestas
Respuesta:1. Un cuerpo de 15 kg se deja caer desde una altura de 10 metros. Calcula el trabajo
realizado por el peso del cuerpo.
W=F P h=m g h=15 9,8 10=1470 J ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ e
2. Sobre un cuerpo de 10 kg de masa actúa una fuerza de 100N que forma un
ángulo de 30º con la horizontal que hace que se desplace 5 m. Calcula el trabajo
realizado por la normal, el peso y la fuerza aplicada sobre el cuerpo.
N F
Fy
Fx
P
La normal y el peso son perpendiculares a la dirección del desplazamiento y,
por tanto, no realizan trabajo.
Aplicando la definición de seno y coseno de un ángulo se deduce que:
FY=F.sen30º y Fx=F.cos30º.
Sólo realiza trabajo la componente FX de la fuerza aplicada sobre el cuerpo:
W=F e=F cos 30º e=100 0,866 5 433 J X
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
3.- Una bomba eléctrica es capaz de elevar 500 kg de agua a una altura de 25 metros
en 50 segundos. Calcula:
a) La potencia útil de la bomba.
b) Su rendimiento, si su potencia teórica es de 3000 w.
a)
W F e m g h 500 9,8 25 P= 2450 w
t t t 50
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= = = =
b)
Potencia practica 2450 Rendimiento= 100 100 82%
Potencia teorica 3000
⋅ = ⋅ =
4.- Calcula la energía cinética de un coche de 500 kg de masa que se mueve a una
velocidad de 100 km/h.
Pasamos la velocidad a las unidades del sistema internacional:
km 1000 m 1 h 100 27,8 m/s
h 1 km 3600 s
⋅ ⋅ =
Sustituimos en la ecuación de la energía cinética:
1 2 Ec= m v 0,5 500 27,8 6950 J
2
⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =
5.- Un cuerpo de 20 kg de masa que se mueve a una velocidad 2 m/s se somete a una
aceleración de 2 m/s2
durante 5 s. Calcula el trabajo efectuado sobre el cuerpo.
El trabajo efectuado sobre el cuerpo es igual a la variación que experimenta su
energía cinética.
2 2
C O
1 1 W= E m v m v
2 2
∆ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅
Conocemos todos los datos excepto la velocidad del cuerpo después de los 5 s.
Utilizamos la ecuación de un movimiento uniformemente acelerado para calcular esta
velocidad:
0
v=v a t=2+2 5=12 m/s + ⋅ ⋅
Sustituimos los datos en la ecuación de arriba:
2 2
C
1 1 W= E 20 12 20 2 1400 J
2 2
∆ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ =
6.- El conductor de un coche de 650 kg que va a 90 km/h frena y reduce su velocidad
a 50 km/h. Calcula:
a) La energía cinética inicial.
b) La energía cinética final.
c) El trabajo efectuado por los frenos.
90 km/h son 25 m/s y 50 km/h son 13,9 m/s.
a) 2 2
0
1
Ec= m v 0,5 650 25 203125 J
2
⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =
b)
1 2 2 Ec= m v 0,5 650 13,9 62793,3 J
2
⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =
d) W= E Ec Ec 62793,3 203125 140331,7 J ∆ = − = − = − C 0
7.- Se dispara una bala de 10 gr con una velocidad de 500 m/s contra un muro de 10
cm de espesor. Si la resistencia del muro al avance de la bala es de 3000 N, calcula la
velocidad de la bala después de atravesar el muro.
El muro opone una resistencia al paso de la bala por lo que realiza un trabajo negativo:
2 2
C O
1 1 W= E ; -F e m v m v
2 2
∆ ⋅ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅
Sustituimos:
1 1 2 2 -3000 0,1 0,01 v 0,01 500
2 2
⋅ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅
Despejamos “v” y calculamos y obtenemos una velocidad de 435,9 m/s
Explicación: