INSTITUCIÓN EDUCATIVA LA LIBERTAD

TALLER DE REPASO DE FISICA: TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA

DOCENTE: JORGE A. REYES

LOGROS: Establece relaciones entre energía interna de un sistema termodinámico, trabajo y transferencia de
energía, y las expresa matemáticamente.

1. Explica el concepto de trabajo y lo diferencia de su uso cotidiano.

2. Aplica el concepto de potencia en la interpretación del consumo de energía.
3. Explica los conceptos relacionados con la energía mecánica.
4. Aplica el principio de conservación de la energía en la interpretación del movimiento mecánico con
presencia o no de fuerzas no conservativas
5. Identifica los tipos de energía que posee un cuerpo de acuerdo a su configuración y/o características
esenciales.
6. Plantea y aplica condiciones para que la energía mecánica se conserve en un determinado sistema.
7. Interpreta el teorema del trabajo y la energía y los asocia para la solución de problemas.
8. Aplica los conceptos de impulso y cantidad de movimiento en los ejercicios de choques.
9. Aplica los conceptos aprendidos en la construcción de diseños experimentales

1. La figura muestra un tramo de una montaña rusa sin fricción

La energía mecánica del carro es tal que cuando llega al punto 4 se encuentra en reposo

2. La velocidad del carro en 1 es

3. La gráfica de la energía cinética como función de la coordenada x asociada a este movimiento es

4. La energía cinética al llegar al piso, de un cuerpo de masa m que se suelta desde el reposo desde una altura
h, es Ko . Si se deja caer desde el reposo un cuerpo de masa m/4, desde una altura h/2, la energía cinética al
llegar al suelo es
A. Ko/6
B. Ko/8
C. 8 Ko
 D. Ko /2
5. Un cuerpo de masa 9 Kg. se deja libre en el punto A de la pista mostrada en la figura. Si no hay rozamiento la
constante elástica del resorte que se encuentra en E es de 1600 N/m, entonces el resorte se comprimirá

A. 0,125 m B. 0,5 m C. 0,5 m D. 0.75 m

6. Otra rampa de mayor altura h1  h y similar base se coloca junto a la rampa de altura h. En cada rampa se
sueltan simultáneamente, dos bloques como se muestra en la figura.

Es correcto afirmar que

A. el bloque 1 llega al punto F con mayor velocidad que el bloque 2

B. el bloque 2 llega al punto F con mayor velocidad que el bloque 1
C. al llegar a los correspondientes puntos F los bloques tienen iguales velocidades pero el bloque 2 llega
primero
D. al llegar a los correspondientes puntos F los bloques tienen iguales velocidades pero el bloque 1 llega
primero

Considere un plano inclinado de altura h con una superficie lisa, es decir, sin fricción. En uno de los extremos
ubicamos un bloque, como se ilustra en la figura.

7. Al imprimírsele un impulso, el bloque sube y luego baja por el plano inclinado. Para esta situación considere
las siguientes proposiciones sobre las aceleraciones del bloque subiendo y bajando.
I. cambian su magnitud
II. cambian su dirección
III. no cambian su magnitud
IV. no cambian su dirección

Las proposiciones verdaderas, durante el movimiento en el plano inclinado son

A. I y II
B. II y III
C. I y IV
D. III y IV

8. Un motociclista está dando vueltas dentro de una "jaula de la muerte", la cual es esférica de radio r como
muestra la figura. La masa del conjunto moto-motociclista es m.

9. La figura muestra un camino sin rozamiento y un resorte de coeficiente de elasticidad de 400, sí un bloque de
masa 5 Kg, se desliza desde el punto A de altura h = 15.2 m. donde inicia con una velocidad de 4, ¿Qué distancia
máxima se comprimirá el resorte, cuando el bloque choque
Contra él? A) 4 m B) 2 m C) 3.8 m D)

10. Se lanza desde el suelo, verticalmente hacia arriba un objeto de masa 10 Kg con una velocidad inicial de 30
m/s. Calcula la altura máxima que alcanza el objeto.

