1. El documento presenta una serie de problemas de trabajo y energía mecánica. Incluye cálculos de trabajo realizado por fuerzas constantes y variables que actúan sobre cuerpos en movimiento, así como cálculos de energía cinética y potencial asociados a la caída libre y compresión elástica de resortes. 2. También contiene problemas relacionados con la conservación de la energía mecánica en sistemas donde intervienen la gravedad, resortes y fuerzas de rozamiento. 3. En total presenta 26 problemas

1. TRABAJO Y ENERGIA f IJl( A
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1.
TRABAJO Y ENERGíA MECÁNICA
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A. Problemas Trabaio v Eneroía.
Un cuerpo de 50 kg parte del reposo con una aceleracíón de 2,4 mls2. Calcular el
trabajo mecánico realizado a lo largo de 25 m. R. 3 000 J.
Un móvil de 800 kg, parte del reposo con una aceleración de 1,5 m/s2. Calcular el
trabajo que realiza en 10 s. R. 90 000 J.
3. Una fueza de 100 N actúa sobre un cuerpo , produciendo un movimíento horizontal hacia la derecha en las si-
guientes condiciones. Los 4 primeros metros lafueza forma con la horizontal un ángulo de 60', los 6 m siguien-
tes, forma un ángulo de 45" y los l0 m restantes, la fueza es horizontal hacia la derecha , calcular el trabajo to-
tal que relaiza la fueza. R. 1 624,3 J.
Sobre el cuerpo de la figura, que tiene un movimiento horizontal hacia la derecha,
ac1úan tres fuezas . El peso del cuerpo de78,4 N, la fuerza de rozamiento de
12,74 N y una lueza inclinada ascendente, hacia la derecha 30" con relación a la
horizontal, de 117,6 N. Si el desplazamiento es de 5 m, calcular el trabajo que rea-
liza cada fueza y el trabajo totral. R. 5A9,2 J; - 63,7 J ; 0 J ; 445,5 J.
Para trasladar el cuerpo de la figura , 25 m hacia la derecha se aplica una fueza F
de 78,4 N y se realiza un trabajo de 1 715 J. Calcular el módulo de la fueza de ro-
zamiento. R. 9,8 N.
.: 6. Un cuerpo de 80 kg parte del reposo con una aceleración de 1,6 m/sz. Calcular el trabajo que realiza a lo largo
,r de 20 m. R. 2 560 J.
: 7. El motor de un €no de 1 600 kg, realiza un trabajo mecánico de 42 MA J, en una distancia de 82 m. Calcular
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aceleración que le comunica. R. 0,32 mls3-
¡ 8. Calcular cuánto pesa un cuerpo si para que adquiera una aceleracion de 2,3 mls2 necesita recorrer una distan-
.. cladeS0myrealizaunirabajode25000J- (g=9,8m/s2). R. 13315,3N.
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'. S. Un móvil de 1 200 kg, parte del reposo con una aceleración de 1,2 mls2. Calcular el trabajo que realiza en 12 s.
.i R 124 416 J.
.: 10. A un móvil de 10 kg que parte del reposo, se la aplica una aceleracíón de 3 m/s2 durante 4 s, Calcular la energía
,,, cinética al final de esos 4 s. R. 720 J. ,,/
ri 11. Para arrastrar un cuerpo de 60 kg por el suelo con aceleración constante, se le aplica una fueza constante de
¡,¡ 117,6 N. La fueza de rozamiento es igual a 19,6 N. Calcular la energía cinética que se ha transferido al cuerpo,
:: cuando haya recorrido 25 m. R. 2 445 J.
,:r 12. Un cuerpo de 800 gr lleva una velocidad de 8 m/s. Se le aplica unaluerza conslante con la misma dirección y el
:¡ mismo sentído que el del movimiento, con lo cual adquiere una aceleración de 3 m/s2. Calcular: a) La energía
:: cinética a los 5 s, b) La energía cinética cuando se haya desplazado 50 m, c) ¿ Cuánto tiempo ha de transcurrir
,.. paraquelaenergíacinéticaseade2000J ? R. 211,6J; 145,6J; 20,9s.
r: 13. Un cuerpo de 1 600 gr lleva una rapidez de 6 m/s. Se le aplica una fueza con la misma dirección y sentido que
.,,, lá velocidad, con lo cual adquire una aceleración de 2,6 m/s2. Calcular: a) La energía cinética a los 5 s , b) La
r energía cinética cuando se haya desplazado 100 m , c) ¿ Cuánto iiempo ha de transcunir para que la energía
:r: cinética seá 500 J. R. 288,8 J ;444,8 J ; 7,3 s.
