Ejercicios de energía cinética y potencia

Ejercicios de energía cinética y potencia

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  EJERCICIOS DE ENERGIACINETICA Y POTENCIAL 1. Una bala de 15 gr, al ser disparada, adquiere una velocidad de salida de 650 m/s. Encuentra la energía cinética de la bala. Respuesta: Ec = 3 168.750 J 2. Una pieza de artillería que tiene una longitud de ánima de 2.8 m dispara un proyectil de 9.8 N con una velocidad de 560 m/s. Encuentra la fuerza ejercida sobre el proyectil durante su recorrido por el tubo. Respuesta: F = 56 000 N 3. A un cuerpo de 50 N se le aplica una fuerza constante de 18 N formando un ángulo de 250 con la horizontal. Suponiendo que no existe rozamiento, encuentra la velocidad del cuerpo después de haber recorrido 6 m, partiendo del reposo. Respuesta: v = 6.195 m/s 4. Un cuerpo de 25 kg cae libremente desde una altura de 200 m. Encuentra la energía potencial del cuerpo antes de soltarlo y la energía cinética en el momento de impactarse con el suelo. Respuestas:Ep = 49 000 J Ec = 49 000 J 5. Un cuerpo de 25 slugs se deja caer desde una altura de 35 ft. Encuentra su energía potencial antes de caer; su energía cinética cuando se encuentra a una altura de 10 ft; su energía cinética al chocar con el suelo; su velocidad, cuando se encuentra a una altura de 5 ft y su velocidad al impactarse con el suelo. Respuestas: Ep = 28 000 ftlb Ec = 20 000 ftlb Ec = 28 000 ftlb v = 43.818 ft/s v = 47.329 ft/s 6. Se construye un péndulo colgando un objeto de 7.26 kg de una cuerda de 2.5 m de longitud. Se jala el objeto hasta que la cuerda forma un ángulo de 450 con la vertical. ¿Cuál es la energía potencial del objeto? Respuesta: Ep = 52 J 7. Un cuerpo de 0.2 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 90 km/h. ¿Cuál es el valor de sus energías cinética y potencial al inicio de su ascenso? ¿ cuál es el valor de sus energías cinética y potencial cuando se encuentra a 10 m de altura? Respuestas: Ec = 62.5 J Ep = 0 y Ec = 42.9 J Ep = 19.6 J 8. Sobre un cuerpo de 10 kg se aplica una fuerza constante de 50 N que forma un ángulo con la horizontal de 250 . Si a partir del reposo se ha desplazado 6 m ¿cuál será su velocidad en ese instante? Respuesta: v = 7.37 m/s 9. Un automóvil de 17 640 N, desciende con una velocidad de 10 m/s por una pendiente que forma un ángulo de 250 respecto a la horizontal. Al aplicar los frenos el auto recorre 20 m hasta detenerse. ¿Qué fuerza realizaron los frenos para detenerlo? Respuesta: F = - 11 954. 986 N 10.- Desde lo alto de una torre de comunicación se deja caer un cuerpo de 200 Kg, considerando que la estructura tiene una altura de 150000 mm determine lo siguiente: a) El máximo trabajo que se requiere para subir el cuerpo a esa altura. b) Si tarda en subir .55 min cual es la potencia desarrollada en Watts, Kw y HP.
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  11.- Un cuerpode 20 N de peso cae desde una altura de 10 m. Calcular la energía cinética del cuerpo al llegar al suelo y demostrar que es igual a la disminución que experimenta su energía potencial. 12.- Se sostiene un cuerpo de 95 Kg, a una altura de 70000 milímetros sobre el suelo, determinar: a) ¿Cuál es la energía potencial máxima a esa altura? b) Si el cuerpo se suelta, ¿Qué velocidad tendrá el cuerpo a los 3500 cm? c) ¿Cuál es el valor de la energía mecánica total en ese punto? d) ¿Con que velocidad golpeara el suelo? e) ¿Cuál es la energía cinética desarrollada al llegar al piso? 13.- Un cuerpo de 100 N se encuentra a una altura de 2500 cm, sobre el nivel del suelo .Determinar: a) La energía potencial del cuerpo. b) La masa del cuerpo. c) La fuerza del choque del cuerpo al llegar al suelo. 14.- Un clavadista que pesa 500N salta de un trampolín que está a 10m por encima del agua. ¿Cuál Será la energía cinética del clavadista al momento de llegar al agua? 15.-Un automóvil pasa 2500Ib que trabajo se requerirá para levantarlo hasta una altura de 60ft, cual será su energía potencial a esa altura, si se soltara cuál sería su velocidad al momento de tocar el suelo. Comprueba que su energía cinética al momento de tocar el suelo es la misma que la energía potencial en la parte más alta. EJERCICIOS DE TRABAJO Y POTENCIA 16.