Guia Practica Nro 5 Energia

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Universidad Nacional de Río Cuarto Facultad de Cs. Exactas, Fco. Qcas y Naturales Departamento de Física kcal

Física I (3808) Guía de Actividades Prácticas N5 Unidad IV Trabajo y energía

Actividad 1. Sobre el bloque de 5 kg se aplica una fuerza como se muestra en la figura: a) Calcular el trabajo realizado para desplazarlo 5 m. (Expresar el resultado en Joul y en kcal) F = 12 N b) Si parte del reposo, ¿qué energía cinética adquiere al  =34 º recorrer esa distancia? c) Si existiera rozamiento (K=0.2). ¿Qué Energía Cinética adquiere al llegar a los 5m? d) ¿Cuánta energía se disipó? Rta: a) W= 49,8J = 11,9 kcal b) K=49,8J c) K=7,5J d) E=-42,3J, Actividad 2. Una caja de 40.0 kg inicialmente en reposo es empujada 5 m con una fuerza constante de 130 N sobre un piso horizontal con fricción. Si el coeficiente (cinético) de fricción entre la caja y el piso es 0.300, encuentre (a) el trabajo realizado por la fuerza aplicada (b) el incremento de la energía interna del sistema caja–piso debido a la fricción (c) el trabajo realizado por la fuerza normal (d) el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria (e) el cambio de la energía cinética de la caja (f) la velocidad final de la caja. Rta: a)650 J b) 588J c) 0J d) 0J e) 62 J f) 1,76m/s

Actividad 3. Un granjero engancha su tractor cargado con leña y lo arrastra 20 m sobre el suelo horizontal. El peso total del trineo y la leña es de 14700N. El tractor ejerce una fuerza constante de 5000N a 36.9  sobre la horizontal. Una fuerza de fricción de 3500N se opone al movimiento. Calcule el trabajo realizado por cada fuerza que actúa sobre el trineo y el trabajo total de todas las fuerzas. Rta: a) W(Fa)=79968 J b) W(Fr)=-70000J c) 0J d) 0J e)Wtotal= 9968 J Actividad 4. Suponga que la rapidez inicial del tractor del problema 3 es v= 2m/s. Calcule la rapidez final del mismo después de avanzar 20 m Rta: a) v= 4,15 m/s

Actividad 5. Se lanza una pelota de 300 g con la mano. La mano sube 0.5 m para lanzar la pelota la cual se separa de la mano con una velocidad hacia arriba de 20 m/s. Suponga la resistencia del aire despreciable a) La mano realiza una fuerza constante hacia arriba sobre la pelota, calcule su magnitud. b) Calcule la energía cinética de la pelota en una posición 15 m por encima del punto donde se soltó. Rta: a) F=122,9N b) K=15,9J Actividad 6. A un trineo de masa m se le imparte una velocidad inicial de 2.00 m/s. El coeficiente de fricción cinético entre el trineo y el hielo es de 0.100. Utilice consideraciones energéticas para encontrar la distancia que recorre el trineo hasta detenerse. Rta: a) d=2,04 m Actividad 7. Cuando diferentes pesos cuelgan en un resorte, el resorte se estira según las indicaciones de la tabla 1. (a) Haga un gráfico de la fuerza aplicada versus el estiramiento del resorte. Por una aproximación de cuadrados mínimos, determine la línea recta que ajuste mejor los datos. (b) Encuentre la pendiente de la recta que mejor aproxime a los datos, es decir, la constante k del resorte (c) Si el resorte se estira 105 milímetros, ¿qué fuerza se ejerce sobre el peso suspendido.

Actividad 8. Un bloque de 10.0 kg es lanzado desde el punto A en la figura. La trayectoria realizada por este bloque no tiene fricción excepto en el tramo que va del punto B al punto C, que tiene una longitud de 6.0 m. Al ir cuesta abajo, el bloque choca contra un resorte de constante 2250 N/m, y lo llega a comprimir hasta 0.300 m. Determine el coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie entre el punto B y el punto C. . Rta: a) μ=0,328

Física I (3808)

Tabla 1

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Actividad 9. Un objeto de masa m=3 kg parte del reposo y se desliza en descenso una distancia d (desconocida) sobre un plano inclinado de ángulo  = 30°. Luego entre en contacto con un resorte de masa despreciable como se muestra en la figura. El objeto se desliza una distancia adicional x= 0.2 m hasta que se detiene momentáneamente, por la compresión del resorte de constante k= 400 N/m. Encuentre la separación inicial d entre el objeto y el resorte. Rta: a) d=0,34 m

Actividad 10. Dos objetos conectados por una cuerda liviana que pasa por una polea liviana sin fricción según se muestra en la figura. El objeto con masa de 5.00 kg se libera desde el reposo. Usando el principio de conservación de energía, determine la velocidad del objeto de 3.00 kg justo en el instante anterior en el que el objeto de 5.00 kg choca contra el piso. . Rta: a) v= 4,43 m/s

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Actividad 11. El coeficiente de fricción entre un bloque de 3.00 kg y la superficie es de 0.400. El sistema parte desde el reposo. Cuando la bola de 5.00 kg ha caído una distancia de 1.50 m, (a) ¿Cuál es la velocidad de la bola de 5?00 kg? (b) ¿Cuál es la variación de energía mecánica del sistema total? (c) ¿Cuál es la variación de energía potencial del sistema total? . Rta: a)v=3,74m/s b) ΔEM=-17,64J c) ΔU=-73,5J

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