: 14. Una bala atraviesa una tabla. El trabajo efectuado por la fueza de rozamiento es de 80 J. S¡ la bala entra a la
., tabla @n una rapidez de 120 m/s y sale con una rapidez de 10 m/s, calcular la masa de la bala. R. 11 gr.
,,, 15. La energía cinética de un móvil es de 1 500 J. Se le aplica una fuerza con la misma dirección pero consentido
i:, contrario al de la velocidad de módulo 30 N, durante una distancia de 2 m. Calcular Ia energía cinética del mó-
.,. uil al finalizar los 2 m. R. 1 440 J.
.¡ 16. Un cano de 1 400 kg lleva una rapidez de 16 m/s. Frena a lo largo de 12 m para disminuir su rapidez a 4 m/s.
:,: Calcular la fuerza de rozamiento de los frenos. R. 14 000 N.
::: 17. Una bala de 11 gr choca contra un árbol íncrustándose en él 8 mm. Sí la fuerza de rozamiento de la madera al
,,, movimiento de la bala es de 1 500 N, calcular la velocidad de la bala en el momento del choque. R. 46,7 m/s.
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2. TP.=ABAJO Y ENERGIA FTSICA
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Desde 80 m de altura se deja caer libremente un cuerpo de 350 gr. Calcular su energía potencial cuando lleva
una rapidez de 8 mls. R. 268,8 J.
Se lanza verticalmenie y hacia arriba un móvil de 25 gr con una rapídez de 80 m/s, Calcular su energía mecánica
alos5s. R.80J.
Un resorle tiene una constante de elastícidad de 4 500 N /'i;i . Calcular la energía potencial el'stica cuando se le
comprime 12 cm. R. 32,4 J.
GuandJun resorte se le aplica una fuerza de 80 N su longitud disminuye I cm . Calcular la energía elástica
que adquiere . R. 3,2 J.
La constante de elasticidad de un resorte es de 1 200 N / m. Calcular que longitud hay que comprimirle para
que adquiera una energía elástica de 30 J. R. a,2.m.
Un esquiador de 80 kg se lanza por una pendiente de 5" de desnivel y recone 200 m. Sabiendo que el esquia-
dor llega a la base de la pendiente con una rapidez de 12 m/s, e¿lcular la cantidad de energía disipada en forma
de calor. (g = g,g m/s2). R. 7881,6J.
Una piedra de 200 g de masa se deja caer desde una ventana situada a 10 m sobre el nivel del suelo. Sabiendo
que la piedra llega a tiena con una rapidez de l0 mls, determina la energía disipada por el rozamiento de la
piedra con el aire. ( g = 9,8 m/s'). R. 9,6 J.
Un bloque parte de una altura h, con una velocidad inicial de 2 m/s, como
muestra la figura. Si el el bloque recore una distancia en la parte plana de
4 m. Sólo existe rozamiento en la parte plana. El coeficiente de rozamiento
cinético es 0,3. ( g = 10 m/s2 ) . Calcular la altura h. R. I m.
Un bloque parte de A sin velocidad inicial y se desliza por el camino mostrado
en la figura. Se deja caer desde una altura de 12 m, y sube hasta una altura de
8 m, la distancía horizontal que recorre el bloque es de 10 m . Si sólo hay roza-
miento en la parte plana , calcular el coeficiente de rozamiento. R. 0,4.
B. Problemas de la Conservación de la Enerqía Mecánica
Un cuerpo se abandona , partiendo del reposo desde una altura de 4 m, y
comprime un resorte en una distancia de 0,2 m. Sí la constante del resor-
te es 600 Nlm, calcular la masa del cuerpo. R. 0,3 kg.
2. De una latura de 3,6 m con respecto al extremo libre de un resorte, se deja caer un cuerpo de 1,2 kg .Calcular
la constante elástica del resorte si el cuerpo comprime el resorle e una distancia de 0,4 m. R. 600 N / m.
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3. El díbujo representa una pista sobre la cual se mueve una esferita. En A está
a 8 m de altura y lleva una velocidad de 6 m/s. Calcular la velocidad en B que
está a 2 m del suelo. R. 12,5 m/s.
El dibujo representa a un carrito de masa 2OA gr, que se mueve por una pista
horizontal con una rapidez de 25 m/s para entrar a una pista circular según
se indica en el dibujo. En A el carrito lleva una rapidez de I m/s. Calcular:
a) El radio de la pista circular , b) La rapidez en el punto B. ( g = 10 m/s" ).
R. 14,02 m ; 18,56 m/s.
Un " cauchera " está formada por dos ligas , cada uno con una constante de
elasticidad de 25 N/m. ¿ Cuánto se debe est¡rar las lÍgas, si se quiere alcan-
zar un insecto situado a 5 m de altuta con una piedra de 2A g?.
R. 20 cm.
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