Este documento presenta la solución de un parcial de física mecánica con tres problemas resueltos. El primer problema involucra un resorte comprimido contra una rampa inclinada. El segundo trata sobre un péndulo golpeado por una bala de rifle. El tercer problema analiza el trabajo realizado al empujar una caja sobre un piso con fricción.
1. TRABAJO DE FISICA MECANICA
SOLUCION DEL PARCIAL
IDELFONSO IBALDIRIS
LISETH PAOLA CORREA MENDEZ
FUNDACION UNIVERSITARIA TECNOLOGICO COMFENALCO
SEGURIDAD E HIGIENE OCUPACIONAL
SECCION 5
2. SOLUCION DEL PARCIAL
1. Un resorte de 0.6m de largo reposa a lo largo de un plano inclinado sin
fricción de 300. Una masa de 2 kg que esta en reposo contra el extremo del
resorte comprime el mismo una distancia de 0.01m.
a). Determine la constante K del resorte.
La fuerza que comprime el resorte es la componente del peso paralela a la
rampa.
F= -Kx = K=F = Wsen30 = mgsen30
X 0.01m 0.01m
K= 2Kg * 9.8m/s2 sen30
0.01m
K=980N/m
b). K=980N/m x= 0.01+0.03=0.04m
La conservación de la energía mecánica (no hay fricción)
Em1 = Em2
Epg1+Epe1+Ec1= Epg2+Epe2+Ec2
Sen30= 0.04
x
x= 0.04 = 0.08
sen30
3. 1 Kx2 =mgh
2
H= kx2 = 980*(0.04)2
2mg 2(2)(9.8)
H= 0.04 m
0.56 es la distancia que hay del punto inicial al punto final de la rampa.
Xt= 0.56 +0.08
Xt= 0.64m –no sale de la rampa
2. Una bala de rifle de 12g se dispara a 380m/s contra un péndulo de 6 kg
suspendido de un cordón de 70 cm de longitud.
Mg=12g = 0.012kg
Vb=380m/s
Mp=6+0.012kg=6,012kg
Vp=?
Mb* vb= (masa/bala / mp)vp
P ante choque = p después choque
Vp= mb vb = 0.012kg * 380m/s
Mp 6012kg
Vp= 0,76m/s
a). la distancia vertical que sube el péndulo.
Conservación de la energía mecánica.
Em1 = Em2
Ep1+Ec1 = Ep2+ Ec2
Mgh1 + 1 mv12= mgh2+1 mv22
2 2
4. H2= v1/ 2g
H2= (0.76m/s)2 / (2*9.8m/s2)
H2= 0.04m
b). la energía cinetica de la bala.
Ec= 1 mv2 = 1 (0.012kg)(380m/s)2
2 2
Ec=866.4 julio
c). la energía cinetica de la bala y el péndulo inmediatamente después que la bala
se incrusta en el péndulo.
Ec= 1 mv2= 1 (6,012kg)(0.76m/s)2
2 2
Ec= 1.73 julio
3. Un obrero empuja horizontalmente una caja de 30kg una distancia de 4.5m
en un piso plano con velocidad constante, el coeficiente de fricción es de
0.25 en la caja y en el piso.
a). que magnitud de fuerza debe aplicar el obrero.
∑Fy=0
N-W=0
N=W=mg
N=30kg*9.8m/s2
N=294N
5. ∑Fx=ma
F-FR=m (0)
F-FR=0 F=FR
F=µN
F= (0.25)(294N)
F=73.5N
b). cuanto trabajo efectua dicha fuerza en la caja.
W= F*d*cos Ɵ = (73.5N)(4.5) cos 0
= 330.75julio
c). cuanto trabajo efectua la fricción en la caja.
W= F*d*cos Ɵ = (73.5N)(4.5) cos 180
= -330.75 julio
d). cuanto trabajo efectua la normal y la gravedad en la caja.
Como la normal y el peso son 1 al desplazamiento, su trabajo es 0.
WN= FN (4.5) cos 90= 0
Wpeso = (4.5) cos 270=0
e). cuanto trabajo total se efectua en la caja.
WT= WF+ W FR+ WN+ Wpeso
WT= 330.75julio – 330.75 julio +0 + 0
WT=0
