Justificar el siguiente enunciado: “Es imposible que un objeto no tenga energía, siempre tendrá, como mínimo, la energía contenida en su masa”.
Respuestas
Respuesta:
Verdadero o falso:
(a).- Sólo la fuerza resultante que actúa sobre un objeto puede realizar trabajo.
(b).- Ningún trabajo se realiza sobre una partícula que permanece en reposo.
(c).- Una fuerza que en todo momento es perpendicular a la velocidad de una partícula no
realiza trabajo sobre ésta.
2.- Una caja pesada ha de moverse desde lo alto de una mesa a lo alto de otra de igual altura situada en
otro lugar de la habitación. ¿Requiere ello algún trabajo?
3.- Para levantarse de la cama por la mañana, ¿hay que realizar algún trabajo?
4.- Un objeto se mueve circularmente a velocidad constante. ¿Realiza trabajo la fuerza que causa su
aceleración? Razonar la respuesta.
5.- Una masa de 6 kg en reposo se eleva a una altura de 3 m por una fuerza vertical de 80 N.
Determinar:
(a).- el trabajo realizado por la fuerza.
(b).- el trabajo realizado por la gravedad.
(c).- la energía cinética final de la masa.
6.- Una fuerza constante de 80 N actúa sobre una caja de masa 5,0 kg que se está moviendo en la
dirección de la fuerza aplicada con una velocidad de 20 m/s. Tres segundos después la caja se mueve
con una velocidad de 68 m/s. Determinar el trabajo realizado por esta fuerza.
7.- Un alumno compite en una carrera con su amiga. Al principio ambos tienen la misma energía
cinética, pero el alumno observa que su amiga le está venciendo. Incrementando su velocidad en un
25% él corre a la misma velocidad que ella. Si la masa del joven es 85 kg, ¿cuál es la masa de la
muchacha?
8.- Una partícula de 3 kg se desplaza con una velocidad de 2 m/s
cuando se encuentra en x =0. Esta partícula se encuentra sometida
a una única fuerza Fx que varía con la posición del modo indicado
en la figura.
(a).- ¿Cuál es su energía cinética para x = 0?
(b).- ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza cuando la
partícula se desplaza desde x = 0 m a x = 4 m?
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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UNIVERSIDAD DE JAÉN
Relación de problemas
Trabajo y energía
(c).- ¿Cuál es la velocidad de la partícula cuando se encuentra en x =4 m?
9.- Una partícula de 4 kg se encuentra inicialmente en
reposo en x = 0. Esta partícula está sometida a una sola
fuerza Fx que varía con x del modo que se indica en la
figura.
(a).- Calcular el trabajo realizado por la fuerza
cuando la partícula se desplaza desde x = 0 a x
=3 m y
(b).- de x = 3 m a x = 6 m.
Calcular la energía cinética de la partícula cuando se
encuentra en
(c).- x =3 m
(d).- x =6 m.
10.- Supongamos que una fuerza actúa sobre una partícula, pero no se realiza ningún trabajo. ¿Puede la
partícula estar moviéndose en línea recta?
11.- Un carro de 85 kg sube un escalón de 1,5 m mediante un plano inclinado formado por un tablón de
longitud L apoyado entre los niveles inferior y superior del escalón (suponer que la rodadura equivale
al deslizamiento sin rozamiento).
(a).- Determinar la fuerza paralela al plano inclinado necesaria para impulsar el carro hacia
arriba sin aceleración para valores de L iguales a 3, 4 y 5m.
(b).- Calcular el trabajo necesario para impulsar el carro por el plano inclinado hacia arriba para
cada uno de estos valores de L.
(c).- Puesto que el trabajo encontrado en (b) es el mismo para cada valor de L, ¿qué ventaja
resulta de elegir una longitud u otra?
12.- Verdadero o falso: Un kilovatio hora es una unidad de potencia.
13.- Un cuerpo de 5 kg es elevado por una fuerza igual al peso del cuerpo. El cuerpo se mueve hacia
arriba con una velocidad constante de 2 m/s.
(a).- ¿Cuál es la potencia de la fuerza?
(b).- ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza en 4 segundos?
14.- Un fabricante de automóviles anuncia que su coche puede acelerar desde el reposo a 100 km/s en 8
s. La masa del coche es de 800 kg.
(a).- Suponiendo que esta aceleración se alcance a potencia constante, determinar la potencia
desarrollada por el motor del coche.
(b).- ¿Cuál será la velocidad del vehículo después de 4 s? (Despreciar el rozamiento y la
resistencia del aire).
15.- Un coche de 700 kg acelera desde el reposo con potencia constante. Al cabo de 8 s, su velocidad es
tencia, ¿cuál será su velocidad al cabo de 10 s y a qué distancia se encuentra el coche del punto de
partida?