11. Se deja caer un objeto de masa 5 kg desde una altura de 20m. Calcula a) la energía mecánica inicial y b)
velocidad del objeto al llegar al suelo.

12. Se deja caer un objeto de masa 5 Kg desde una altura de 50 metros calcular la velocidad del objeto al llegar
al suelo si con el rozamiento con el aire ha perdido el 10 % de su energía mecánica.

13. Halla la energía potencial gravitatoria de un libro de 500 gramos que se sitúa a 80 cm de altura sobre una
mesa. Calcula la energía cinética de un automóvil de 1000 kg que se desplaza a 90 km/h.

14. De una altura de 5m con respecto al extremo libre de un resorte se lanza una piedra de 2Kg con velocidad
hacia debajo de 10m/s. ¿Cuál es la máxima deformación del resorte? K=440N/m

15. Una cauchera está formada por dos cauchos cada uno con una constante de elasticidad de 25 N/m ¿cuánto
se debe estirar los cauchos, si se quiere alcanzar un insecto situado a 5 m de altura con una piedra de 20 g?

16. Un atleta de salto alto de 50kg de peso alcanza una velocidad de 18 km/h en el momento del salto y transforma
el 50% de su energía cinética en energía potencial. ¿Qué trabajo debe hacer con sus músculos para pasar 2 m?
(el centro de gravedad del atleta se encuentra a 1 m del suelo)
17. Usted está diseñando un parque de diversiones en el cual incluirá un jumping. Si la cuerda elástica tiene una
constante de 200 N/m, Calcule cuánto se estirará con una persona de 65 Kg

18. Se considera un resorte vertical de constante 360N/m, comprimido 10cm. Su extremo inferior es fijo, mientras que el superior, que
está libre, se coloca una esfera de 0,1kg, a) con que velocidad sale la esfera cuando se libera el resorte, b) Hasta que altura sube la
esfera.

19. Sobre una mesa sin rozamiento, situada a una altura de 15m, se comprime un resorte y se coloca una esfera de 20g junto al extremo
libre del mismo. Al liberarse éste, la esfera rueda sobre la mesa y cae al suelo con una velocidad de 20m/s. ¿En cuánto se comprimió
el resorte, si su constante es de 200N/m

20. Se lanza un bloque de 400 g que descansa sobre un plano inclinado 30º mediante un muelle de constante
k=750 N/m. Se comprime el muelle 15 cm y se suelta el bloque. El bloque se encuentra a 45 cm de altura sobre
el suelo, cuando el muelle está comprimido tal como se muestra en la figura. El boque describe el bucle ABCDEF.
El radio de la trayectoria circular BCDEB es de 50 cm.

 Determinar la velocidad del bloque en las posiciones B (parte más baja de la trayectoria circular), y D
(parte más alta de la trayectoria circular).
 La máxima distancia d que recorre hasta que se para en F.
 Las reacciones en las posiciones A, B, D y F.

21. El coeficiente de rozamiento en los planos horizontal BF e inclinado AB es 0.2. No hay rozamiento en la
trayectoria circular.

22. Una partícula de 0.4 kg resbala sobre un carril circular horizontal que tiene 1.5 m de radio. A la partícula se le imprime una
velocidad inicial de 8 m/s eg. Después de una revolución su velocidad disminuye a 6 m/seg, debido al rozamiento. a) Calcular el
trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en una revolución b) Calcular el coeficiente de rozamiento. c) ¿Cuál es el número de
revoluciones que efectúa la partícula antes de pararse?

23. Un vagón de 95000 kg de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorre 6,4 km antes de detenerse.
¿Cuál es la resistencia ejercida por los frenos?

24. Un cuerpo de masa m se suelta sobre una pista homogénea de madera (tiene rozamiento) como se muestra en la figura:

La gráfica cualitativa de la distancia recorrida por el cuerpo en función del tiempo es la mostrada en
25. Un bloque parte desde el reposo del punto A y se desliza por el camino como lo indica la gráfica18.Un bloque
parte desde el reposo del punto A y se desliza por el camino como lo indica la gráfica.

