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Problemas de: Trabajo mecánico, Energía y Potencia

( L = F . Dx . Cos a ) ( Pt = L / Dt )

1)  Indicar el trabajo mecánico realizado, en cada caso, por una fuerza de 15 N para recorrer 3 m si forman un ángulo de : 0º ; 60º ; 90º ; 120º ; 180º ; 240º; 300º. Explique físicamente lo que indican estos resultados. 

Rta: 45 J; 22,5 J; 0 J; - 22,5 J; – 45 J; – 22,5 J; 22,5 J

2) Indicar la fuerza aplicada sobre un cuerpo que, generando un trabajo mecánico de 5000 J, recorrió 250 m.

Rta: 20 N

3) Calcular el trabajo realizado para levantar hasta 12m de altura un cuerpo de 15kg., en 12 " partiendo del reposo.

Rta: 30 J

4) Indicar el peso de un cuerpo si, para elevarlo 3m de altura, se realiza un trabajo de 750 J?

Rta: 250 N

5) Una señora levanta una cartera de 2,5kg a 0,80 m del suelo y camina con ella 185m hacia adelante. Indicar el trabajo que realiza el brazo, al levantar la cartera y al desplazarse.

Rta: 19,6 J; 0 J.

6) Hallar el trabajo realizado por una fuerza de 30N sobre un cuerpo de 49 N de peso que parte del reposo y se mueve durante 5 seg.

Rta: 2250 J.

7) ¿A qué altura habrá sido elevado un cuerpo de 10 kg si el trabajo empleado fue de 5000J?

Rta: 51 m

8) Un cuerpo cae libremente y tarda 3seg en tocar tierra. Si su peso es de 400 N , ¿qué trabajo deberá efectuarse para levantarlo hasta el lugar desde donde cayó?

Rta: 17640 J

9) Un tractor de 540 Kg. efectúa una fuerza de 637 N para subir una pendiente de 35º en 12'. Si partió con una velocidad de 3 m/seg., indicar el trabajo mecánico realizado.

Rta: 196145,04 J.

10) Dos personas tiran de un carro con dos sogas que forman un ángulo de 60º haciéndolo recorrer 25 m. en 4,5" partiendo del reposo. Hallar la fuerza resultante, el peso del carro y el trabajo que realizan, si cada uno hace una fuerza de 450 N y 490N respectivamente.

Rta: 814,31 N; 329,8 kg.; 20357,74 J.

11) Indicar el trabajo mecánico realizado por un bombero que arrastra durante 3' el cuerpo de una persona herida de 70 Kg., con un ángulo de 20º, en un pasillo en llamas cuya longitud es de 15 m.

Rta: 0,972 J.

12) Se desea saber la masa de una partícula en un laboratorio, que realiza un trabajo mecánico de 0,350 J en 0,32 seg. partiendo del reposo, al ser eyectada en un acelerador de 12000 m de largo.

Rta: 1,24. 10 – 10 Kg.

13) Hallar la potencia desarrollada por el motor de un auto que tiene 3000 Kg. de masa, al recorrer 300 m en 5 seg. partiendo del reposo.

Rta: 4320000 watt = 5790,885 HP.

14) Un cuerpo de 200 kg. se desplaza 20 m. durante 5 seg. por una superficie rugosa cuyo md = 0,26. Determinar: la fuerza aplicada, el trabajo mecánico y la potencia que ella desarrolla.

Rta: 829,6 N; 16592 J; 3318,4 watt.

15) Se somete a un cuerpo de 320 gr. de peso a la acción de dos fuerzas de 350 N y 450 N, que forman un ángulo de 73º, durante 5". Indicar trabajo y potencia desarrollados.

Rta: 16,29.106J; 4368 HP.

16) Analizar las siguientes figuras e indicar, de acuerdo a los datos, el trabajo realizado por cada cuerpo.

Rta: a) 82,4 J; b) 5596,09 J

17) Indicar la energía potencial, cinética y mecánica de un cuerpo de 300 N de peso que se encuentra cayendo con una velocidad de 3 m/seg a una altura de 10 m del suelo.

Rta: 3000 J; 137,75 J; 3137,75 J.

18) Un cuerpo de 1,25 kg. cae desde 50m. ¿Con qué energía cinética llega al suelo?

Rta: 612,5 J

19) Calcular la energía potencial de una maceta colocada en el balcón de un quinto piso. La maceta tiene una masa de 8,50 kg. Se supone que cada piso tiene una altura de 2,80 m y la planta baja 3m de altura.

Rta: 1416,1 J

20) Hallar la energía con que golpeará el suelo un cuerpo de 2500 g que cae libremente desde 12 m de altura. ¿Con qué velocidad impacta?

Rta: 30 J; 17,64 km/h.

21) Sobre un cuerpo cuya masa es de 200 kg actúa una fuerza de 500 N durante 2 minutos. ¿Cuál es la energía cinética alcanzada?

Rta: 9.106 J.

22) Un cuerpo de 30 Kg. esta a 18m de altura. ¿Qué energía potencial tiene y qué energía cinética tiene cuando su altura es de 5,55m?

Rta: 1631,7 J ; 3660,3 J.

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