TRABAJO,
ENERGIA Y POTENCIA MECANICA
1.-
Calcular el trabajo realizado al elevar un cuerpo de 5 kg hasta una
altura de 2 m en 3 s. Expresar el resultado en Joule y en erg.
2.-
Un cuerpo de 2kg cae desde una altura de 4 m. Calcular la pérdida que
experimenta de energía potencial.
3.-
Calcular la energía cinética de un cuerpo de 5 kg que se mueve a una
velocidad de 3 m/s.
4.-
Un cuerpo de 5 kg de peso cae libremente desde una altura de 3 m.
Calcular la energía cinética del cuerpo en el momento de llegar al suelo y
demostrar que es igual a la energía potencial del mismo antes de caer.
5.-
Una pieza de artillería, con una longitud de ánima de 3 m, dispara un
proyectil de 20 kg de masa con una velocidad de 600 m/s. Calcular la fuerza
media ejercida sobre el proyectil durante su recorrido por el tubo.
6.-
Se lanza un ladrillo hacia adelante deslizando sobre el suelo con una
velocidad de 25 m/s. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el suelo y
el ladrillo es igual a 0,25, hallar el tiempo que tardará en detenerse y la
distancia recorrida.
7.-
Hallar la potencia media empleada en elevar una masa de 50 kg a una
altura de 20m en 1 min. Expresar el resultado en watt.
8.-
Hallar la potencia media empleada en elevar una masa de 2500 kg a una
altura de 100 m en 25 s.
9.-
Hallar el peso que puede arrastrar un vehículo de 6 CV de potencia sobre
un terreno horizontal a la velocidad de 25 km/h sabiendo que el coeficiente de
roce entre el peso y el terreno es igual a 0,2.
10.-
Un motor con un rendimiento del 90% está instalado en una grúa de
rendimiento igual al 40%. Sabiendo que la potencia suministrada al motor es de 5
kW, calcular la velocidad con la que subirá la grúa una masa de 450kg.
11.-
Calcular el trabajo realizado por una fuerza de 3 N cuyo punto de
aplicación se desplaza 12m paralela a la fuerza.
12.-
Calcular el trabajo realizado al elevar un cuerpo de 4 kg a una altura de
1,5 m.
13.-
Una losa de mármol de 2 m de longitud y 250 kg de masa está apoyada
sobre una superficie horizontal. Calcular el trabajo que hay que realizar para
ponerla en posición vertical.
14.-
Hallar el trabajo útil realizado por una máquina que eleva 1 metro cúbico
de alquitrán hasta una altura de 15 m en 23 s. La densidad del alquitrán es de
1065 kg/m3.
15.-
Una bomba descarga 380 litros de agua por minuto sobre un depósito
situado a una altura sobre ella de 10 m. Calcular el trabajo útil realizado por
la bomba en 1 hora. Densidad del agua, 1000 kg/m3.
16.-
Un depósito cilíndrico de 1 m de diámetro y 2 m de altura está
totalmente lleno de agua. Hallar el trabajo necesario para bombear el agua hasta
una altura de 4 m con respecto a la parte superior del depósito.
17.-
Hallar la energía potencial que adquiere una masa de 3 kg al elevarlo a
una altura de 6 m.
18.-
Calcular la energía cinética de un cuerpo de 12 kg animado de una
velocidad de 1 m/s.
19.-
Un cuerpo de 2 kg cae desde una altura de 10 m. Calcular la energía cinética
del cuerpo al llegar al suelo.
20.-
Un cuerpo de 1kg de masa se eleva a una altura de 5 m. Hallar el trabajo
realizado y el aumento de su energía potencial.
21.-
Calcular la energía cinética de una bala de 5 gr que lleva una
velocidad de 600 m/s.
22.-
Una fuerza constante actúa durante un minuto sobre un cuerpo de 3kg
comunicándole una velocidad de 2 m/s. Hallar la energía cinética adquirida
por el cuerpo y el valor de la fuerza.
23.-
Una fuerza horizontal de 10 kg impulsa a un cuerpo de 25 kg a lo largo de
30 m sobre una superficie horizontal, siendo el coeficiente de rozamiento cinético
igual a 0,1. Hallar los trabajos realizados contra las fuerzas de rozamiento y
de la gravedad. Indicar qué clase de energía adquiere el cuerpo.
