Curso de Preparación Universitaria: Física Guía de Problemas No 1 ...
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<strong>Guía</strong> <strong>de</strong> <strong>Problemas</strong> N o 5: Trabajo y Energía Cinética<br />
<strong>Curso</strong> <strong>de</strong> <strong>Preparación</strong> <strong>Universitaria</strong>: <strong>Física</strong><br />
<strong>Guía</strong> <strong>de</strong> <strong>Problemas</strong> N o 5: Trabajo y Energía Cinética<br />
Problema 1: Sobre un cuerpo que se <strong>de</strong>splaza 20 m está aplicada una fuerza constante, cuya intensidad es <strong>de</strong> 500 N, que<br />
forma un ángulo θ$ con la dirección <strong>de</strong>l <strong>de</strong>splazamiento. Calcular el trabajo realizado por esa fuerza para los siguientes<br />
valores <strong>de</strong>l ángulo θ$. a) θ=0 o , b) θ=45 o , c) θ=60 o , d) θ=90 o , e) θ=120 o , f) θ=180 o .<br />
Problema 2: Tres remolcadores llevan un barco hacia su<br />
dársena, tirando cada uno con una fuerza constante <strong>de</strong> 3 x<br />
10 5 N en un recorrido <strong>de</strong> 500 m, como se indica en la<br />
figura. Si la fuerza <strong>de</strong> rozamiento que ejerce el agua sobre<br />
el barco es <strong>de</strong> 10 5 N, <strong>de</strong>terminar:<br />
a) La resultante <strong>de</strong> las fuerzas que actúan sobre el barco.<br />
b) El trabajo que realiza la fuerza resultante. c) El trabajo<br />
que realiza cada una <strong>de</strong> las fuerzas que actúan. d) La<br />
1<br />
suma <strong>de</strong> los trabajos calculados en c); comparar con el<br />
resultado <strong>de</strong>l inciso b).<br />
Problema 3[*]: Comparar las energías cinéticas <strong>de</strong> dos cuerpos, A y B, idénticos entre sí salvo en lo mencionado en cada<br />
caso: a) A se mueve en el mismo sentido que B con el doble <strong>de</strong> velocidad. b) A se mueve hacia la <strong>de</strong>recha, mientras que B lo<br />
hace hacia la izquierda, con velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> igual intensidad. c) A sube verticalmente, mientras que B cae, en un instante en<br />
que sus velocida<strong>de</strong>s son <strong>de</strong> igual módulo. d) A <strong>de</strong>scribe una circunferencia, y B sigue una trayectoria rectilínea, con<br />
velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> igual intensidad. e) A cae verticalmente, mientras B se <strong>de</strong>sliza sobre un plano inclinado, en un instante en que<br />
sus velocida<strong>de</strong>s son <strong>de</strong> igual intensidad. f) Se mueven con velocida<strong>de</strong>s iguales, pero la masa <strong>de</strong> A es el doble <strong>de</strong> la masa <strong>de</strong> B.<br />
Problema 4: Un bal<strong>de</strong> <strong>de</strong> 15 kg <strong>de</strong> masa es levantado a una altura <strong>de</strong> 4 m mediante una fuerza vertical <strong>de</strong> 180 N.<br />
Determinar: a) el trabajo realizado por la fuerza aplicada. b) el trabajo que realiza la fuerza peso. c) la velocidad final <strong>de</strong>l<br />
bal<strong>de</strong>, si inicialmente estaba en reposo.<br />
Problema 5: Determinar el trabajo que realiza la fuerza que ejerce un señor sobre su portafolios, <strong>de</strong> 4 kg, en los siguientes<br />
casos que son algunas <strong>de</strong> las etapas <strong>de</strong> su viaje: a) Lo sostiene durante media hora mientras espera el colectivo. b) Corre con<br />
él 4 m, con velocidad constante horizontal, para alcanzarlo. c) Lo levanta 1.2 m al entrar al mismo. d) Lo <strong>de</strong>ja en el<br />
portavalijas durante un trayecto <strong>de</strong> 6 km con aceleraciones y tramos curvos. e) Lo baja en la terminal, caminando por una<br />
rampa <strong>de</strong> 20 m <strong>de</strong> longitud, que forma un ángulo <strong>de</strong> 10º con la horizontal. f) Lo levanta verticalmente 0.5 m con aceleración<br />
constante <strong>de</strong> 1 m/s 2 , para atajar al perro que viene a \sl saludarlo al llegar a casa.<br />
Problema 6: Claudia pesa 600 N y viaja en una ascensor <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el 4 to piso hasta planta baja. Hallar el trabajo que realiza la<br />
fuerza que hace el piso <strong>de</strong>l ascensor (la normal) sobre ella, en los siguientes tramos <strong>de</strong> 4 m <strong>de</strong> longitud cada uno: a) arranque<br />
con aceleración constante <strong>de</strong> 0.5 m/s 2 . b) <strong>de</strong>scenso con velocidad constante <strong>de</strong> 2 m/s. c) frenado con aceleración constante<br />
<strong>de</strong> 0.5 m/s 2 .