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Hoja #13 Fisica trabajo y energía, Ejercicios de Física

Hoja #13 Fisica trabajo y energía

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 15/02/2023

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DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA
FÍSICA
HOJA DE TRABAJO 13
TRABAJO Y ENERGÍA
Nombre: Joel Alexander Oto Tipan
Curso: GR10
Fecha: 09/02/2023
PREGUNTAS
1. La energía cinética de un sistema sobre el cual se realiza un trabajo neto resistivo:
a) permanece constante
b) aumenta
c) disminuye
d) disminuye y luego aumenta
e) aumenta y luego disminuye
Justificación: Porque cuando es RESISTIVA, el trabajo realizado va en contra del movimiento. Y el trabajo
neto es la suma de todos los trabajos, tiende a Disminuir la energía cinética.
2. Un objeto es empujado sobre una superficie horizontal rugosa de tal manera que se desliza con
movimiento rectilíneo uniforme. Entonces, el trabajo neto sobre este necesariamente es:
a) activo
b) nulo
c) resistivo
d) igual al calor generado por el rozamiento entre el objeto y la superficie
e) igual al trabajo de la fuerza externa aplicada para empujarlo
Justificación: Porque cuando es Activo, el trabajo realizado por una fuerza que tiene al menos una
componente a favor del movimiento se considera que es trabajo activo.
3. Un bloque de masa 𝑚 se lanza hacia arriba de un plano
inclinado rugoso, desde un punto 𝐴. El bloque se
detiene al alcanzar el punto 𝐵, para luego retornar al
punto 𝐴. Para este desplazamiento el trabajo neto
sobre el bloque:
a) es cero
b) es activo
c) es resistivo
d) puede ser activo o resistivo
e) no se puede saber si es activo o resistivo
Justificación:
𝜇
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff

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FÍSICA

HOJA DE TRABAJO 13

TRABAJO Y ENERGÍA

Nombre: Joel Alexander Oto Tipan

Curso: GR

Fecha: 09/02/

PREGUNTAS

  1. La energía cinética de un sistema sobre el cual se realiza un trabajo neto resistivo: a) permanece constante b) aumenta c) disminuye d) disminuye y luego aumenta e) aumenta y luego disminuye

Justificación: Porque cuando es RESISTIVA, el trabajo realizado va en contra del movimiento. Y el trabajo neto es la suma de todos los trabajos, tiende a Disminuir la energía cinética.

  1. Un objeto es empujado sobre una superficie horizontal rugosa de tal manera que se desliza con movimiento rectilíneo uniforme. Entonces, el trabajo neto sobre este necesariamente es: a) activo b) nulo c) resistivo d) igual al calor generado por el rozamiento entre el objeto y la superficie e) igual al trabajo de la fuerza externa aplicada para empujarlo

Justificación: Porque cuando es Activo, el trabajo realizado por una fuerza que tiene al menos una componente a favor del movimiento se considera que es trabajo activo.

  1. Un bloque de masa 𝑚 se lanza hacia arriba de un plano inclinado rugoso, desde un punto 𝐴. El bloque se detiene al alcanzar el punto 𝐵, para luego retornar al punto 𝐴. Para este desplazamiento el trabajo neto sobre el bloque: a) es cero b) es activo c) es resistivo d) puede ser activo o resistivo e) no se puede saber si es activo o resistivo

Justificación:

FÍSICA

  1. Para el péndulo de la figura, el trabajo realizado por la tensión 𝑇⃗→^ en una oscilación es: a) activo b) resistivo c) nulo d) primero activo y luego resistivo e) primero resistivo y luego activo
  2. Una carreta se desplaza a lo largo de una circunferencia de radio 𝑅 debido a que un caballo aplica sobre ella una fuerza de magnitud constante 𝐹, siempre tangente a la trayectoria. El trabajo realizado por el caballo, durante una revolución de la carreta, tiene una magnitud de: a) 4 𝜋𝑅𝐹 b) 2 𝜋𝑅𝐹 c) 𝜋𝑅𝐹 d) 0 e) 3 𝜋𝑅𝐹

