Trabajo por una fuerza constante
4.1- Un bombero de 65 kg asciende un tramo de escalera de 20,0 m de alto. ¿Cuánto trabajo se requiere?
Sugerencia 4.1: la fuerza que requiere el bombero para ascender está asociado a su propio peso, por tanto el trabajo sería su peso por la distancia hacia arriba.
Sugerencia 4.1: la fuerza que requiere el bombero para ascender está asociado a su propio peso, por tanto el trabajo sería su peso por la distancia hacia arriba.
4.2- Una caja de 1300 N yace sobre el suelo. ¿Cuánto trabajo se requiere para moverla a rapidez constante? A) 4,0 m a lo largo del suelo contra una fuerza de fricción de 230 N. B) 4,0 m verticalmente.
4.3- Una caja de 5 Kg de masa se acelera desde el reposo a través del piso mediante una fuerza a una tasa de 2,0 m/s2 durante 7 s. encuentre el trabajo neto realizado sobre la caja.
4.4- Ocho libros, cada uno de 4,3 cm de grueso 1,7 kg de masa, yacen planos sobre una mesa. ¿Cuánto trabajo se requiere para apilar uno sobre otro?.
4.5- Un piano de 330 Kg se desliza 3,6 m hacia debajo de un plano inclinado de 28° y un hombre que empuja sobre el paralelo al plano, evita que acelere. El coeficiente de fricción cinética es 0,4. Calcule a) la fuerza ejercida por el hombre, b)el trabajo realizado por el hombre sobre el piano, c) el trabajo realizado por la fuerza de fricción d) el trabajo realizado por la fuerza de gravedad, e) el trabajo neto realizado sobre el piano.
4.6- Cuál es el trabajo mínimo necesario para empujar un automóvil de 950 Kg una distancia 810 m hacia arriba a lo largo de un plano inclinado de 9,0° a) Ignore la fricción, b) considere un coeficiente de fricción de 0,25.
Energía cinética (principio trabajo y energía)
4.7- A temperatura ambiente, una molécula de oxígeno, con masa de 5,31x 10-26 kg, generalmente tiene una Ec aproximadamente de 6,21x10-21 J. ¿Qué tan rápido se mueve la molécula?
4.8- Cuánto trabajo se requiere para detener un electrón (m = 9,11x10-31 Kg) que se mueve con una rapidez de 1,9x106 m/s
4.9- Si la rapidez de un automóvil aumenta en un 50%, ¿en qué factor aumenta su distancia mínima de frenado, suponiendo que todas las demás condiciones son iguales?
4.10- ¿A qué altura llegará una piedra de 1,85 kg si alguien que realiza un trabajo de 80,0 J la lanza recto hacia arriba?. Ignore la resistencia del aire.
4.11- Una carga de 285 Kg se eleva 22,0 m verticalmente con una aceleración de 0,16g mediante un solo cable. Determine a) la tensión en el cable b)el trabajo neto sobre la carga c) el trabajo realizado por la gravedad d)la rapidez final de la carga, si se supone que partió del reposo.
Energía potencial
4.12- ¿En cuánto cambia la energía potencial gravitacional de un saltador de garrocha de 64 Kg si su centro de masa se eleva aproximadamente 4,0 m durante el salto?.
4.13- Un excursionista de 55 Kg parte de una altura de 1600 m y asciende a la cima de un pico de 3300 m a) ¿Cuál es el cambio de la energía potencial de excursionista? b) el trabajo mínimo requerido por el excursionista
4.14-Una persona de 1,80 m de alto sube un libro de 2,10 Kg desde una altura de 1,0 m hasta una altura de 2,3 m ¿Cuál es la energía potencial del libro en relación a) al suelo b) a la parte superior de la cabeza, como se relaciona estás energía potenciales?
Conservación de la energía mecánica.
4.15- Un esquiador novato, que parte del reposo, se desliza hacia abajo por un plano inclinado de 35° que no representa fricción y cuya altura vertical es de 185 m. ¿Cuál es su rapidez cuando alcanza el fondo?.
4.16- A un trineo se le da inicialmente un empujón hacia arriba de un plano inclinado de 28° y que no representa fricción. El trineo alcanza una altura vertical máxima de 1,35 m más arriba de donde partió. ¿Cuál fue su rapidez inicial?.
4.17- En el salto alto, la energía cinética de francisco se transforma en energía potencial gravitacional sin la ayuda de una garrocha. ¿Con que rapidez mínima debe dejar el suelo francisco para elevar su centro de masa 2,10m y cruzar la barra con una rapidez de 0,70 m?
4.18- El carro de montaña rusa es arrastrado al punto 1, donde se libera desde el reposo. Suponiendo que no hay fricción, calcule la rapidez de los puntos 2, 3, 4. fig 1
4.19- Una partícula de de masa m se libera desde el punto (A) desde el reposo. ¿Encontrar la velocidad de la partícula en (B) y (C)? ¿El trabajo hecho por la fuerza gravitacional en (A) y (C)?. fig 2
4.20- Una bola de 0,4 Kg se lanza con una rapidez de 12 m/s en un ángulo de 33° a) ¿Cuál es su rapidez en su punto más alto y b) a qué altura llega. Ignore la resistencia del aire.
Potencia
4.21- Cuánto tomará a un motor de 1750 W elevar un piano de 315 Kg a una ventana de un sexto piso, ubicado 16,0 m arriba.
4.22- Un automóvil deportivo de 1400 kg acelera desde el reposo hasta 95 km/h en 7,4 s ¿Cuál es la potencia promedio?
4.23- Cuánto trabajo puede realizar en 1,0 horas un motor de 3,0 hp.
4.24- Un lanzador de bala acelera un peso de 7,3 Kg desde el reposo hasta 14,0 m/s. si este movimiento toma 1,5 s ¿Qué potencia promedio se desarrolla?
4.25- Una bomba sube 18 Kg de agua por minuto a una altura de 3,60 m ¿Qué clasificación de salida (en watts) debe tener el motor de la bomba?
