deber de fisica

Vo=30 m/s

Vf=0 m/s

h

Vf=?

Vo=0 m/s

h=1m

Enrique0975/ENRIQUE CENTENO

EJERCICIOS RESUELTOS DE FISICAEnergía Potencial, Energía Cinética, Trabajo y Potencia

1.- Un balón de rugby de 800g es lanzado verticalmente desde el suelo hacia arriba a un velocidad de 30m/s, si la energía cinética es idéntica a la energía potencial. Calcular:a).- Los datos conocidos.b).- La altura máxima que alcanza el balón.

a).m=800gVo=30 m/sVf= 0 m/sg= 9.8 m/s2

800g 1kg0.8Kg

1000g

b).Eco+ Epo=Ec f +Ep f

Eco=Epf

12

m∙V o2=m. g .h

h=m∙V o

2

2m. g=

V o2

2g=

(30m / s)2

2(9.8m / s2)=900m2/s2

19.6m /s2=45.92m

2.- Se deja caer un balón cuya masa es 0.3Kg desde una altura de 1m sobre el suelo. Si se tiene en cuenta que la energía cinética es igual a la energía potencial.a).- Cuál era su energía potencial gravitatoria inicial?.b).- Cuál es su energía cinética al llegar al suelo?c).- Con qué velocidad llega al suelo?

m=0.3KgVo=0 m/sg= 9.8 m/s2

h= 1m

a).Epo=m. g .h

Epo=(0.3Kg ) .(9.8m /s2) .(1m)=2.94 J

b).

Ec f=Epo

Ec f=2.94J

c).

Ec f=12

m∙V f2despejamosVf

h=?Vf= 20 m/s

Vo=0 m/s


V f2=2(Ec f )

m→V f=√ 2(Epo)

mreem plazo valores

V f =√ 2 (Ec f)m

=√ 2(2.94 J )0.3Kg

=√ 5.88Kg m2/ s2

0.3Kg=√19.6m2/s2=4.43m / s

3.- Un cuerpo de masa 40Kg resbala por el plano inclinado y liso y llega al suelo con una velocidad de 20 m/s. Si mediante la ley de conservación de energía determinamos que la energía potencial inicial es la misma que la energía cinética final. Determinar:a).- La energía potencial inicialb).- La altura en la que se encontraba el cuerpo

m=40KgVo=0 m/sg= 9.8 m/s2

Vf= 20 m/s

a).-

Ec f=12

m∙V f2=12(40Kg)∙(20m / s)2=8000 J

Epo=Ecf

Epo=8000J

b).-Epo=m. g .hdespejoh

h=Epo

m.g= 8000Kgm2/ s2

(40Kg )(9.8m /s2)=20.41m

4.- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 4500 kg.Hm/min2 sobre un objeto que avanza 4x103 mm, si el trabajo realizado por el joven es de 1.75x107 gr.Dam2/min2. Determinar:a).- Los datos conocidos.b).- El ángulo que forman la Fuerza con el desplazamiento

a).-F= 4500Kg.Hm/min2

d= 4x103 mmW=1.75x107 gr.Dam2/min2

4500Kg.Hm/min2 100 m 1 Min2

125 Kg.m/s2

1Hm 3600s2

4x103 mm 1m4m

1000mm


1.75x107 gr.Dam2/min2 1Kg 100 m2 1 min2

486.11 Kg.m2/s2

1000g 1Dam2 3600s2

b).-

W =F .d .Cosθ

Cosθ= WF .d

= 486.11Kg .m2/s2

(125Kg .m /s2)(4m)=0.972222→θ=13.54 °

5).- Un hombre que va por la orilla de un río, tira una canoa con una fuerza de 7,5x106

gr.Hm/min2. Determinar el trabajo que realiza al correr 2.5x10-3 Km si la dirección de la cuerda forma 65º con el río.

7,5x106 gr.Hm/min2 1Kg 100 m 1 min2

208.33 Kg.m/s2

1000gr 1 Hm 3600s2

2.5x10-3 Km 1000m2.5m

1Km

W =F .d .Cosθ=(208.33Kg .m /s2)(2.5m)cos 65°=220.11J

6).- Una chica de 40Kg de masa trepa por una cuerda hasta 8 m de altura con velocidad constante en 15s. ¿Qué potencia desarrolla durante la ascensión?

Datos:m=40Kgd=8mt=15s

F=m .g=40Kg(9.8m / s2)=392N

P= W∆t

=F .d∆ t

=392N ×8m15 s

=3136 J15 s

=209.07w

7).- Si un cuerpo ejerce una energía cinética de 85535 gr.Hm2/min2, luego de haber recorrido 8Hm en aproximadamente ¼ de minuto. ¿Cuál será la masa de dicho cuerpo?