26. calcular el trabajo realizado por un cuerpo que se desplaza DE ACURDO AL SIGUIENTE GRAFICO.

27. En un torneo de flecha y arco, un hombre jala el centro de la cuerda de su arco 20 cm (como se muestra en
la figura 1) mientras ejerce una fuerza que aumenta de manera uniforme con la distancia desde cero a 260
Newtons

La gráfica que mejor representa la fuerza ejercida sobre la cuerda en función de la distancia de separación (A -
O) desde la cuerda sin tensar es
28. Dado el esquema de la figura, calcula el trabajo desarrollado por el rozamiento al caer por el arco el cuerpo.

29. El bloque de masa 3 Kg de la figura adjunta tiene una velocidad de 2 m/s en el punto A y de 6 m/s en el punto
B. Si la distancia entre A y B a lo largo de la curva es de 10 m, halla:
a) el valor medio de la fuerza de rozamiento que actúa
b) a qué distancia de B, a lo largo del camino se parará el objeto en el caso de que siguiera actuando dicha fuerza.

30. Supóngase que un trabajador empuja un bloque de masa m = 35kg con un fuerza que forma un ángulo de
30º ajo la horizontal. El coeficiente de fricción cinético entre el bloque y el piso es de 0.25
 a. ¿Qué magnitud de la fuerza tiene que aplicar el trabajador al bloque para moverlo con una rapidez
constante?
b. ¿Cuánto trabajo se realiza sobre el bloque por ésta fuerza, cuando el bloque es empujado 5m?
c. ¿Cuánto trabajo se realiza sobre el bloque por la fuerza de fricción durante éste desplazamiento?
d. ¿Qué cantidad de trabajo se realiza por la fuerza normal y por la fuerza de gravedad?

31. Dos objetos se mueven el uno con triple velocidad que el otro, ¿qué masa tienen que tener para que tengan
la misma energía cinética? (el objeto de velocidad v debe tener 9 veces la masa del otro objeto)

32. Dos objetos tienen el uno el triple de masa que el otro, ¿cómo tiene que ser su altura para que tengan la
misma energía potencial gravitatoria? (La altura de la masa más pequeña debe ser el triple que la de la masa
mayor)

33. Una grúa eleva un bloque de 50 Kg a una altura de 8 metros en 4 segundos

a) Qué trabajo ha realizado la grúa?
b) ¿Cuál es su potencia en Kw?

34. El motor de un coche de 1 000 kg de masa es capaz de comunicarle una velocidad de 108 km/h en 15 s,
partiendo del reposo. Despreciando rozamientos, determina la potencia desarrollada

35. Una locomotora de 95ton de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorre 6,4 km
antes de detenerse.
(a)¿Cuál es el trabajo ejercido por los frenos?
(b) ¿Cuál es la fuerza ejercida por los frenos?
(c) ¿Cuánto demora el vagón en frenar?
(d) ¿Qué potencia se requirió para frenar?
(e) ¿Qué potencia se requiere para hacerla andar de nuevo a la misma velocidad de antes con el mismo tiempo
que se requiere para frenarla?

36. Calcular la potencia de una máquina que eleva 20 ladrillos de 500 g cada uno a una altura de 2 m desde el
suelo en 1 minuto.
Se considera que no hay cambio de velocidad al levantar los ladrillos.

37. La potencia de un motor A, es 8 veces mayor que la de otro B. Si los dos tienen que realizar la misma
transferencia de energía, ¿qué relación habrá entre los tiempos que emplea cada uno? (el motor B tardará 8
veces más tiempo en realizar la misma tarea)

38. Desde una altura de 15 metros se lanza verticalmente hacia abajo un objeto de 3 kg de masa, con una
velocidad inicial de 2 m/s. Si despreciamos el rozamiento con el aire. Hallar:
a) La energía cinética a 5 metros del suelo
b) La velocidad en ese momento y con la que llega al suelo

39. Un ciclista profesional que va a 72 km/h por un plano horizontal, usa su velocidad
Para subir sin pedalear por una rampa inclinada hasta detenerse. Si el ciclista más la
Bicicleta tienen una masa de 80 kg y despreciamos el rozamiento, calcula
a) Su energía mecánica.

b) La altura hasta la que logra ascender.

