Este documento presenta 10 problemas de física relacionados con el trabajo y la energía. Cada problema contiene una pregunta y su solución respecto a conceptos como energía cinética, fuerzas, trabajo realizado y velocidad. El documento provee ejemplos numéricos para calcular dichas cantidades físicas.

1.
Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia
Problemas
de
energía
-­‐
trabajo
1. Dos
cuerpos
tienen
la
misma
masa,
siendo
la
velocidad
de
uno
doble
que
la
del
otro.
¿Cómo
son
sus
respectivas
energías
cinéticas?
Sol:
EC1
=
4·∙EC2
2. Sea
un
cuerpo
de
10
kg
de
masa
inicialmente
en
reposo.
Sobre
él
ejercemos
una
fuerza
de
100
N
durante
10
s.
a. Halla
el
trabajo
realizado
sobre
el
objeto.
b. Si
transcurridos
10
s
frenásemos
el
objeto
hasta
adquirir
una
velocidad
de
5
m/s,
¿qué
trabajo
habría
realizado
el
objeto
sobre
nosotros?
Sol:
a)
W
=
+
50
kJ;
b)
W
=
+
49875
J
3. Soltamos
una
bola
desde
A
hasta
B
por
cada
uno
de
estos
caminos.
¿Por
cuál
llegará
a
B
con
mayor
velocidad?
4. Un
cuerpo
de
4
kg
de
masa
se
mueve
hacia
arriba
por
un
plano
inclinado
20o.
Sobre
el
cuerpo
actúan
las
siguientes
fuerzas:
una
horizontal
de
80
N,
una
paralela
al
plano
de
100
N
en
el
sentido
del
movimiento
y
la
fuerza
de
rozamiento,
de
10
N.
El
cuerpo
se
traslada
20
m
a
lo
largo
del
plano.
Halla
el
trabajo
que
realiza
cada
fuerza,
así
como
el
trabajo
resultante.
Sol:
W1
=
1503’5
J;
W2
=
2000
J;
WR
=
-­‐200
J;
WT
=
3303’5
J
5. Sobre
un
vehículo
de
1000
kg
de
masa,
que
circula
con
una
velocidad
de
20
m/s,
actúa
una
fuerza
constante
de
10.000
N
en
el
sentido
del
movimiento.
El
vehículo
recorre
100
m.
El
coeficiente
de
rozamiento
entre
los
neumáticos
y
el
suelo
es
0,3.
Halla:
a. El
trabajo
realizado
por
la
fuerza
aplicada.
b. El
trabajo
realizado
por
el
rozamiento.
c. El
trabajo
realizado
por
la
fuerza
resultante.
d. La
velocidad
del
coche
cuando
ha
recorrido
100
m.
Sol:
a)
WF
=
106
J;
b)
WR
=
-­‐294000
J;
c)
WT
=
706000
J;
d)
v
=
31’8
m/s
6. Un
vehículo
de
1200
kg
de
masa
se
mueve
por
una
carretera
horizontal
a
la
velocidad
de
108
km/h.
Si
el
coeficiente
de
rozamiento
con
el
suelo
es
0,2
y
en
un
momento
determinado
deja
de
actuar
la
fuerza
del
motor,
sin
aplicar
los
frenos,
halla:
a. La
energía
cinética
que
llevaba
inicialmente.
b. La
fuerza
de
rozamiento.
c. El
trabajo
que
realiza
la
fuerza
de
rozamiento
para
detener
el
vehículo
(sin
calcular
la
distancia
recorrida).
d. La
distancia
recorrida
hasta
detenerse
el
vehículo
(sin
emplear
cinemática).
Sol:
a)
Ec0
=
5’4·∙105
J;
b)
FR
=
-­‐2352
J;
c)
WR
=
-­‐540
kJ;
d)
d
=
229’6
m
Camino
de
la
Piedad,
8
-­‐
C.P.
40002
-­‐
Segovia
-­‐
Tlfns.
921
43
67
61
-­‐
Fax:
921
44
34
47
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2.
Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia
7. Un
trineo
de
20
kg
de
masa
se
desliza
cuesta
abajo
desde
una
altura
de
20
m.
El
trineo
parte
del
reposo
y
tiene
una
velocidad
de
16
m/s
al
llegar
al
final
de
la
pendiente.
Halla
la
pérdida
de
energía
debida
al
rozamiento.
Sol:
ER
=
1360
J
8. Desde
una
altura
de
30
m
se
lanza
verticalmente
hacia
abajo
un
cuerpo
con
una
velocidad
de
10
m/s.
¿Cuál
es
la
velocidad
que
poseerá
cuando
se
encuentre
a
10
m
sobre
el
suelo?
Sol:
v
=
22’2
m/s
9. Un
proyectil
de
400
g
de
masa
atraviesa
una
pared
de
0,5
m
de
grosor.
Su
velocidad
en
el
momento
de
penetrar
en
la
pared
era
de
400
m/s,
y
al
salir,
de
100
m/s.
Halla:
a. El
trabajo
realizado
por
el
proyectil.
b. La
fuerza
de
rozamiento
de
la
pared.
Sol:
a)
W
=
3·∙104
J;
b)
FR
=
-­‐
6·∙104
N
10. Un
cuerpo
de
50
g
se
desliza
por
una
montaña
rusa.
Si
la
velocidad
en
A
es
5
m/s
y
en
B
3’3
m/s.
a. ¿Cuánto
vale
el
trabajo
realizado
por
la
fuerza
de
rozamiento
entre
A
y
B?
b. Si
a
partir
de
B
se
considera
despreciable
el
rozamiento,
¿hasta
que
altura
ascenderá
el
cuerpo?
Sol:
a)
W
=
-­‐0’84
J;
b)
h=2’56
m
11. Un
bloque
de
2
kg
situado
a
una
altura
de
3
m
se
desliza
por
una
rampa
curva
y
lisa
desde
el
reposo.
Resbala
9
m
sobre
una
superficie
horizontal
rugosa
antes
de
llegar
al
reposo.
a. ¿Cuál
es
la
velocidad
del
bloque
en
la
parte
inferior
de
la
rampa?
b. ¿Cuánto
trabajo
ha
realizado
el
rozamiento
sobre
el
bloque?
c. ¿Cuál
es
el
coeficiente
de
rozamiento
entre
el
bloque
y
la
superficie
horizontal?
Sol:
a)
v
=
7’67
m/s;
b)
WR=
-­‐58’9
J;
c)
μ=1/3
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