UNIVERSIDAD ANDRES BELLODEPARTAMENTO DE CIENCIAS FISICAS

Curso: FMF025 Fsica II1o semestre 2013

GUIA # 8(Conservacion de la Energa)

1. Un cubo de hielo muy peque~no cae desprendido desde el borde de una cubetasemiesferica sin friccion cuyo radio es de 23; 6 [cm]; vease la gura. >A que velocidadse mueve el cubo en el fondo de la cubeta?Resultado:2; 15 [m=s]

Pregunta 1

Pregunta 4

2. Un ujo de cenizas volcanicas se mueve a traves de un terreno horizontal y encuentrauna pendiente de 10 hacia arriba. Se observa que avanza 920 [m] por la pendiente antesde llegar al reposo. Las cenizas volcanicas contienen gases atrapados, de modo que lafuerza de friccion con el terreno es muy peque~na y puede despreciarse. >A que velocidadse movan las cenizas en el momento antes de llegar a la pendiente?

3. Un proyectil con una masa de 2; 40 [kg] se dispara desde un acantilado de 125 [m]de altura a una velocidad inicial de 150 [m=s] , dirigido a 41 sobre la horizontal.>Cuales son (a) la energa cinetica del proyectil en el instante inmediato despues de serdisparado y (b) la energa potencial? (c) Halle la velocidad del proyectil en el momentoantes de que llegue al suelo. >Cuales respuestas dependen de la masa del proyectil?Desprecie el arrastre del aire.Resultado:a) 27 [kJ ]

b) 2; 94 [kJ ]

4. Una bola de masa m esta unida al extremo de una varilla muy ligera de longitud L. Elotro extremo de la varilla esta pivotado de modo que la bola pueda moverse en crculo

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vertical. La varilla se lleva a la posicion horizontal, como se muestra en la gura, y seempuja hacia abajo, de modo que la varilla oscile y alcance la posicion vertical haciaarriba. >Que velocidad inicial se le impartio a la bola?

5. Una bola de 112 g es arrojada desde una ventana a una velocidad inicial de 8; 16 [m=s]y un angulo de 34 sobre la horizontal. Usando la conservacion de la energa, determine(a) la energa cinetica de la bola en la parte mas alta de su vuelo y (b) su velocidadcuando esta a 2; 87 [m] debajo de la ventana. Desprecie la fuerza de arrastre del aire.Resultado:a) 2; 56 [J ]

b) 11; 1 [m=s]

6. El carrito (sin friccion) de una monta~na rusa parte del punto A en la gura 25 a lavelocidad uo. >Cual sera la velocidad del carrito (a) en el punto B, (b) en el punto C, y(c) en el punto D? Supongase que el carrito puede ser considerado como una partculay que siempre permanece sobre la va.

Pregunta 6 Pregunta 7

7. Un camion que ha perdido los frenos desciende por una pendiente a 80 [mi=h] . Porfortuna, existe una rampa de escape de emergencia al pie de la colina. La inclinacionde la rampa es de 15; vease la gura . >Cual debera ser la longitud mnima L paraque el camion llegue al reposo, al menos momentaneamente?Resultado:830 [ft]

8. Una varilla delgada de longitud L = 2; 13 [m] y de masa despreciable, esta pivotadaen un extremo de modo que pueda girar en crculo vertical. La varilla se separa en unangulo = 35 y luego se suelta, como se muestra en la gura. >A que velocidad semueve la bola de plomo que esta en el extremo de la varilla en su punto mas bajo?Resultado:2; 75 [m=s]

9. La gura muestra una piedra de 7; 94 [kg] que descansa sobre un resorte. El resorte secomprime 10; 2 [cm] por la piedra. (a) Calcule la constante de fuerza del resorte. (b)La piedra es empujada hacia abajo 28; 6 [cm] mas y luego se suelta. >Cuanta energapotencial hay almacenada en el resorte en el momento antes de que sea soltada lapiedra? >A que altura se elevara la piedra sobre esta nueva posicion (la mas baja)?

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Pregunta 8

Pregunta 9

10. Un objeto cae desde una altura h, donde estaba en reposo. Determine la energa cineticay la energa potencial del objeto en funcion (a) del tiempo, y (b) de la altura. Traceuna graca de las expresiones y demuestre que su suma (la energa total) es constanteen cada caso.

11. Un bloque de 1; 93 [kg] se coloca contra un resorte comprimido sobre un planoinclinado de 27 sin friccion (vease la gura). El resorte, cuya constante de fuerzaes de 20; 8 [N=cm], se comprime 18; 7 [cm], despues de lo cual el bloque se suelta.>Que tanto subira el bloque antes de alcanzar el reposo? Mdase la posicion nal delbloque con respecto a su posicion precisamente antes de ser soltado.Resultado:4; 24 [m]

Pregunta 11 Pregunta 12

12. Un resorte ideal sin masa puede comprimirse 2; 33 [cm] por una fuerza de 268 [N ]. Unbloque de masa nt = 3; 18 [kg] es lanzado a partir del reposo desde lo alto de un planoinclinado como se muestra en la gura , siendo 32 la inclinacion del plano. El bloquellega momentaneamente al reposo despues de haber comprimido al resorte 5; 48 [cm](a) >Cuanto se movio el bloque hacia abajo del plano en ese momento? (b) >Cual era

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la velocidad del bloque en el momento en que toca el resorte?

13. El extremo de un resorte vertical se ja al techo. Se coloca una pesa en el otro extremoy se baja lentamente hasta su posicion de equilibrio. Demuestre que la perdida de laenerga potencial gravitatoria de la pesa es igual a la mitad de la ganancia de energapotencial del resorte. (>Por que estas dos cantidades no son iguales?)

14. Un bloque de 2; 14 [kg] se deja caer desde una altura de 43; 6 [cm] contra un resorte deconstante de fuerza k = 18; 6 [N=cm], como se muestra en la gura . Halle la distanciamaxima de compresion del resorte.Resultado:11; 1 [cm]

Pregunta 14

Pregunta 15

15. Dos ni~nos estan jugando a tratar de golpear una peque~na caja que esta en el suelocon una canica que disparan con un rie de resorte montado sobre una mesa. La cajablanco esta a 2; 20 [m] de distancia horzontal desde el borde de la mesa; vease la gura.Robertito comprime el resorte 1; 10 [cm], pero a la canica le faltan 27 [cm] para dar enel blanco. >Que tanto tendra que comprimir Juanito el resorte para darle al blanco?

16. Un objeto peque~no de masa m = 234 [g] se desliza por un carril con extremos elevadosy una parte central plana, como se muestra en la gura. La parte plana tiene unalongitud L = 2; 16 [m]. Las porciones curvas del carril carecen de friccion. Al atravesarla parte plana, el objeto pierde 688 [mJ ] de energa mecanica, debido a la friccion. Elobjeto es soltado en el punto A, que tiene una altura h = 1; 05 [m] sobre la parte planadel carril. >Donde llega el objeto nalmente al reposo?

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Pregunta 16

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