40. Resuelva el siguiente cuestionario

a) La magnitud que relaciona la fuerza aplicada a un cuerpo, la distancia que logra desplazarla y la
dirección de éstas dos corresponde a:

A) Energía
B) Segunda ley de Newton
C) Potencia
D) Trabajo

b) Las magnitudes que determinan la potencia mecánica son:

A) aceleración y masa
B) fuerza, masa y aceleración
C) distantica y tiempo
D) Trabajo y tiempo

c) Juan desplazó una masa una distancia horizontal x, y Pedro la regresó a su punto inicial. De esta
situación la afirmación Verdadera es:

A) Juan realizó más trabajo que Pedro

B) Juan y Pedro Realizaron el mismo trabajo.
C) Pedro realizó más trabajo que Juan
D) El trabajo de Pedro fue negativo

d) La energía Mecánica en un sistema aislado se conserva y se distribuye entre las E. cinética y la

Potencial. Si un sistema aislado tiene una energía mecánica de 200 J y el 20% es cinética, la
energía potencial es :

A) 120%
B) 200 J
C) 100 J
D) 80%

e) La energía Mecánica en un sistema aislado se conserva y se distribuye entre las E. cinética y la

Potencial. Si un sistema aislado tiene una energía mecánica de 200 J y el 20% es cinética, la
energía potencial es :
A) 160 J
B) 20%
C) 40 J
D) 240 J

f) Una masa de 400 kg está suspendida de una cuerda y está a una altura del suelo de 200m. la
cuerda se rompe y la masa cae libremente, de esta situación la afirmación verdadera es:

A) A la altura de 100 m tiene máxima velocidad posible

B) Antes de romperse la cuerda toda la energía es Cinética.
C) a 100 m las energías cinéticas y potenciales tienen el mismo valor.
D) En el instante justo antes de llegar al suelo toda la energía mecánica es Potencia.

g) Ana debe subir hasta el quinto piso de un edificio, como se dañó el único ascensor disponible
debe subir por las escaleras. por la falta de costumbre comienza con un ritmo de subida que va
disminuyendo uniformemente. De esta situación la afirmación Verdadera es:

A) Su energía potencial es máxima al momento de iniciar el ascenso.

B) Su energía potencial va aumentando
C) Su Energía Potencia Aumenta hasta llegar al quinto piso.
D) Su energía Cinética se mantiene constante.

h) Juan Subió una masa de 500 kg una altura de 100m, Andrés debe subir 250 Kg a la misma
altura, Andrés quiere desarrollar la mismos potencia que Juan. Para que esto sea posible la
condición necesaria es:

A) La velocidad de Andrés es el doble de la de Juan

B) Tiempo de Juan debe ser el doble del de Andrés.
C) Los tiempos deben ser iguales
D) Deben tener la misma velocidad.

i) La grafica representa una esfera que se desliza por un plano inclinado. con base a su energía
mecánica la afirmación Verdadera es

A) la energía potencial aumenta a medida que la cinética disminuye.

B) Las dos energías conservan su valor en módulo.
C) La suma de la energía siempre debe ir disminuyendo.
D) Su energía Cinética aumenta a medida que la potencial disminuye.

j) Si un cuerpo resbala sobre una superficie rugosa tiene perdida de energía mecánica. Físicamente
esto se explica por :
A) La velocidad del cuerpo disminuye.
B) La fuerza de fricción hace un trabajo negativo
C) la fuerza de fricción desaparece al aumentar el tiempo de deslizamiento
D) la energía potencial aumenta.

k) Entre José y Carlos Cargan una Viga aplicando una fuerza sus extremos, subiéndola entre los
dos una altura h. durante toda la trayectoria la viga se mantuvo horizontal, de esta situación la
afirmación VERDADERA es:

A) Los dos desarrollaron la misma potencia.

