Este documento presenta una serie de problemas resueltos relacionados con conceptos de energía como la energía cinética, la energía potencial gravitacional y el trabajo. Los problemas cubren cálculos de energía cinética para objetos en movimiento, determinación de masa a partir de energía cinética, cálculos de energía potencial asociada a la elevación de objetos debido a la gravedad, y determinación de altura o velocidad a partir de valores de energía. Las respuestas a los problemas se proporcionan al final.

1. Unidad 2
Energía
PROBLEMAS RESUELTOS

2. Problemas resueltos
1. Calcula la energía cinética traslacional en joules que
lleva una bala de 8 g si la magnitud de su velocidad
es de 400 m/s.
Solución
Fórmula
Datos:
ECT= 1 mv2
ECT=?
2
m= 8 g=0.008 kg
ECT= 1 0.008 kg (400 m/s)2
V= 400 M/S
2
= 640 kgm2 /s2 = 640 J

3. PROBLEMA RESUELTOS
2. Cuál es la energía cinética traslacional de un
balón de futbol que pesa 4.5 N y lleva una
velocidad cuya magnitud es de 15 m/s?
Solución
Fórmula
Datos:
ECT= 1 mv2 m= P
ECT= ?
2
g
P= 4.5 N
m= 4.5 kg.m/s2 =0.46 kg
v= 15 m/s
9.8 m/s2

4. Problema resuelto
• Sustitución y resultado:
ECT= 1 mv2 = 1 (0.46 kg)(15 m/s)2
2
2
ECT= 51.75 J

5. PROBLEMAS RESUELTOS
3. Calcula la masa de un objeto cuya magnitud
de velocidad es de 10 m/s y su energía
cinética traslacional de 1000 J.
Solución
Fórmula
Datos
ECT= 1 mv2
m=?
2
v= 10 m/s
m= 2ECT
ECT = 1000 J
v2

6. Problema resuelto
• Sustitución y resultado:
m= 2EC T m= 2 x 1000 kg.m2/s2
v2
100 m2 /s2
m= 20 kg

7. Problema resuelto
4. Determina la magnitud de la velocidad que lleva un
objeto cuya masa es de 3 kg si su energía cinética
traslacional es de 200 J
Solución
Fórmula
Datos
EC= 1 mv2
v=?
2
m= 3 kg
Despeje:
Sustitución y resultado
ECT= 200 J
v= 2 ECT
v= 2x 200 J = 11.55 m/s
m
3 kg

8. Problema propuesto
5. Calcula la energía potencial gravitacional de una
piedra de 2.5 kg si se eleva a una altura de 2 metros.
Solución
Datos
Fórmula
EPG=?
EPG= mgh
m= 2.5 kg
EPG= 2.5 kg x 9.8 m/s2 x 2 m =
h= 2 m
= 49 kg.m2 /s2
g= 9.8 m/s2
= 49 J

9. Problema resuelto
6. A qué altura se debe encontrar una silla de 5 kg para
que tenga una energía potencial gravitacional de 90
J?
Solución
Fórmula
Despeje
Datos
EPG= mgh h= EPG
h=?
mg
m= 5 kg
Sustitución y resultado
EPG= 90 J
h= 90 kg.m2 / s2 = 1.84 m
5 Kg x 9.8 m/s2

10. Problemas propuestos
1. Determina la energía cinética traslacional de
un automóvil cuya masa es de 1250 kg y lleva
una velocidad cuya magnitud es de 27 m/s.
2. Determina la energía cinética traslacional de
una pelota de beisbol cuya masa es de 100 g
y lleva una velocidad cuya magnitud es de 30
m/s.

11. Problemas propuestos
3. Un objeto cuyo peso es de 19.6 N lleva una
velocidad cuya magnitud es de 10 m/s . ¿Cuál
es su energía cinética traslacional?
4. Determina la masa de un objeto cuya energía
cinética traslacional es 400 J y lleva una
velocidad cuya magnitud es de 30 m/s.

12. Problemas propuestos
5. Determina la magnitud de la velocidad de un
objeto cuya masa es de 4 kg y tiene una
energía cinética traslacional de 100 joules.
6. Un libro de 1.5 kg se eleva a un altura de 1.3
m, ¿Cuál es su energía potencial gravitacional?
7. Calcula la altura a la que debe estar una
persona cuya masa es de 60 kg, para que su
energía potencial gravitacional sea de 5000
joules.

13. Problemas propuestos
8. Una viga de 980 N se lleva a una altura de 20
metros.
• Calcular
a) ¿Qué trabajo se realiza para elevar la viga?
b) ¿Cuál es su energía potencial gravitacional a
los 20 m de altura?
c) ¿Cuál será su energía cinética traslacional en
el preciso instante antes de chocar contra el
suelo si se dejara caer libremente?

14. Respuestas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ECT= 455625
ECT= 45 J
ECT= 100 J
m= 0.88 kg
V= 7.07 m/s
Ep= 19.11 J
h= 8.5 m

15. Respuestas
8 a) T= 19 600 J
8 b) EPG= 19 600 J
8 c) ECT= 19 600 J