-Para mover un mueble se le aplica una fuerza constante en forma horizontal. Debido a ella, el mueble recorre una distancia de 3 m realizando un trabajo de 120 J ¿Cuál es el valor de la fuerza? Respuesta:F = 40 N 17.-Un niño jala su bicicleta una distancia de 7 m, sobre una superficie horizontal, para ello utiliza una fuerza de 4 N aplicada con una cuerda que forma un ángulo de 350 por encima de la horizontal ¿Cuál es el trabajo realizado por el niño? Respuesta: T = 22.936 J 18.-En un rancho, un becerro sube una colina de 15 m de alto, desarrollando un trabajo de 11 025 J ¿Cuál es la masa del becerro? Respuesta: m = 75 kg 19.-Una persona de 50 kg, sube por una escalera eléctrica en un centro comercial y se desplaza 40 m ¿Qué trabajo realizó la escalera sobre la persona si la inclinación de la escalera es de 300? Respuesta: T = 9.8 x 103 J 20.-Un esquimal jala su trineo mediante una cuerda recorriendo una distancia de 220 m ejerciendo una fuerza de 80 N. El trabajo realizado es de 1.6 x 104 J ¿Qué ángulo forma la cuerda con la horizontal? Respuesta:  = 240 37' 21.-Una persona cuyo peso es de 686 N sube por una escalera que tiene una longitud de 30 m hasta llegar a una altura de 10 m. ¿Qué trabajo desarrolló la persona? ¿Qué trabajo realiza si sube a la misma altura, pero usando una escalera cuya longitud es de 35 m?
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  Respuestas: T =6 860 J T = 6 860 J 22.-Con un motor de 60 HP se eleva una carga de 1 500 lb¿Cuánto tiempo se emplea para depositar la carga en una plataforma de 68 ft de altura? Respuesta: t = 3 S 23.-Un campeón de levantamiento de pesas, levanta 260 kg hasta una altura de 2.20 m: a) ¿Cuánto trabajo realiza el campeón en el levantamiento? b) ¿Cuánto trabajo realiza durante los 3 s que sostiene las pesas encima de su cabeza? c) ¿Cuánto trabajo realiza al bajar las pesas? d) Si el campeón emplea 3.5 s en subir las pesas, ¿ qué potencia desarrolla? Respuestas: a) T = 5 605.6 J b) T = 0 c) T = - 5 605.6 J d) P = 1.6 kW 24.-Una persona empuja un carrito de un supermercado, ejerciendo una fuerza de 120 N y formando un ángulo con la horizontal de 450. Si el carrito adquiere una velocidad constante de 0.5 m/s, durante 16 s. a) ¿Qué potencia desarrolla la persona? b) Si se mueve el carrito con el doble de velocidad, ¿qué potencia desarrolla? Respuestas: a) P = 42.426 W b) P = 84.852 W 25.-Un auto se desplaza por una carretera horizontal con velocidad constante de 120 km/h. El motor del auto desarrolla una potencia de 40 CV. Calcula la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento del auto. Respuestas: fk = 883.2 N 26.- Un martillo de 1.5 kg golpea una cuña con una velocidad de 5m/s, y la incrusta en una madera a una profundidad de 0.05 m en un tiempo de 0.08 segundos, determinar: a) La magnitud de la fuerza. b) La energía cinética del martillo. c) La potencia transmitida. 27.- Un motor de 3 HP eleva en 20 segundos una carga (F) a una altura de 8 m, determinar: a) La potencia en Watts. b) La magnitud de la carga (F). c) La energía potencial que adquiere la carga (F). 28.- Una mujer saca un cubo de 20000 gramos de un pozo y efectúa 6000 Joule de trabajo, ¿Cuál es la profundidad del pozo en metros, considerando que tarda 0.55 minutos en sacar el cubo?, determine también la potencia que desarrolla en Watts, Kw y HP. 29.- Un marro de 3 kg golpea sobre una estaca de madera con una velocidad de 16m/s, la clava en la tierra a una profundidad de 0.85 m, en un tiempo de 0.10 min, determinar: a) La magnitud de la fuerza en N b) La energía cinética del martillo. c) La potencia transmitida. 30.- Que trabajo se realiza por una fuerza de 50N, al levantar un peso de 20N a una altura de 6m 31.- Cual es la velocidad a la cual un motor de 60KW puede levantar una carga de 1000kg 32.- Cual es la potencia de un camión que viaja a una velocidad de 80km/hr y mueve una carga de 20 toneladas 33.- Un motor de 60hp proporciona la potencia para mover el ascensor de un hotel. Si el peso del elevador es de 2000Ib. Cuánto tiempo se requiere para levantar el ascensor a 125ft 34.- Usando toda la potencia, una locomotora de 2000hp incrementa la velocidad del tren desde una rapidez de 12m/s a 28m/s, en 5.4min. Despreciando la fricción calcular la masa del tren y la fuerza que acelera al tren en dicho intervalo.