Se dispara verticalmente hacia arriba una masa de 400 g, alcanzando una altura de 490 m, desde la que cae
de nuevo libremente. Si se considera nulo el rozamiento con el aire, calcula la velocidad con que ha sido
disparada, el tiempo que tarda en alcanzar dicha altura y la energía cinética que posee cuando se encuentra
a 100 m de altura. (Sol.: 98 m/s; 10 s; 1528.8 J)
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
1.- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o
falsas:
a) El trabajo es una forma de energía.
b) El kilovatio hora es una unidad de trabajo.
c) Si un cuerpo no se mueve, su energía potencial
gravitatoria es cero.
d) La energía cinética de un cuerpo depende de su
masa.
e) La energía cinética incrementa el trabajo que tiene
un cuerpo.
Sol: a) F; b) V; c) F; d) V; e) F
2.- Arrastramos por el suelo un cajón de 100 kg una
distancia de 10 m, tirando de él con una fuerza horizontal.
Si el coeficiente de rozamiento es 0,5 y el desplazamiento
se hace con velocidad constante, ¿qué trabajo se ha
realizado?
Sol.: 4.905 J
3.- Un cuerpo de 3 kg está sobre un plano horizontal sin
rozamiento. Durante 5 s se le aplica una fuerza constante y
paralela al plano de 60 N. ¿Qué trabajo realizará la fuerza
durante esos 5 s? ¿Qué velocidad tendrá al cabo de los 5 s?
Sol.: a) 15 KJ; b) 100 m/s
4.- Desde una altura de 50 m se deja caer un cuerpo de
500 g. Si llega al suelo y penetra en éste una distancia de 8
cm, calcula la resistencia media que ha ofrecido el suelo. Se
desprecia el rozamiento con el aire.
Sol: 3.062,5 N
5.- Un automóvil de 1425 kg parte del reposo sobre una
pista horizontal. Suponiendo que la fuerza de rozamiento es
constante y vale 15 kp, calcula: a) La aceleración que es
preciso comunicar al auto para alcanzar la velocidad de 120
km/h en 800 m. b) El trabajo que habrá realizado el motor
desde el momento de partir hasta el instante en que alcanza
los 120 km/h de velocidad.
Sol.: 0,69 m/s2
; 904.200 J
6.- Un cuerpo de 10 kg descansa sobre una superficie
horizontal. Si el coeficiente de rozamiento dinámico entre el
cuerpo y la superficie es de 0,2, a) ¿qué fuerza horizontal
hay que aplicar para desplazar el cuerpo 5 m a velocidad
constante? b) ¿Qué trabajo realiza esa fuerza? c) ¿Qué
trabajo realizará al trasladar el cuerpo 5 m con aceleración
de 5 m/s2
?
Sol.: a) 19,6 N; b) 98 J; c) 348 J
7.- Un alpinista de 70 kg puede trepar 500 m por hora de
ascensión vertical. ¿Qué energía potencial gravitatoria gana
este alpinista en una ascensión de 5 horas?
Sol.: 1,715·106 J
8.- Un cuerpo se lanza sobre una superficie horizontal con
una velocidad inicial de 6 m/s. Si el coeficiente de
rozamiento es de 0,3, calcula; a) el tiempo que tarda en
detenerse, b) el espacio recorrido hasta ese momento; c) la
energía disipada por rozamiento.
Sol: 2,04 s; 6,12 m; -17,99 J
9.- Un cuerpo de 4 kg de masa se mueve hacia arriba por
un plano inclinado 20º respecto a la horizontal. Sobre el
cuerpo actúan las fuerzas siguientes: una horizontal de 80
N, una paralela al plano de 100 N en el sentido del
movimiento y la fuerza de rozamiento, de 10 N. El cuerpo
se traslada 20 m a lo largo del plano. Calcula el trabajo que
realiza cada fuerza.
Sol.: 1.503,5 J; 2.000 J; -200 J; 3303,5 J
10.- Se ha de arrastrar por el suelo un fardo que pesa 100
kg, aplicando una fuerza de 500 N. El coeficiente de
rozamiento es 0,3. Calcula el trabajo total realizado cuando
se ha desplazado 8 m: a) Si se tira de él horizontalmente;
b) si se tira hacia arriba formando un ángulo de 30º con la
horizontal; c) si se empuja hacia abajo formando un ángulo
de 30º con la horizontal.
Sol.: 1.648 J; 1.712 J; 512 J