Curso de Preparación Universitaria: Física Guía de Problemas No 1 ...
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Problema 7[*]: En el gráfico <strong>de</strong> la figura se representa la<br />
velocidad <strong>de</strong> un móvil <strong>de</strong> 20 kg, en función <strong>de</strong>l tiempo.<br />
Encontrar el trabajo que realiza la fuerza resultante <strong>de</strong> las<br />
que actúan sobre el mismo, para las distintas etapas <strong>de</strong> su<br />
movimiento y para el viaje total.<br />
Problema 8: Un bloque <strong>de</strong> 50 kg ascien<strong>de</strong> por el plano<br />
inclinado <strong>de</strong> la figura y recorre 2 m sobre el mismo, bajo<br />
la acción <strong>de</strong> una fuerza horizontal F1 aplicada <strong>de</strong> 600 N.<br />
Actúa a<strong>de</strong>más una fuerza <strong>de</strong> rozamiento <strong>de</strong> 10 N entre el<br />
bloque y el plano. Calcular: a) El trabajo que realiza F1 $.<br />
b) El trabajo que realiza la fuerza <strong>de</strong> rozamiento. c) El<br />
trabajo que realiza la fuerza peso. d) El trabajo que<br />
realiza la fuerza <strong>de</strong> vínculo, normal al plano. e)<br />
Determinar la resultante <strong>de</strong> todas las fuerzas que actúan<br />
sobre el bloque y calcular su trabajo por dos métodos<br />
distintos. f) Calcular, usando cinemática, la velocidad <strong>de</strong>l<br />
Problema 9: En el gráfico <strong>de</strong> la figura representa la<br />
componente Fx <strong>de</strong> una fuerza que actúa sobre un cuerpo<br />
que se mueve sobre una recta paralela al eje x, en función<br />
<strong>de</strong> su posición. Calcular el trabajo que realiza dicha fuerza<br />
en las siguientes etapas: a) <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la posición x1 = 0 hasta<br />
x2 = 4 m. b) entre x2 = 4 m y x3 = 10 m. c) entre x1 = 0 y<br />
x3 =10 m.<br />
<strong>Guía</strong> <strong>de</strong> <strong>Problemas</strong> N o 5: Trabajo y Energía Cinética<br />
2<br />
bloque al terminar <strong>de</strong> recorrer los 2 m, si al comienzo<br />
tenía una velocidad <strong>de</strong> 0.6 m/s. g) Hallar las energías<br />
cinéticas inicial y final <strong>de</strong>l bloque.<br />
Problema 10: Valiéndose <strong>de</strong> consi<strong>de</strong>raciones <strong>de</strong> trabajo y energía cinética, <strong>de</strong>mostrar que si un conductor aplica los frenos a<br />
fondo, la distancia en que se <strong>de</strong>tiene un automóvil <strong>de</strong> masa m que marcha por una carretera horizontal a velocidad v es<br />
d=v 2 /2μdg, don<strong>de</strong> μd es el coeficiente <strong>de</strong> rozamiento dinámico entre las gomas y el piso. ¿En qué factor se incrementa la<br />
distancia <strong>de</strong> frenado si el automóvil duplica su velocidad?<br />
Problema 11: Se empuja un carro <strong>de</strong> masa m = 20 kg sobre una superficie sin rozamiento por medio <strong>de</strong> una fuerza <strong>de</strong> 30 N<br />
durante 10 segundos. Suponiendo que inicialmente estaba en reposo: a) Calcular la potencia media <strong>de</strong>sarrollada en los 10<br />
segundos. b) Calcular la potencia instantánea a los 0, 5 y 10 segundos.<br />
Problema 12: Un automóvil <strong>de</strong> 1500 kg que parte <strong>de</strong>l reposo por una pista horizontal pue<strong>de</strong> alcanzar en 10 s una velocidad<br />
<strong>de</strong> 108 km/h. Si no se tuviera en cuenta el rozamiento con el aire y consi<strong>de</strong>rando que la aceleración es constante, graficar en<br />
función <strong>de</strong>l tiempo: a) La velocidad <strong>de</strong>l automóvil. b) La intensidad <strong>de</strong> la fuerza <strong>de</strong> rozamiento entre sus neumáticos y el piso.<br />
c) La potencia instantánea correspondiente. d) Hallar la potencia máxima <strong>de</strong>sarrollada.