Problemas Sobre Trabajo y Energía
Problemas Sobre Trabajo y Energía
Problemas Sobre Trabajo y Energía
7. Con una fuerza horizontal de 150 N se empuja una caja de 40.0 kg 6.00 m
sobre una superficie horizontal rugoso. Si la caja se mueve a velocidad
constante, encuentre (a) el trabajo realizado por la fuerza de 150 N, (b) la
energa cintica perdida debido a la friccin, y (c) el coeficiente de friccin
cintica.
9. Una carretilla con ladrillos tiene una masa total de 18 kg y se jala con
velocidad constante por medio de una cuerda. La cuerda est inclinada a 20.0
sobre la horizontal y la carretilla se mueve 20.0 m sobre una superficie
horizontal.
El coeficiente de friccin cintico entre el suelo y la carretilla es 0.5. (a) Cul
es la tensin en la cuerda? (b) Cunto trabajo efecta la cuerda sobre la
carretilla? (c) Cul es la energa perdida debido a la friccin?
10. Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total m y se jala con
velocidad constante por media de una cuerda. La cuerda est inclinada a un
ngulo ; sobre la horizontal y la carretilla se mueve una distancia d sobre una
superficie horizontal. El coeficiente de friccin cintico entre el suelo y la
carretilla es c (a) Cul es la tensin en la cuerda? (b) Cunto trabajo efecta
la cuerda sobre la carretilla? (c) Cul es la energa perdida debido a la
friccin?
12. Una partcula se somete a una fuerza F que varia con la posicin, como se
ve en la figura. Determine el trabajo realizado por la fuerza sobre el cuerpo
cuando este se mueve: (a) desde x = 0 hasta x = 5.0 m, (b) desde x = 5.0 m
hasta x = 10 m, y (c) desde x = 10 m hasta x = 15 m. (d) Cul es el trabajo
total realizado por la fuerza a lo largo de una distancia desde x = 0 hasta x = 15
m?
13. Una arquera jala la cuerda de su arco una distancia de 30 cm, ejerciendo
una fuerza que aumenta de manera uniforme desde cero hasta 230 N. (a)
Cul es la constante de resorte equivalente del arco? (b) Cunto trabajo se
efecta al jalar el arco?
14. Una arquera jala la cuerda de su arco una distancia d ejerciendo una fuerza
que aumenta de manera uniforme desde cero hasta F. (a) Cul es la
constante de resorte equivalente del arco? (b) Cunto trabajo se efecta al
jalar el arco?
19. Una masa de 3.0 kg tiene una velocidad inicial v 0 = (6.0i + 22.0j) m/s. (a)
Cul es la energa cintica en este tiempo? (b) Determine el cambio en su
energa cintica si su velocidad cambia a (8.0i + 4.0j) m/s. (Sugerencia:
Recuerde que v2 = v v )
22. Una bola de acero de 5.0 kg se deja caer sobre una placa de cobre desde
una altura de 10.0 m. Si la bola deja una abolladura de 0.32 cm de profundidad,
Cul es la fuerza promedio ejercida sobre la bola por la placa durante el
impacto?
25. Una caja de 10.0 kg de masa se jala hacia arriba de una pendiente con una
velocidad inicial de 1.50 m/s. La fuerza con que se jala es de 100 N paralela a
la pendiente, la cual forma un ngulo de 20.0 con la horizontal. El coeficiente
de friccin cintico es 0.40, y la caja se jala 5.0 m. (a) Cunto trabajo efectua
la gravedad? (b) Cunta energa se pierde por la friccin? (c) Cunto trabajo
realiza la fuerza de 100 N? (d) Cul es el cambio en la energa cintica de la
caja? (e) Cul es la velocidad de la caja despus de haberla jalado 5.00 m?
26. Un bloque de 0.60 kg de masa se desliza 6.0 m descendiendo por una
rampa sin friccin inclinada 20 con la horizontal. Luego se desplaza sobre una
superficie horizontal rugosa donde k = 0.50. a) Cul es la velocidad del
bloque al final de la pendiente? (b) Cul es su velocidad despus de moverse
1.00 m sobre la superficie rugosa? (c) Qu distancia viaja sobre la superficie
horizontal antes de detenerse?
28. Una fuerza neta que varia en el tiempo acta sobre una partcula de 4.0 kg
y produce en esta un desplazamiento dado por x = 2.0t - 3.0t 2 + 1.0t3, donde x
se mide en metros y t en segundos. Encuentre el trabajo realizado sobre la
partcula durante los primeros 3.0 s de movimiento.
30. Un bloque de 4.0 kg unido a una cuerda de 2.0 m de largo gira en un circulo
sobre una superficie horizontal. (a) Si la superficie no tiene friccin, identifique
todas las fuerzas sobre el bloque y demuestre que el trabajo efectuado por
cada fuerza es cero para cualquier desplazamiento del bloque. (b) Si el
coeficiente de friccin entre el bloque y la superficie es 0.25, encuentre la
energa perdida por la friccin en cada revolucin.