B) José empleo menos tiempo
C) Los trabajos realizados fueron diferentes.
D) José empleó más tiempo.

 12. Según la información de la gráfica y sobre la energía Potencial gravitacional la afirmación

VERDADERA es:

A) Es mayor que cero

B) Es cero.
C) Es igual a la Energía Mecánica del cuerpo.
D) Es mayor que la Energía Mecánica Total.

41. Un bloque de hierro pende de dos cuerdas iguales atadas a postes como muestra la figura.

Las tensiones en las cuerdas son iguales.

Respecto a la situación anterior, el valor del peso del bloque es

A. 2Tsen.

B. Tsen.

C. 2T.

D. ninguna anteriores

Dos esferas idénticas se lanzan simultáneamente verticalmente hacia arriba, una con mayor velocidad que la
otra, como se esquematiza en el dibujo

42. Depreciando la fricción, la figura que ilustra las fuerzas que actúan sobre las esferas cuando han ascendido
una altura h es

43. Si ahora no se desprecia la fricción con el aire, la figura que ilustra las fuerzas que actúan sobre la esfera 1
mientras desciende, es
Fr = Fuerza de fricción

F = Fuerza efectuada para realizar el lanzamiento

W =Peso

44.

A un automóvil que desciende por una carretera se le

aplican los frenos antes de llegar al punto A, de tai
forma que se detiene completamente en el punto B. La
figura que ilustra la fuerza neta sobre el automóvil al
pasar por el punto A es

45. Para sostener un ladrillo de masa M se tienen dos cuerdas A y B, como se ilustra en la figura. T 1 es la tensión
ejercida por la cuerda B y T2 es la tensión ejercida por la cuerda A. Es correcto afirmar que cuando

46. Dos sacos de lastre, uno con arena y otro con piedra, tienen el mismo tamaño, pero el primero es 10 veces
más liviano que el último. Ambos sacos se dejan caer al mismo tiempo desde la terraza de un edificio.
Despreciando el rozamiento con el aire es correcto afirmar que llegan al suelo

A. al mismo tiempo con la misma rapidez.

B. en momentos distintos con la misma rapidez.

C. al mismo tiempo con rapidez distinta.

D. en momentos distintos con rapidez distinta.

47. Una pelota se deja caer desde una altura h, con velocidad inicial cero. Si la colisión con el piso es elástica y
se desprecia el rozamiento con el aire, se concluye que

A. luego de la colisión la aceleración de la pelota es cero.

B. la energía cinética de la pelota no varía mientras cae.

C. luego de rebotar, la altura máxima de la pelota será igual a h.

D. la energía mecánica total varía, porque la energía potencial cambia mientras la pelota cae.

48 En un vaso cilíndrico de cristal vacío se coloca una esfera como muestra la figura 1.

El diagrama de las fuerzas que actúa sobre la esfera es (N = normal, w = peso)

49. Un motociclista está dando vueltas dentro de una .jaula de la muerte, la cual es esférica de radio r como
muestra la figura. La masa del conjunto moto-motociclista es m.
La fuerza centrípeta F ejercida sobre el conjunto moto -motociclista en el punto A es la mostrada en

50. Un cuerpo describe una trayectoria rectilínea. Las siguientes son las gráficas de la "fuerza neta" F aplicada
sobre el cuerpo y su "posición" x en función del tiempo respectivamente

La gráfica de la aceleración del cuerpo en función del tiempo es

La gráfica de la fuerza que actúa sobre el cuerpo en función de la posición es

ÑAPA. Dos resortes idénticos cuya constante elástica es k y longitud natural es x se introducen,
atados por una esfera pequeña de masa m, en un cilindro sin fricción de longitud 2x como se indica
en la figura 1.

La esfera se desplaza una distancia d hacia la derecha como se indica en la figura 2. Los vectores que
representan las fuerzas ejercidas por los resortes son

( Fd = fuerza ejercida por el resorte de la derecha, Fi = fuerza ejercida por el resorte de la izquierda)