Videos
1- Introducción al trabajo mecánico y la energía:
https://www.youtube.com/watch?v=hTkCLIYtR_c
https://www.youtube.com/watch?v=S-0dJH8k9ds
2- relación entre trabajo mecánico y energía cinética:
https://www.youtube.com/watch?v=S-0dJH8k9ds
3- Conservación del la energía:
https://www.youtube.com/watch?v=jZu2ZW8h9Ow
4- Trabajo energía y fricción:
https://www.youtube.com/watch?v=spTiS36odsw
Unicoos
1- Trabajo mecánico sin rozamiento:
https://www.youtube.com/watch?v=yEC5rqgBF8Y
2-Trabajo mecánico con rozamiento en un plano inclinado:
https://www.youtube.com/watch?v=50GUrSoGUIk
3- Energía mecánica, cinética y potencial:
https://www.youtube.com/watch?v=JvQY85uPF54
4- Principio de conservación del la energía (plano inclinado)
https://www.youtube.com/watch?v=CSM9wUwuwqQ
5- Potencia, trabajo y rendimiento de un motor:
https://www.youtube.com/watch?v=6c4ODCBNOyE
Universidad
de Concepción del Uruguay
Física
Ingeniería
Agronómica
Profesora: María Elena Ramounat
Luis Asín
Guía 2 de trabajo y
energía
1) Una gota de
lluvia (m = 3,35 x 10-6 kg) cae verticalmente con rapidez constante bajo
la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Después de que la gota
ha descendido 100 m.
Cual es el trabajo realizado por: a) la gravedad b)la resistencia del aire.
Rta: 0,03283 J;- 0,03283 J.
2) Un bloque de 15 kg, se arrastra sobre una
superficie horizontal rugosa por una fuerza de 70 N que actúa a 20 º sobre la
horizontal. El bloque se desplaza 5
m y el coeficiente de fricción cinética es de 0,3.
Realiza un diagrama de cuerpo libre y determine el trabajo efectuado por: a) la
fuerza de 70 N, b) la fuerza normal,c) la fuerza de gravedad,d) ¿Cuál es la
energía cinética perdida debido a la fricción, e) encuentre el cambio total en
la energía cinética del bloque. Rta: 328,85 J; 0; 0; -184,59 J; 144,3 J.
3) Una partícula
esta sometida a una fuerza Fx que varía con la posición, como se ve en la
figura. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula cuando
se mueva.
a) De x = 0 a x = 5 metros
b) x = 5 a x = 10 metros
c) x = 10 a x = 15 metros
d) ¿Cuál es el
trabajo total realizado? (Falta gráfico)
4)
Se sabe que un móvil está subiendo por una rampa inclinada, con rozamiento, a
velocidad creciente. Cuáles son verdaderas de las siguientes afirmaciones:
a) La energía mecánica es constante.
b) La suma de los trabajos de todas las fuerzas es cero.
c) El rozamiento compensa exactamente el peso del cuerpo.
d) Actúa alguna fuerza exterior, aparte del peso y del rozamiento, que hace
trabajo distinto de 0.
e) El trabajo de la fuerza resultante es >0.
5)
Qué fuerza de rozamiento constante detiene en veinte metros a un tejo de cien
gramos que se desplaza por un piso horizontal con una velocidad inicial de 20 metros por segundo y
en cuánto tiempo?
a) Cero;
1 s b) 1 N; 2 s
c) 10 N; 4 s
d) 100 N; 10 s
e) 1000N; 2 s f)
10.000 N; 4 s
6)
¿Qué potencia media en HP entrega el motor a un auto de 1500 kg que parte del
reposo y alcanza en 30 segundos una velocidad de 30 m/s? Aproximadamente:
a) 22.500 b)
30,2 c) 22,5
d) 904,8
e) 27,1x103 f) ninguno de los
anteriores.
7) Un hombre da un
empujón a una caja cuya masa es de 4
kg. Como consecuencia la misma se desplaza con una
velocidad inicial de 6 m/seg por el plano horizontal. Luego comienza a subir
por un plano inclinado de 30º. Hay rozamiento entre el cuerpo y la superficie
del plano inclinado. Por esta causa, el cuerpo se detiene a una altura de 1,5 m en vez de detenerse más
arriba. a) Calcular la fuerza de rozamiento que actúa sobre el cuerpo,
suponiendo que es constante b) ¿Cuál será la velocidad del cuerpo al pie del
plano inclinado, cuando retorne? (Si es que retorna) Rta: a) 4N, b) 4,9 m/seg.
8) Tanto el momento
de torsión como el trabajo son productos de fuerza por distancia. ¿Cuál es la
diferencia entre ambos? ¿Tienen las mismas unidades?
9- Es necesario
hacer trabajo sobre un cuerpo para producir cada uno de los siguientes cambios
de estado:
a) Cambiar el
módulo de la velocidad pero no su dirección.
b- Cambiar la
dirección de la velocidad pero no su módulo.
10) Una pelota de
futbol, cuya masa es de 450 g,
se desplaza horizontalmente a una rapidez de 18 m/seg. Si al impactar sobre los
guantes del arquero los mueve hacia atrás una distancia de 20 cm hasta detenerse, ¿cuál
es la intensidad de la fuerza ejercida por el deportista sobre la pelota,
suponiendo que ésta sea constante? Rta: 364,5N
11) Determinen cuál
es el valor de la velocidad que necesita un saltador de garrocha para pasar
sobre una barra ubicada a 4,80
m de altura, suponiendo que el centro de gravedad del
atleta está inicialmente a 1 m
sobre el suelo. Rta: 8,63 m/seg.
12) Un cuerpo de
masa de 10 kg
se deja caer desde un punto A, situado a 6 m de altura, por un plano inclinado de 30º.
Luego se desplaza por un plano horizontal hasta que sube por otro plano
inclinado de 45º, despreciando el rozamiento. Calcular: a) ¿Cuál será la
energía cinética del cuerpo en el punto B? b) ¿Cuáles serán la energía
mecánica, potencial y cinética del cuerpo en el punto C situado a 2 m de altura? c) ¿Cuál será la
velocidad del cuerpo cuando se mueve en el plano horizontal? d) ¿A qué altura
del segundo plano inclinado se detendrá? Rta: a) 600 J; b) 200 J; c) 10,95
m/seg; d) 6m
13) Un coche
compacto, tiene una masa de 800
kg y su eficiencia esta cercana al 18 %( esto es 18 % de
la energía del combustible se entrega a las ruedas). Encuentre la cantidad de
gasolina empleada para acelerarlo desde el reposo hasta 27 m/seg. Use el hecho
de que la energía equivalente a 1
galón de gasolina es 1,34 x 105 julios. Si
demora 10 seg en alcanzar la velocidad, ¿que distancia se desplaza? Rta: 1,24 x
10-2 galones; 135
m
14- Explicar
potencia y velocidad metabólica. Menciona ejemplos
a- Suponiendo que
los músculos tienen un rendimiento del 22% para convertir energía en trabajo, ¿cuánta
energía consume una persona de 80
kg al escalar una distancia vertical de 15 m?
b- Un corredor
consume oxígeno a razón de 4,1 L/ min. ¿Cuál es su velocidad metabólica?
c- La velocidad
metabólica basal (VMB) se define como la velocidad metabólica de una persona en
reposo absoluto dividido por el área de su cuerpo. La VMB es por lo tanto
independiente de su tamaño. ¿Cuál es la
VMB de una persona de área 2,2 m2 que
consume 0,30 litros
de oxígeno por minuto?
