CENTRO CULTURAL SAMPEDRANO GUÍA DE TRABAJO DE FÍSICA11TH AAB/ADMÓN/ARTES PROYECTO GALILEO

TRABAJO Y ENERGÍA

1. Una fuerza constante de 2.42 N se aplica a un bloque de 1.86kg inicialmente en reposo sobre una superficie sin fricción. ¿Cuánto trabajo se realiza sobre el bloque en los primeros 1.35s después de que se aplica la fuerza?R/ 2.86J

2. Un auto de 1,200kg resbala 30m antes de detenerse. Si µc = 0.70, ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza de fricción en el auto?R/ -2.5x102 kJ

3. Una caja de 5.0kg de masa se acelera desde el reposo a través del piso mediante una fuerza a una tasa de 2.0 m/s2 durante 7.0s. Calcule el trabajo neto realizado sobre la caja.R/ 4.9x102 J

4. Un trineo es arrastrado una distancia de 12m por medio de una cuerda, bajo tensión constante de 140N. La tarea requiere 1,200J de trabajo, ¿Qué ángulo forma la cuerda con el suelo?R/ 44.4º

5. Un joven tira de una caja de 20.0 kg con una fuerza de 50N a 37º sobre una superficie horizontal. Si el µ c

entre la caja y la superficie es de 0.15 y la caja se desplaza 25m,a) ¿Qué trabajo efectúa el joven?b) ¿Qué trabajo efectúa la fuerza de fricción?c) ¿Qué trabajo neto se efectúa sobre la caja?R/ a) 998.3J b) -622.1J c) 376.18J

6. ¿Cuál es el trabajo resultante cuando un bloque de 8.0kg se desliza desde la parte más alta a la parte más baja de un plano inclinado que forma un ángulo de 40º con la horizontal? El lado opuesto al ángulo mide 12.0m y µc = 0.40.R/ 493.17J

7. Un esquiador de 60kg se desliza 200m cuesta abajo por una pendiente de 25º ¿Cuál es el trabajo que sobre el esquiador realizan:a) la gravedadb) la fuera de fricción que es de 20N?R/ a) 4.97x104 J b) -4.0x103 J

8. ¿Cuál es el trabajo mínimo necesario para empujar un auto de 1,000kg 300m pendiente arriba de una cuesta de 17.5º si µc = 0.25?R/ 1.6x106 J

9. Ejercicio 14, página 169 del libro de texto. R/ 615J

10. Un trineo de 40kg es arrastrado horizontalmente por una fuerza F hasta una distancia de 500m. El µc

entre la superficie y el trineo es 0.20. Si el trabajo resultante 50kJ, ¿Cuál fue la fuerza de tracción paralela?R/ 178.4N

11. Un bloque de 3.0kg baja deslizándose por un plano inclinado que forma un ángulo de 20º con la horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y el plano es 0.275. Si la longitud del plano es 1.50m, ¿Cuánto trabajo neto se efectúa?R/ 3.7 J

12. Ejercicio 16, página 170 del texto. R/ 1.47x105 J

13. a) ¿Cuánta energía cinética K1 tiene un auto de 750kg que viaja por una autopista común con rapidez de 65 mi/h? b) ¿En qué factor disminuiría su K si el auto viajara a la mitad de esa rapidez? c) ¿A qué rapidez, en mi/h, tendría que viajar el auto para tener la mitad de la K1 del inciso a?R/ a) 3.16x105 J b) ¾ K1 c) 46 mi/h

14. Al nivel del mar las moléculas de nitrógeno (N2) en el aire tienen una K traslacional promedio de 6.20x10-21 J. Su masa es de 4.70x10-26 kg.a) Si una molécula de N2 pudiera moverse verticalmente hacia arriba sin chocar con otras moléculas del aire, ¿a qué altura podría llegar?b) ¿Cuál sería la rapidez inicial de la molécula hacia arriba?R/ a) 13.5km b) 0.514 km/s

15. ¿A qué altura llegará una piedra de 1.85kg si alguien que realiza 80.0J de trabajo sobre ella la lanza verticalmente hacia arriba? Ignore la resistencia del aire.R/ 4.41m

16. Ejercicio 61, página 172 del texto.

17. Ejercicio 60, página 172 del texto. R/ a) 8.0J b) 5.6J

18. ¿Cuánto trabajo se necesita para empujar un auto de 1100kg con una fuerza constante desde el reposo hasta 2.5m/s, en una distancia de 30m y contra una fuerza total de resistencia de 200N?R/ 9.44x103 J

19. Una sandía de 4.80kg se deja caer, con rapidez inicial cero, desde la azotea de un edificio de 25.0m y no sufre resistencia apreciable del aire.a) Calcule el trabajo realizado por la gravedad sobre la sandía durante su desplazamiento desde la azotea hasta el suelo.b) Justo antes de estrellarse contra el suelo, ¿Cuáles son:

la energía cinética, la rapidez de la sandía? Sugerencia: W = K1 - Ko

R/ a) 1.18x103 J b) 1.18x103 J, 22.14 m/s

20. Una fuerza constante de 15.3N actúa en dirección hacia arriba sobre un bloque de hierro que cuelga, cuyo peso es 11.7N. Si el bloque se encuentra inicialmente en reposo, ¿Cuál es su energía cinética 6.53s después de que se aplica la fuerza?R/ 230.5J