85535 gr.Hm2/min2 10000m2 1 Kg 1 min2

237.60 Kg.m2/s2

1Hm2 1000gr 3600s2

8 Hm 100 m800 m

1Hm


0.25 min 60 s15s

1min

d=v .t →v=dt=800m15 s

=53.33m /s

Ek=12

m ∙V f2despejom

m=2 EkV f

2 =237.60Kg .m2/ s2

(53.33m /s )2=237.60Kg .m2/s2

2844.09m2/s2=0.08354Kg→83.54 gr

8).- Un cuerpo de 6,3x104 gr en Jupiter tiene una energía de 4,5x1010 gr.m2/h2 a qué altura se encontrará dicho cuerpoDatos:m=6.3x104 grW= 4.5x1010 gr.m2/h2

6.3x104 gr 1 Kg63 Kg

1000 gr

4.5x1010 gr.m2/h2 1 Kg 1 h2

3.47 Kg.m2/s2

1000gr 1,296x107s2

Gravedad de Jupiter = 24.79 m/s2

Ep=m.g .h

h= Epm.g

= 3.47Kg m2/s2

(63Kg )(24.79m / s2)= 3.47Kg.m2/s2

1561.77Kg .m /s2=2.22×10−3m=0.22cm

9).- Un motor de 35hp se pone a funcionar durante ¼ de hora. ¿Qué cantidad de trabajo produce?Datos:P=35hpt=0.25h

35 hp 745.7 J/s26099.5 J/s

1 hp

0.25 h 3600s 900s


1 h

P= W∆t

W =P .∆ t=(26099.5 Js ) (900 s )=23489550 J=2,348955×107 J

10.- Calcula la energía cinética de un vehículo de 1000Kg de masa que circula a una velocidad de 120 Km/hDatos:m=1000kgV=120 Km/h

120 km/h 1000m 1 h33.33 m/s

1 Km 3600s

Ek=12

m ∙V 2=12

(1000Kg ) ∙ (33.33m / s)2=12

(1000Kg ) ∙ (1110.89m2/s2 )=555445 J

11.- Calcula la energía potencial de un saltador de trampolín si su masa es de 50 Kg y esta sobre un trampolín de 12m de altura sobre la superficie del agua.Datos:m=50kgh=12m

Ep=m.g .h=(50Kg )(9.8m /s2)(12m)=5880J

12.- Una fuerza de 100N actúa sobre un cuerpo que se desplaza a lo largo de un plano horizontal en la misma dirección del movimiento. Si el cuerpo se desplaza 20m. ¿Cuál es el trabajo realizado por dicha fuerza?Datos:F= 100Nd= 20m=0º

W =F .d .Cosθ=(100N ) (20m ) cos0 °= (100N ) (20m ) (1 )=2000J

13.- Un escalador con una masa de 60Kg invierte 30s en scalar una pared de 10m de altura. Calcular:a). El trabajo realizado en la escaladab). La potencia real del escalador

Datos:m= 60Kg


t= 30sh=10m

a).

F=m .g=60Kg(9.8m /s2)=588N

W =F .d .Cosθ=(588N ) (10m ) cos0 °=(588N ) (10m ) (1 )=5880J

b).

P=Wt

=5580J30 s

=196w

14.- Calcular el trabajo que realice el motor de un ascensor en una atracción para subir 1417Kg que es la masa del ascensor mas los pasajeros, hasta una altura de 30m. ¿Cuál es la potencia desarrollada por el motor si tarda en subir 24s?Datos:m=1417Kgh=30mt=24s

a).

F=m .g=1417Kg(9.8m /s2)=13886.6N

W =F .d .Cosθ=(13886.6N ) (30m ) cos0 °= (13886.6N ) (30m ) (1 )=416598 J

b).

P=Wt

=416598 J24 s

=17358.25w

15.- Al aplicar una fuerza de 45 kg.Km/min2 sobre un cuerpo hemos provocado un trabajo de 5,3x104 gr.Hm2/min2. Qué desplazamiento ha realizado el cuerpo si la fuerza aplicada llevaba una dirección de 75º?Datos:F=45 kg.Km/min2

W=5,3x104 gr.Hm2/min2

d=?=75º

45 kg.Km/min2 1000m 1 min2

12.5 Kg.m/s2

1 Km 3600s

5,3x104 gr.Hm2/min2 1 Kg 10000 m2 1 min2

147.22 Kg.m2/s2

1000gr 1 Hm2 3600s

W =F .d .Cosθ


d= WF .Cosθ

= 147.22Kg.m2/s2

(12.5Km.m /s2)(cos75 °)= 147.22Kg.m2/s2

(12.5Km.m /s2)(0.258819)=¿

d= 147.22Kg .m2/s2

(3.2352Km.m /s2)=45.51m

deber de fisica

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