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TRABAJO Y ENERGÍA

1. ¿Puede ser nulo el trabajo si se realiza fuerza y hay desplazamiento?.

2. ¿Puede ser positivo o negativo el trabajo que realiza una fuerza?.

3. Un obrero que tira de una caja con una fuerza de 2.500 N en una dirección que forma 60 grados con la horizontal. Calcula el trabajo realizado cuando el carro ha recorrido 100 m.

4. ¿Qué trabajo se realiza al sostener un cuerpo de 8 kg de masa a 1,5 m sobre el suelo durante 1 minuto?.

5. ¿Ahorran trabajo las palancas, las rampas o las poleas?.

6. ¿Puede ser negativa la energía cinética de un cuerpo?. ¿Por qué?.

7. Un objeto experimenta un desplazamiento ∆ r⃗=3 i⃗+ j⃗+2 k⃗ (m) bajo la acción de la fuerza F⃗=10 i⃗+ j⃗−4 k⃗ (N). Determinar el trabajo realizado en ese desplazamiento.

8. Comprueba que el trabajo que realiza el peso es el mismo cuando el cuerpo cae verticalmente que cuando cae deslizándose sin rozamiento a lo largo del plano inclinado.

9. Si una persona saca de un pozo de 20Kg y realiza un trabajo equivalente a 6.00KJ, Cuál es la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanece constante.

10. Una fuerza que actúa sobre un cuerpo varía con respecto a x como se muestra en la figura. Calcule la fuerza en función de la posición en los tres intervalos de tiempo y el trabajo cuando el cuerpo se mueve desde x=0 hasta x=8m

11. La posición de una partícula en el plano está dada por r⃗=3 t i⃗−2 t2 j⃗ (t en segundos y r en metros), la fuerza sobre la misma es F⃗=4 i⃗−5 j⃗ (N). Qué trabajp se realiza en el intervalo de t=1s a t=3s?

12. Un objeto de masa m se mueve en el

eje x sujeto a la fuerza F⃗=m Ax2i⃗

donde A es una constante y x es la distancia desde el origen.a)Cuánto trabajo realiza esta fuerza si el objeto se mueve de x=a a x=b?b)Si la masa tenía una velocidad v en la dirección positiva de x, Cuál es su velocidad en b?

13. La fuerza que actúa sobre una partícula varía como se muestra en la figura. Encuentre el trabajo invertido

por la fuerza en la partícula conforme se mueve a) de x=0 a x=8.00m, b) de x=8.00m a x=10.0m, y c) de x=0m a x=10.0m.

14.

Una fuerza F⃗=(4 x i⃗+3 y j⃗ )(N ) actúa sobre

un objeto mientras el objeto se mueve en la dirección x desde el origen hasta x=5.00m. Encuentre el trabajo

W=∫ F⃗ . d r⃗ invertido porla fuerza sobre

el objeto.

15. La fuerza que actúa sobre una partícula varía, como muestra la figura. Encuentre el trabajo hecho por la fuerza cuando la partícula se mueve (a) desde x=0 hasta x=4,0 m (b) desde x=4.0m hasta x=8m, y (c) desde x=0 hasta x=10m.

16.Un vagón de 6000Kg rueda a lo largo de la vía

con fricción despreciable. El vagón se lleva al reposo mediante una combinación de dos resortes en espiral,

como se ilustra en la figura. Ambos resortes se describen mediante la ley de Hooke con K1=1600N/m y K2=3400N/m. Después de que el primer resorte se comprime una distancia de 30.0cm, el segundo resorte actúa con el primero para aumentar la fuerza mientras se representa una compresión adicional como se muestra en la gráfica. El vagón llega al reposo 50.0cm después de que hace le primer contacto con el sistema de dos resortes. Encuentre la rapidez inicial del vagón.

17. Una partícula

de masa m se mueve sobre una circunferencia de radio R de centro el origen, bajo la acción de una fuerza de atracción desde el punto P de coordenadas (–R, 0) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Determinar el trabajo desarrollado por dicha fuerza cuando el punto se traslada desde A (R, 0) a B (0, R).

18. .- ¿Desde qué altura del plano inclinado hay que dejar caer un cuerpo para que al llegar al final del plano pueda describir un “rizo”?. (Supón que no hay rozamientos)

h19. Una bala de 20 g choca contra un banco

de fango, como se muestra en la figura, y penetra una distancia de 6 cm antes de detenerse. Calcule la fuerza de frenado F, si la velocidad de entrada fue de 80 m/s.

20. Un bloque de 2 [Kg] ubicado a una altura de 1 [m] se deja libe a partir del reposo desplazándose por una rampa curva y lisa. Posteriormente se desliza por una superficie horizontal rugosa recorriendo 6 [m] antes de detenerse. a) Calcula su rapidez en la parte inferior de la rampa. b) Determina el trabajo realizado por la fricción. c) Calcula el coeficiente de roce entre el bloque y la superficie horizontal

21. Se lanzan tres pelotas idénticas desde la parte superior de un edificio cuya altura es h. La primera sale disparada horizontalmente; la segunda con ángulo α hacia arriba yla tercera con un ángulo β hacia abajo, tal como se muestra en la figura. Asumiendo que la rapidez inicial v0es la misma en los tres casos, compara la rapidez con la que llegan al suelo cada una de las pelotas. [Resolverlo por cinemática y por consideraciones energéticas).

22. La figura muestra un carrito en una montaña rusa lisa, que parte del punto A ubicado a una altura h sobre el suelo con una rapidez v0.a) Demuestra que vB = v0; y que

vc=√v20+ghb) Calcula el coeficiente de roce en el tramo DE, tomando en cuenta que se detiene luego de recorrer una distancia L.c) Realiza los cálculos correspondientes si h = 30 [m]; v0 = 10 [m/s] y L =24 [m].

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