PROBLEMA N°1 

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. Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el suelo es 0,2, calcule el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de rozamiento y la fuerza aplicada sobre el cuerpo. 

 

PROBLEMA N°2 

Claudia pesa 60 kgf, y viaja en un ascensor desde el piso 4° hasta planta baja. Hallar el trabajo que realiza la fuerza que hace el piso del ascensor («normal») sobre ella, en los siguientes tramos de 4 m de longitud cada uno: a) arranque con aceleración constante, de 0,5m/s², b) descenso con velocidad constante de 2 m/s, c) frenado con aceleración constante, de 0,5 m/s². 

 

PROBLEMA N°4 

Nicolás corre 4 m tirando de su carrito, con la caja de juguetes encima, con la fuerza constante de 30 N en la dirección indicada en la figura. El carrito tiene 10 kg y la caja 2 kg, y el rozamiento entre el carrito y el piso es despreciable. Calcular: a) el trabajo que realiza la fuerza de rozamiento sobre la caja, b) el trabajo que realiza cada una de las fuerzas que actúan sobre el carrito, c) La velocidad que alcanza cada objeto, si al partir estaban en reposo. 

 

 

PROBLEMA N°7 

El gráfico de la figura representa la componente Fx de una fuerza que actúa sobre un cuerpo de 10 kg que se mueve sobre una superficie horizontal rugosa de μ = 0,1 paralela al eje x, en función de su posición. Si en x = 0m ; v(0) = 2m/s, Determine la rapidez del bloque en a) x = 6m, b) x = 10m 

    

 

 

 

 

 

 

PROBLEMA Nº8 

Un sistema que consta de dos cubetas de pintura conectadas por una cuerda ligera se suelta del reposo con la cubeta de pintura de 12 kg a 2m sobre el piso (figura). Use el principio de conservación de la energía para calcular la rapidez con que esta cubeta golpea el piso. Puede ignorar la fricción y la masa de la polea. 

 

PROBLEMA Nº9 

En una obra en construcción, una cubeta de 65 kg de concreto cuelga de un cable ligero (pero resistente), que pasa por una polea ligera sin fricción y está conectada una caja de 80 kg que está en un techo horizontal (figura). El cable tira horizontalmente de la caja y una bolsa de grava de 50 kg descansa sobre la parte superior de la caja. Se indican los coeficientes de fricción entre la caja y el techo. a) Obtenga la fuerza de fricción sobre la bolsa de grava y sobre la caja. b) Repentinamente un trabajador quita la bolsa de grava. Utilice la conservación de la energía para calcular la rapidez de la cubeta luego de haya descendido 2 m partiendo del reposo.  (Usted  puede  verificar  su  respuesta  resolviendo  este problema con las leyes de Newton.) 

 

PROBLEMA N°13 

Una vagoneta de 1000 kg de peso parte del reposo en el punto 1 y desciende, sin rozamiento, por la vía indicada en la figura. a) Calcular la fuerza que la vía ejerce sobre la vagoneta en el punto 2, donde el radio de curvatura es de 6m. b) Determinar el mínimo valor del radio de curvatura en el punto 3 para salvar dicho punto. 

 

 

PROBLEMA N°15 

Se usa un resorte para detener un paquete de 10 kg que desciende por un plano inclinado 30º. La constante del muelle es de 1 kN/m e inicialmente se encuentra comprimido 5 cm. Si la velocidad del paquete es de 3 m/s cuando se encuentra a 5 m del resorte determinar la deformación adicional máxima que experimenta el resorte. 

Resolución: 

Primero identificamos las fuerzas que actúan sobre el Bloque en un diagrama de cuerpo libre 

 

   

 Ahora a partir del teorema de conservación de la Energía Mecánica. Si el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo entonces se conserva la Energía mecánica (EM). Recordando que esta es la suma de la Energía cinética (Ec), la Energía Potencial que en este problema la podemos dividir en potencial Gravitatoria (EPG) y Potencial Elástica (EPE), entonces EM = EC + EPG + EPE Luego: 0 𝐸 𝐸 𝐸 𝐸  𝐸 12 𝑚 𝑉 𝑉  𝐸 12 10𝐾𝑔 0 3 𝑚 𝑠⁄ 45𝐽 𝐸 𝑚 . 𝑔. ℎ ℎ    𝐸 10𝐾𝑔 .9,8 𝑚 𝑠 . 0 5𝑚. 𝑠𝑒𝑛30 𝑥 0,05𝑚 . 𝑠𝑒𝑛30  𝐸 245𝐽 2,45𝐽 49𝐾𝑔 𝑚 𝑠 𝑥  𝐸 12 𝑘 𝑥 𝑥  

P 

Cuando desciende por el plano 

P

Mientras comprime el resorte 

Fre

Lo que baja sin  acción del resorte

Lo que baja con  acción del resorte

𝐸 12 1000 𝑁 𝑚 𝑥 0,05𝑚  𝐸 500 𝑁 𝑚 𝑥 1,25𝐽 0 45𝐽 242,55𝐽 49𝐾𝑔 𝑚 𝑠 𝑥 500 𝑁 𝑚 𝑥 1,25𝐽 0 288,8𝐽 49𝐾𝑔 𝑚 𝑠 𝑥 500 𝑁 𝑚 𝑥  𝑥 0,81𝑚 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑒𝑠 0,76𝑚  

PROBLEMA N°17 

Se comprimen 40cm de un resorte de k = 100N/m situado sobre un plano horizontal y, en esta forma, se dispara un cuerpo de 0,5kg. Calcular, si se desprecia el rozamiento, la altura que alcanza el cuerpo en el plano inclinado. 

 

0 𝐸 𝐸 𝐸 𝐸  𝐸 12 𝑚 𝑉 𝑉  𝐸 12 0,5𝐾𝑔 0 0 0𝐽 𝐸 𝑚 . 𝑔. ℎ ℎ  𝐸 0,5𝐾𝑔 .9,8 𝑚 𝑠 . ℎ 0 4,9𝐾𝑔 𝑚 𝑠 ℎ  𝐸 12 𝑘 𝑥 𝑥  𝐸 12 100 𝑁 𝑚 0 0,4𝑚  𝐸 8𝐽 0 0𝐽 4,9𝐾𝑔 𝑚 𝑠 ℎ 8𝐽 ℎ 1,63𝑚