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06 - Trabajo y energía

Ejercicios Modelo
  •  Tiramos de una caja de 5 kg de masa con una fuerza de 8 N con una cuerda inextensible y de masa despreciable que forma un ángulo de 30º con la horizontal. Calcula el trabajo desarrollado y la velocidad de la caja cuando ha recorrido 3 m, suponiendo que estaba inicialmente en reposo. Desprecia cualquier tipo de rozamiento.
  •  Un coche que marcha a 90 km/h y que tiene una masa de 1200 kg frena en seco bloqueando sus ruedas y derrapa hasta quedar parado. Si el coeficiente de rozamiento es 0,3: ¿cuál es el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento? ¿Qué distancia recorrerá hasta detenerse por completo?
  •  

    Una masa de 4 kg está unida a un muelle de constante recuperadora de 400 N/m. Si se comprime horizontalmente cinco centímetros y luego se libera, calcula:

    - a) El trabajo realizado por el muelle cuando vuelve a su posición de equilibrio.

    - b) La velocidad de la masa en la posición de equilibrio.

  •  Un esquiador de masa m desciende una pendiente con una inclinación \alpha. Si parte del reposo desde una altura h. Determina el trabajo efectuado por las fuerzas presentes y la velocidad con la llegará a la base de la pendiente.
  •  

    Se comprime un cuerpo de 3 kg contra un muelle con constante recuperadora 650 N/m hasta una elongación de 20 cm. Se libera el cuerpo y se desplaza sin rozamiento por el sistema de la figura:

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    a) ¿Cuál será la celeridad del cuerpo cuando se separe del muelle?

    b) ¿Qué altura alcanzará en el plano inclinado? ¿Cuál será la distancia que recorre sobre el plano?

  •  

    Una niña realiza un trabajo de 490 J para subir a un tobogán que tiene una altura de 2,5 m y desliza por él hasta llegar al suelo. Si suponemos que no existe rozamiento alguno y que g = 9,8 m/s^2:

    - a) ¿Cuál es la masa de la niña?

    - b) ¿Con qué velocidad llegará la niña al suelo?

  •  Los crash test que se hacen a los distintos modelos de coches consisten en provocar colisiones de éstos para medir el grado de seguridad para los ocupantes que tienen. Suponiendo que la energía cinética a la que se somete a un vehículo en una de las pruebas es 66,15 kJ, ¿cuál sería la altura equivalente desde la que se debería dejar caer al coche, en ausencia de rozamiento? La masa del vehículo es 1350 kg.
  •  Una pistola es capaz de disparar un proyectil de 8 g a una velocidad de 320 m/s. Si el coeficiente de resistencia de la madera de roble es equivalente a 588 N/m, ¿qué grosor de madera es capaz de atravesar el proyectil? Supón que no existe rozamiento con el aire.
  •  Se comprime 10 cm un resorte de k = 120 N/m y se coloca un cuerpo de 1,2 kg a continuación. Calcula la distancia que recorrerá el cuerpo sobre un plano horizontal si su coeficiente de rozamiento cinético es 0,15, una vez que se suelte el resorte.
  •  

    Una masa de 15 kg está en el punto más alto de un plano inclinado 40º con respecto a la horizontal cuando se deja libre para que deslice. Si el coeficiente de rozamiento cinético es 0,15 y la altura de partida es 5 m:

    a) ¿cuál será la velocidad con la que llegue el cuerpo al final del plano?

    b) Suponemos que después desliza sobre un tramo horizontal sin rozamiento hasta que topa con un resorte de constante recuperadora k = 750 N/m, ¿cuál será la distancia que comprime el cuerpo al resorte?

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