5. Un automóvil sube por la rampa de un parqueo con una velocidad constante de 6 m/s.
La masa del automóvil es de 1280 kg. Si en total asciende 3 m:
a. ¿Cuál es la potencia desarrollada por el motor?
b. ¿Cuál es el trabajo efectuado en 12 s?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Explic1.-Para alargar un muelle es necesario aplicar una fuerza proporcional al desplazamiento F=kx. Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la constante del muellación:
2.-Un cuerpo de 4 kg de masa se mueve hacia arriba en un plano inclinado de 20° con respecto a la horizontal. Sobre el cuerpo actúan las siguientes fuerzas: una fuerza horizontal de 80 N, una fuerza paralela al plano de 100 N favoreciendo el movimiento, una fuerza de fricción de 10 N que se opone al movimiento. El cuerpo se traslada de A a B, 20 m a lo largo del plano inclinado. Calcular:
El valor de las fuerzas que faltan.
El trabajo de cada fuerza y el trabajo total.
La resultante y el trabajo de la resultante. 3.-Un automóvil sube por una carretera de 3° de inclinación con una velocidad constante de 45 km/h. La masa del automóvil es de 1600 kg. Despreciar las fuerzas de fricción.
¿Cuál es la potencia desarrollada por el motor?
¿Cuál es el trabajo que ha efectuado en 10 s? 4.-Hallar la velocidad con que sale una bala después de haber atravesado una tabla de 7 cm de grosor y que opone una resistencia constante de 1800 N. La velocidad inicial de la bala es de 450 m/s y su masa de 15 g.
5.-En la figura, se muestra la gráfica de la fuerza aplicada a un móvil de 2 kg de masa en función del desplazamiento. Sabiendo que su velocidad inicial (en x=0) es de 5 m/s, calcular su velocidad en las posiciones x = 4, 11, 17, 2 6.-Una fuerza F=3x2+2x-5 N (la posición x en m) se aplica a un cuerpo de 10 kg de masa.
Calcular el trabajo realizado por la fuerza entre x=2 y x=5m.
Sabiendo que la velocidad del bloque en el punto x=2 m es de 5 m/s, calcular la velocidad del bloque en el punto x=5 m. 7.-Una partícula de masa m=2 kg se mueve a lo largo del eje X, está sometida a una fuerza que varía con la posición x tal como se muestra en la figura. Si la velocidad inicial cuando pasa por el origen x=0 es de 3 m/s. Calcular su velocidad cuando pasa por x=8 m 9.-Hallar el trabajo de la fuerza
→
F
=
6
x
y
ˆ
i
+
3
ˆ
j
N
a lo largo del camino ABA. El camino AB es el tramo de parábola y=-2x2+6x, El camino BA es la recta que une el punto B de coordenadas (2,4) con el origen.
El automóvil sube la cima con una potencia de 3136 vatios y realiza un trabajo de 37632 joules.
El automóvil necesita realizar un trabajo para poder subir la cima, el cual está relacionado con la variación de energía.
¿Cómo se calcula el trabajo realizado?
Se debe sumar la variación de energía cinética con la variación de energía potencial, el resultado es igual al trabajo realizado.
Datos:
m = 1280 kg
g = 9.8
h = 3 m
V = 6 m/s
- Energía potencial:
La energía potencial aumenta desde la altura cero (h=0) hasta subir la cima (h=3):
DEp = E2 - E1
DEp = m*g*h2 - m*g*h1
DEp = 1280*9.8*3 - 1280*9.8*0
DEp = 37632 J
- Energía cinética:
La variación de energía cinética es:
DEc = E2 - E1
DEc = (1/2)m*V2^2 - (1/2)m*V1^2
DEc = (1/2)*1280*6^2 - (1/2)*1280*6^2
DEc = 0
Entonces el trabajo es:
W = 37632 + 0 = 37362 J
El trabajo realizado por el automóvil vale 37362 J.
Para calcular la potencia desarrollada dividimos el trabajo entre el tiempo:
P = W/t
P = 37632/12
P = 3136 W.
Desarrolla una potencia de 3136 W.
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