Justificación:

  1. Dos mujeres levantan dos bloques idénticos 𝐴 y 𝐵 hasta una misma altura, con rapidez constante. La primera empuja al bloque 𝐴 a lo largo de un plano inclinado liso (el bloque sube con una rapidez 𝑣𝐴). La segunda emplea una polea de tal manera que bloque 𝐵 sube con una rapidez 𝑣𝐵 —mayor que 𝑣𝐴—. El trabajo realizado sobre 𝐴 por la primera mujer, comparado con el trabajo realizado sobre 𝐵 por la segunda mujer es: a) mayor b) menor c) igual d) no se puede comparar e) es igual solamente si ambos bloques se mueven con la misma rapidez

Justificación:

  1. Un gato caza un ratón y lo arrastra —sobre el piso alfombrado, en línea recta y con rapidez constante 𝑣— hasta la habitación de su dueña para que admire su acción cuando esta despierte. El gato aplica una fuerza horizontal constante de magnitud 3 N. Si el gato tarda 4 s en realizar este trabajo con una potencia de 6 W: a) ¿cuál es la rapidez 𝑣? b) ¿cuál es la magnitud del trabajo realizado por el gato? a) 𝑣 = 0 m/s, 𝑇 = 1,5 J b) 𝑣 = 2 m/s, 𝑇 = 1,5 J c) 𝑣 = 2 𝑚/𝑠, 𝑇 = 24 𝐽 d) 𝑣 = 18 𝑚/𝑠, 𝑇 = 1,5 𝐽 e) 𝑣 = 18 𝑚/𝑠, 𝑇 = 24 𝐽

Justificación:

FÍSICA

  1. Un oscilador simple está compuesto por un resorte ideal de constante 𝑘, fijo en un extremo y sujeto por el otro a un bloque de masa 𝑚, apoyado sobre una superficie horizontal lisa, como se muestra en la figura. Si el resorte del sistema es deformado desde su longitud natural, entonces es correcto afirmar que la variación de la energía potencial elástica es: a) negativa cuando se comprime y positiva cuando se elonga b) negativa cuando se elonga y positiva cuando se comprime c) siempre positiva d) siempre negativa e) cero, en cualquier caso

FÍSICA

  1. Considere el sistema masa-resorte de la pregunta anterior. Si el bloque de masa 𝑚 realiza un desplazamiento de tal manera que la variación de la energía potencial elástica es − 10 J, entonces es correcto afirmar que este: a) se acerca a la posición de equilibrio b) se aleja de la posición de equilibrio c) regresa a la misma posición d) puede acercarse o alejarse de la posición de equilibrio e) necesariamente termina en la posición de equilibrio.
  2. Se abandona un cuerpo de masa 𝑚, desde una altura ℎ sobre un resorte vertical que se encuentra en su longitud natural. El cuerpo impacta en el resorte y logra comprimirlo una distancia 𝑑. Desde que se abandona el cuerpo hasta que el resorte está en la máxima compresión, el trabajo de las fuerzas conservativas —si se desprecia la resistencia del aire—: a) es activo b) es resistivo c) es nulo d) puede ser activo o resistivo e) no se puede determinar
  3. Sobre la plataforma de un camión se coloca una carga de 80 kg. El camión, que parte del reposo, acelera uniformemente hasta alcanzar una rapidez de 20 m/s en una distancia de 50 m a lo largo de una carretera recta horizontal. Si los coeficientes de rozamiento entre la plataforma y la carga son 𝜇𝑒 = 0.3 y 𝜇𝑐 = 0.2, la fuerza de rozamiento que actúa sobre la carga es y realiza un trabajo , respecto a tierra. a) estática – activo b) cinética – activo c) estática – resistivo d) cinética – resistivo e) cinética – nulo

FÍSICA

  1. Inicialmente, el sistema masa–resorte de la figura se encuentra en reposo. Desde esta posición, se estira al resorte una distancia adicional de 20 cm y luego se suelta. Determine a) la longitud natural del resorte y b) la rapidez del bloque cuando ha comprimido al resorte 10 cm.

