5) Trabajo Mecánico y Energía Mecánica

CAPÍTULO V
1. La fuerza constante F realiza un trabajo 3. La fuerza constante F=50 N traslada al

mecánico de 30 J sobre el bloque en el bloque. Si el módulo de la fuerza de
tramo AB. Indique la secuencia correcta rozamiento cinético sobre el bloque es de
de verdad (V) o falsedad (F), respecto de 20 N, calcule el trabajo neto en un tramo
las proposiciones siguientes. de 2 m.
A) 100 J B) 50 J C) 30 J
D) 60 J E) 40 J
I. El módulo de la fuerza F es 15 N.
II. El trabajo realizado por F sobre el 4. Una piedra de 2 kg desciende
bloque en el tramo BC es 90 J. verticalmente. Si en un tramo de 3 m el
III. En el tramo BC, la fuerza F realiza trabajo neto sobre la piedra es 50 J,
mayor trabajo mecánico respecto al determine el trabajo que realizó el aire
tramo AB. sobre la piedra para dicho tramo.
(g  10 m/s 2 )
A) VVV B) VVF C) VFF
D) FVV E) FFV
2. En el gráfico mostrado, calcule la

cantidad de trabajo desarrollado por la
A) 10 J B) ‒20 J C) ‒10 J
fuerza constante F y por la fuerza de D) 20 J E) ‒30 J
gravedad sobre la esfera de 2 kg cuando
esta va desde A hacia B. (g  10 m/s 2 ). 5. Un bloque es desplazado desde A hasta B
debido a la acción de la fuerza constante
F. Determine el trabajo que realiza la
fuerza F en el tramo mencionado.
A) ‒150 J; 60 J
B) 60 J; 150 J A) 100 J B) 200 J C) 160 J
C) 150 J; ‒60 J D) 180 J E) 240 J
D) 60 J; ‒150 J
E) 150 J; 600 J
1
6. Si la fuerza F=40 N es horizontal y 8. Una fuerza F varía en función de la
constante, calcule el trabajo neto sobre el posición x como se muestra en el gráfico.
bloque de 2 kg cuando se desplaza desde Determine el trabajo realizado por la
A hasta B. fuerza que actúa sobre una partícula
(g  10 m/s )
2 cuando esta se mueve de x  0 a
x  6 m.
A) 280 J B) 180 J C) 160 J

D) 100 J E) 200 J
A) 20 J B) 25 J C) 30 J
7. Sobre un bloque en reposo actúa una D) 22 J E) 24 J
fuerza horizontal que varía con la UNAC 2007 - II
posición, según la gráfica adjunta.
Calcule la cantidad de trabajo
desarrollado por dicha fuerza desde 9. Una persona jala mediante una cuerda,
un cajón de 20 kg con velocidad
x  0 hasta x   8 m.
constante. Determine cuánto trabajo
realiza dicha persona en un tramo de 5
m. (k  0, 5; g  10 m/s 2 ).
A) 100 J B) 200 J C) 300 J

D) 400 J E) 500 J
A) 36 J B) 48 J C) 52 J
D) 58 J E) 60 J UNFV 2008 - II
2
10. Una esfera de 1 kg es soltada a 17 m del 12. Un proyectil de 500 g se lanza desde el
piso. Determine su energía mecánica suelo, tal como se muestra. Calcule su
respecto del piso, después de 1 s de ser energía cinética en la altura máxima.
soltada. (g  10 m/s 2 ).
(g  10 m/s )
2
A) 225 J B) 400 J C) 275 J