24.-
Hallar la fuerza media necesaria para detener, en un espacio de 30 m, un
automóvil de 1200 kg animado de una velocidad de 90 km/h.
25.-
Calcular la fuerza media ejercida por los gases de la pólvora sobre un
proyectil de 8 kg que adquiere, al salir del tubo de 3 m de longitud, una
velocidad de 600 m/s.
26.-
Hallar la resistencia media de una pared sabiendo que un martillo de 2
kg, con una velocidad horizontal de 6 m/s, introduce en ella un clavo que
penetra 30 mm.
27.-
Hallar la resistencia media de un terreno sabiendo que un martillo de 2
kg, con una velocidad vertical de 6 m/s, introduce un clavo que penetra 30 mm.
28.-
Un ascensor de 2 ton de masa se eleva desde la planta baja y cuando pasa
por el cuarto piso, situado a una altura de 20 m, su velocidad es de 3 m/s.
Suponiendo que la fuerza de rozamiento es constante e igual a 490 N, calcular el
trabajo realizado por el mecanismo de elevación.
29.-
Hallar la potencia media necesaria para elevar un bidón de 1500 kg a una
altura de 15 m en un minuto.
30.-
Hallar la potencia media necesaria para elevar, por medio de un sistema
de poleas cuyo rendimiento es del 75%, una masa de 300 kg a una altura de 6 m en
30 s. Expresar el resultado en caballos de vapor.
31.-
Calcular la potencia que necesita una máquina para elevar una masa de
500 kg a una altura de 2 m en un minuto.
32.-
Una carreta, que transporta a un hombre de 80 kg, es arrastrada sobre un
camino horizontal por una mula que ejerce una fuerza de 245 N. Suponiendo que la
velocidad de la carreta es de 3 m/s, calcular: a) la potencia realizada por el
peso del hombre, b) la potencia realizada por la fuerza de arrastre de la mula.
33.-
Sabiendo que la potencia del motor de un automóvil que marcha sobre una
carretera horizontal a una velocidad de 50 km/h es de 40 CV, calcular la fuerza
de resistencia total ejercida por el aire y el rozamiento.
34.-
Calcular el peso de un automóvil de 40 CV de potencia que marcha por una
carretera horizontal a una velocidad de 50 km/h, sabiendo que el coeficiente de
roce entre el vehículo y la carretera es igual a 0,15.
35.-
Un estanque, cuya capacidad es de 2000 litros, está situado a 6 m de
altura de un depósito. Una bomba elevadora funcionando durante 20 min. llena
completamente el estanque. a)¿Cuál es el peso del agua subido por la bomba?,
b) ¿Cuál fue el trabajo realizado por la bomba para elevar el agua hasta el
estanque?, c) ¿Qué energía adquiere el agua?, d) ¿Cuál es la potencia
desarrollada por el motor de la bomba para realizar el trabajo?
36.-
Una bala de revólver cuya masa es de 20 gr tiene una velocidad de 100
m/s al llegar al blanco, en el cual penetra 5 cm hasta detenerse. Determine: a)
la energía cinética de la bala, b) el trabajo que ha realizado al penetrar en
el blanco, c) la fuerza media de resistencia ejercida por el blanco a la
penetración de la bala.
37.-
Un camión cargado y un pequeño automóvil se mueven con la misma energía
cinética. a) La velocidad del automóvil, ¿es mayor, menor o igual a la del
camión?, b) El trabajo que debe realizarse para detener el automóvil, ¿es
mayor, menor o igual que el que debe hacerse para parar el camión?, c) Si ambos
fueran frenados por medio de fuerzas del mismo valor, la distancia recorrida por
el automóvil hasta parar, ¿será mayor, menor o igual a la recorrida por el
camión?, d) el trabajo necesario para detener los vehículos, ¿dependerá del
valor de la fuerza aplicada para frenarlos?
38.-
a) Un automóvil está en movimiento con una velocidad de 36 km/h. Si
este automóvil chocase con un muro de concreto, los daños serían equivalentes
a los causados al precipitarse desde un edificio de cierta altura. ¿Cuál sería
esa altura?
b)
Responda la pregunta anterior suponiendo que la velocidad del automóvil fuera
de 30 m/s.