𝑅: 𝑎) 25,0 cm b) 1,87 m/s

FÍSICA

  1. Un trineo y su pasajero tienen una masa combinada de 125 𝑘𝑔 y viajan sobre la superficie cubierta de hielo de una colina perfectamente lisa, como se muestra en la figura. ¿A qué distancia de la base del risco aterrizará el trineo?

𝑅: 25,09 𝑚

  1. El resorte de constante 𝑘 = 2,0 × 10^4 N/m de la figura está comprimido 0,17 m cuando el bloque se ubica en 𝐴. Determine la altura máxima, medida respecto a este punto, que alcanza el bloque de 2 kg una vez que es liberado. 𝑅: 10,73 m

FÍSICA

  1. Un bloque de masa 𝑚 = 2 kg se eleva verticalmente pasando por los puntos 𝐴 y 𝐵, bajo la acción

de la fuerza neta Σ𝐹→^ = Σ𝐹𝑦𝑗→, que varía con la posición de acuerdo con el gráfico adjunto. Si la rapidez del bloque al pasar por el punto 𝐴 es de 2 m/s, determine la rapidez del bloque al pasar por el punto 𝐵.

Σ𝐹𝑦 (N)

𝑅: 4,898 m/s

𝑦 (m)

  1. Un pequeño bloque de 2 kg se suelta desde el reposo en el punto 𝐴 para luego de deslizar por la pista rugosa 𝐴𝐵𝐶 de la figura. Finalmente, se detiene en C. El tramo 𝐵𝐶 es rugoso (𝜇 = 0,4). Determine el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en el tramo 𝐴𝐵. 𝑅: − 40 𝐽

FÍSICA

  1. En la figura, el bloque 𝑚’ se suelta desde el reposo en el punto C. Una vez llega al suelo, el bloque 𝑚 sigue deslizándose sobre la superficie horizontal rugosa, hasta que se detiene, después de recorrer una distancia adicional 𝑑. Utilizando la relación general del trabajo y la energía, determine una expresión para el coeficiente cinético de rozamiento entre el bloque 𝑚 y la superficie horizontal. 𝑅: 𝜇 = ℎ𝑚𝑚(𝑑+ℎ)+𝑑𝑚

FÍSICA

  1. Una pequeña caja de masa 𝑚 es impulsada

con una rapidez 𝑣 =

1 2 𝑔𝑟^ desde el punto más alto de la superficie cilíndrica lisa de la figura. Determine a) el ángulo 𝜃 en el cuál la caja pierde contacto con esta y b) la rapidez con la que la caja golpea con el piso.

  1. Una piedra de 15,0 𝑘𝑔 baja deslizándose por una colina nevada partiendo desde el punto 𝐴 con una rapidez de 10,0 𝑚/𝑠. La fricción entre los puntos 𝐴 y 𝐵 es despreciable. Sin embargo, la superficie horizontal en la base de la colina entre el punto 𝐵 y la pared vertical es rugosa (𝜇𝑒 = 0,80 y 𝜇𝑐 = 0,20). Una vez que alcanza el punto 𝐵, la piedra recorre 100,0 𝑚 y choca con un resorte ideal muy largo cuya constante es 2,0 𝑁/𝑚. Determine a) la rapidez de la piedra al

3 𝑅: 𝑎) 41,409° 𝑏) 2 √𝑔𝑟

llegar al punto 𝐵, b) la distancia que la piedra comprimirá al resorte. c) ¿La piedra se moverá después de haber sido detenida por el resorte? Analice que magnitudes tendrían la fuerza elástica y la fuerza de rozamiento que actúan sobre la piedra en este instante. m 𝑅: 𝑎) 22,

FÍSICA

𝑏) 16,22 m 𝑐) 𝑛𝑜 s