D) 425 J E) 325 J
13. Un cuerpo que pesa 1 N tiene una

energía cinética de 1 J. Considerando
A) 50 J B) 70 J C) 120 J que g  10 m/s 2 , la velocidad en m/s de
D) 170 J E) 200 J dicho cuerpo.
11. Desde lo alto de un acantilado se suelta
una esfera pequeña de 2 kg. Determine A) 10 2 B) 5 C)
su energía potencial gravitatoria luego 2 10
de 1 s de ser soltada y su energía cinética D) 2 5 E) 5 2
luego de 2 s de ser soltada. Desprecie UNAC 2010 - II
resistencia del aire. (g  10 m/s )
2
14. Un montacarga eleva una bobina de 3,5
toneladas hasta una altura de 2,5 m.
¿Cuál es el cambio en la energía
potencial gravitacional que experimenta
la bobina?
(Considere g  10 m/s 2 ).
A) 8,75 kJ B) 87,5 kJ
C) 8750 Kj D) 0,875 kJ
E) 875 kJ
UNAC 2009 - I
A) 300 J; 400 J
B) 300 J; 300 J
C) 100 J; 400 J
D) 100 J; 300 J
E) 400 J; 200 J
3
15. Para el instante mostrado, calcule la 18. El collarín de 2 kg pasa por el punto P
energía mecánica del auto de 1000 kg, con una rapidez de 4 m/s. Si el resorte
respecto del nivel de referencia (K=800 N/m) tiene una longitud natural
mostrado. (g  10 m/s 2
). de 40 cm, determine la energía mecánica
del sistema resorte y collarín cuando este
pasa por el punto P.
(g  10 m/s 2 )
A) 100 kJ B) 90 kJ C) 140 kJ
D) 40 kJ E) 50 kJ
16. En el instante mostrado, el sistema

resorte - bloque presenta una energía
mecánica de 3 J. Si el bloque tiene una A) 16 J B) 20 J C) 28 J
masa de 2 kg, determine la deformación D) 24 J E) 32 J
del resorte para dicho instante. (K=400
N/m) 19. Sobre un bloque de 2 kg, inicialmente en
reposo, se aplica una fuerza horizontal y
constante F=9 N. Calcule la rapidez del
bloque luego de recorrer 4 m.
A) 10 cm B) 20 cm C) 25 cm
D) 30 cm E) 40 cm
17. Si el bloque de 2 kg se encuentra en A) 3 m/s B) 4 m/s C) 6 m/s

equilibrio, calcule la energía mecánica D) 9 m/s E) 5 m/s
del sistema bloque - resorte respecto del
piso. 20. Una pequeña esfera de 200 g es lanzada,
tal y como se muestra. Determine la
(K  100 N/m; g  10 m/s 2 )
cantidad de trabajo desarrollado
mediante la resistencia del aire en el
tramo mostrado. (g  10 m/s 2 ).
A) 28 J B) 26 J C) 20 J A) 0, 2 J B) 0, 4 J C) 0, 6 J

D) 24 J E) 22 J D) 0, 8 J E) 1 J
4
21. Una bola de 200 g se suelta y adquiere 23. Una esfera de 2 kg es soltada en A. Si la
una velocidad de 15 m/s después de esfera experimenta una fuerza horizontal
haber caído 20 metros. ¿Cuánta energía constante de 5 N por parte del viento,
se perdió debido a la fricción del aire? calcule su energía cinética cuando pase
(g  10 m/s 2 ). por B. (g  10 m/s 2 ).
A) 40,0 J B) 85,0 J C) 17,5 J

D) 62,5 J E) 22,5 J
UNAC 2009 - II
22. El bloque es lanzado sobre una

superficie inclinada rugosa. Si se detiene
en B, determine cuánto trabajo
desarrolló la fuerza de rozamiento desde
A hasta B. A) 20 J B) 5 J C) 15 J
D) 10 J E) 25 J
(Mbloque  4 kg; g  10 m/s 2 )
24. Un cuerpo de 3 kg cae verticalmente

desde una altura de 20 m, choca contra
el piso y rebota hasta una altura de 7 m.
¿Qué energía se disipa durante el
choque?
(Considere g  10 m/s 2 )
A) 450 J B) 350 J C) 410 J

A) 200 J B) 160 J D) 390 J E) 330 J
C) 120 J D) 80 J UNAC 2012 - I

E) 40 J
5
25. En el instante mostrado, el resorte está 27. En el gráfico se describe la interacción
sin deformar. Si el resorte se deforma 10 de una fuerza sobre una partícula de
cm como máximo, determine la cantidad masa de 3 kg. Si la partícula parte del
de trabajo realizado por la fuerza de reposo en x  0, ¿con qué velocidad
rozamiento desde el instante mostrado
llega a x  4 m ?
hasta la deformación máxima del
resorte. La masa del bloque es 4 kg y la
constante de rigidez del resorte es 200
N/m.
A) 1 J B) 7 J C) 8 J
D) 6 J E) 5 J A) 5 2 m/s B) 4 2 m/s
C) 3 2 m/s D) 2 2 m/s
26. El bloque de 4 kg se desplaza mediante
E) 6 2 m/s
la acción de F. Determine su rapidez en
x  20 m. UNFV 2010
28. Una esfera es lanzada tal como se

muestra en el gráfico. Determine la
rapidez de la canica cuando se encuentre
a 20 m de altura respecto al piso.
(g  10 m/s 2 ).
A) 10 2 m/s B) 10 5 m/s
C) 25 m/s D) 10 m/s
E) 5 5 m/s
A) 10 m/s B) 20 m/s C) 30 m/s

D) 40 m/s E) 50 m/s
6
29. Una esfera pasa por el punto A con una 32. Una esfera es soltada en la posición A.
rapidez de 4 m/s. Calcule su rapidez al Determine la rapidez que tiene al pasar
pasar por el punto más bajo de su por la posición B. (g  10 m/s 2 ).
trayectoria. (g  10 m/s 2
).
A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s

A) 4 m/s B) 6 m/s C) 12 m/s D) 4 m/s E) 2 2 m/s
D) 8 m/s E) 16 m/s
33. Una pequeña esfera de 2 kg unida a un
30. Un futbolista impulsa un balón con una
resorte (K=100 N/m) inicialmente sin
rapidez de 12 m/s, lo cual impacta en el
deformar es soltada en la posición que se
travesaño con una rapidez de 10 m/s.
muestra. Determine la máxima
Determine la altura en la que se
deformación que experimenta el resorte.
encuentra el travesaño (h).
(g  10 m/s 2 ).
A) 1,7 m B) 2,3 m C) 1,8 m

D) 2,1 m E) 2,2 m A) 0,60 m B) 0,50 m C) 0,40 m
D) 0,30 m E) 0,20 m
31. Un bloque de 1 kg se desplaza
horizontalmente por un piso liso. UNFV 2008 - II
Determine la máxima deformación que
puede experimentar el resorte de rigidez
K=400 N/m.
A) 0,6 m B) 0,5 m C) 0,4 m

D) 0,3 m E) 0,2 m
7
34. La esfera de 1 kg es soltada en la posición 36. El collarín liso de 1 kg es lanzado en la
indicada. Si la longitud natural del posición A con una rapidez de 4 m/s.
resorte es de 10 cm, calcule la altura Calcule su rapidez al pasar por B. (el
máxima que alcanza la esfera con resorte tiene una longitud natural de 30
respecto al piso (g  10 m/s ).
2 cm y K=200 N/m).
A) 30 cm B) 10 cm C) 8,2 cm
D) 18 cm E) 50 cm A) 4 m/s B) 3 m/s C) 3 3 m/s
D) 3 m/s E) 2 2 m/s
35. Si el bloque liso pasa por A y B con
rapidez de 8 m/s y 2 6 m/s,
respectivamente, calcule la distancia
entre A y B. (g  10 m/s 2 ).
A) 1 m B) 2 m C) 4 m
D) 8 m E) 5 m

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CAPÍTULO V

1. La fuerza constante F realiza un trabajo 3. La fuerza constante F=50 N traslada al

2. En el gráfico mostrado, calcule la

A) 280 J B) 180 J C) 160 J

A) 100 J B) 200 J C) 300 J

A) 225 J B) 400 J C) 275 J

13. Un cuerpo que pesa 1 N tiene una

16. En el instante mostrado, el sistema

17. Si el bloque de 2 kg se encuentra en A) 3 m/s B) 4 m/s C) 6 m/s

A) 28 J B) 26 J C) 20 J A) 0, 2 J B) 0, 4 J C) 0, 6 J

A) 40,0 J B) 85,0 J C) 17,5 J

22. El bloque es lanzado sobre una

24. Un cuerpo de 3 kg cae verticalmente

A) 450 J B) 350 J C) 410 J

C) 120 J D) 80 J UNAC 2012 - I

28. Una esfera es lanzada tal como se

A) 10 m/s B) 20 m/s C) 30 m/s

A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s

A) 1,7 m B) 2,3 m C) 1,8 m

A) 0,6 m B) 0,5 m C) 0,4 m

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