• Author / Uploaded
• Harbey Educativo

Citation preview

ACTIVIDAD 1 ANALIZA Y RESULEVE

1. Un remolcador ejerce una fuerza paralela y constante de 4.000 N sobre un barco y lo mueve una distancia de 15 m a través del puerto. ¿Qué trabajo realizó el remolcador?

Datos: F = 4.000 N d = 15 m T=x Fórmula T=F·d Entonces T = 4.000 N x 15 m = 6.000 J 2. Calcular el trabajo realizado por una fuerza de 40 N que se aplica formando un ángulo de 20º con la horizontal a un objeto de 5 kg de masa situado sobre un suelo horizontal sin rozamiento cuando el objeto recorre 15 m sobre el suelo. W = F . s . cos 20º W = 40 . 15 . cos 20º = 563,8 J

3. Calcular el trabajo que realiza la fuerza F sobre la distancia d. Datos F = 15 N, θ = 35°, d = 2 m.

4. Calcula el trabajo total realizado por las fuerzas de la figura cuando el cuerpo recorre un espacio de 2 metros.

WT=WFr+WPx WFr=−533.44 J WPx=1658.35 J WT=1658.35−533.44=1124.91J

ACTIVIDAD 2 ANALIZA Y RESULEVE

1. Una bomba sube 1 m3 de agua a una altura de 30 m en 15 minutos. ¿Cuál es el trabajo realizado por la bomba? ¿Cuál es la potencia empleada? Datos: Peso específico del agua: 9800 N/m3.

Solución Planteamos la fórmula de trabajo y reemplazamos por los valores del ejercicio:

Para el cálculo de la potencia, convertimos los minutos a segundos, planteamos la fórmula de potencia y reemplazamos los valores.

2. Una presa tiene un caudal de 10 m3/min y una altura de 5 m. Calcular la potencia eléctrica generada, asumiendo una eficiencia del 100%. Dato: Peso específico del agua = 9800 N/m3.

Solución Pasamos el tiempo a unidades básica del Sistema Internacional.

Planteamos la fórmula de potencia y reemplazamos al trabajo por el producto de la fuerza por la distancia.

3. Deseamos subir 100 kg de materiales de construcción al séptimo piso de un edificio en construcción, es decir, a unos 20 metros del suelo. Deseamos hacerlo empleando una grúa y en 4 segundos de tiempo, así que debemos averiguar la potencia necesaria de la misma. P = w/t W = F. d. cos a = 100 x 9,8 x 20 x 1 = 19.600 N. Entonces: P = 19.600 N / 4 s que la potencia de la grúa habrá de ser de 4900 W. 4. si un motor funciona durante 482s a realizado un trabajo de 1440j ¿cuál hacido la potencia desarrollada por el motor? Los datos que tienes son: t = 482 s w = 1440 J P = ?  Calculamos la potencia. P = w/t P = 1440 J / 482s P = 2,99 watt Respuesta. La potencia del moto es 2,99 watt

5. El motor de un ventilador tiene una potencia de 35w ¿que trabajo realiza en 10min?

Trabajo es igual a potencia por tiempo. 10 min = 600 s T = 30 W . 600 s = 18000 J ACTIVIDAD 3 ANALIZA Y RESULEVE 1. Una fuerza de 540 N estira cierto resorte una distancia de 0.150 m ¿Qué energía potencial tiene el resorte cuando una masa de 60 Kg cuelga verticalmente de él? k = Fe / x = 540 N / 0.150 m = 3600 N / m. Luego, la deformación x del resorte causada por el peso del bloque es: x = Fe / k = (m*g) / k x = ((60 Kg)*(9.8 m/s^2)) / (3600 N/m) = 0.163 m La energía potencial elástica almacenada en el resorte es: 1/2 * (3600 N/m) * (0.163 m)^2 = 47.82 J

2. Calcular la energía mecánica correspondiente al

siguiente . 

3. Hallar la energía mecánica de un avión de 5000 kg que vuela a 2000 metros de altura a una velocidad de 350 km/h. Convertimos la velocidad a unidades básicas del Sistema Internacional utilizando el método del factor de conversión.

La energía mecánica la calculamos como la suma de la energía cinética y la energía potencial gravitatoria.

4. Un cuerpo de 1,5 kg de masa cae desde 60 m. Determinar la energía potencial y cinética cada 10 metros a partir del origen. Se emplea g = 9,8 m/s²

Solución Para h = 60 m Ep 60 = m·g·h Ep 60 = 1,5 kg·(9,8 m/s²)·60 m Resultado 60 m: Ep 60 = 882 J Para la altura 60 metros la velocidad es nula, por lo tanto la energía cinética también es nula. Ec60 = 0 J

5. Un cuerpo de 150 g de masa se lanza hacia arriba con velocidad inicial de 400 m/s, calcular: 1. 2.

La energía cinética inicial. La energía cinética a los 5 s de caída. a. Ec = ½·m·vi² Ec = ½·0,15 kg·(400 m/s)² Resultado, la energía cinética inicial del cuerpo es: Ec = 12.000 J b. Mediante cinemática calculamos la velocidad a los 5 s del lanzamiento. vf = vi + g·t vf = 400 m/s - 10 (m/s²)·5 s vf = 350 m/s Con éste dato calculamos la energía cinética. Ec = ½·m·vf² Ec = ½·0,15 kg·(350 m/s)² Resultado, la energía cinética del cuerpo a los 5 s de caída es: Ec = 9.187,5 J 6. Una persona sube una montaña hasta 2.000 m de altura, ¿cuál será su energía potencial si pesa 750 N?

Desarrollo Datos: P = 750 N h = 2.000 m Se adopta g = 10 m/s² Solución Ep = m·g·h Ep = P·h Ep = 750 N·2.000 m Resultado, la energía potencial de la persona es: Ep = 1.500.000 J

ACTIVIDAD 4 ANALIZA Y RESULEVE 1. Un cuerpo se desplaza 5 m al actuar sobre él una fuerza de 25 N . Calcula el trabajo realizado en los siguientes casos: a) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido. W = F · ∆x · cos α = 50 · 5 · cos 0 = 250 J b) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido contrario W = F · ∆x · cos α = 50 · 5 · cos 180 = - 250 J c) Fuerza y desplazamiento son perpendiculares W = F · ∆x · cos α = 50 · 5 · cos 90 = 0 J 2. Una fuerza de 100 N actúa sobre un cuerpo de masa 20 Kg que se desplaza a lo largo de un plano horizontal en la misma dirección del movimiento. Si el cuerpo se desplaza 20 m y μ = 0,2 Calcular: a. Trabajo realizado por dicha fuerza b.Trabajo realizado por la normal c. Trabajo realizado por la fuerza de rozamiento d. Trabajo realizado por el peso e. Trabajo total realizado   a) WF = F *d*cosα = 100N * 20 m *cos 0º = 2000 Joules

  b) WN= N*d*cos90º = 196 N *20 m *cos90º = 0 Joules  c) WFr= Fr*d*cos180º = 39.2 N *20 m *-1 = -784 Joules   d) WP= P*d*cos 270º = 196N *20 m*cos270º = 0 Joules   e) Wtotal = WF + WN +WFr + WP       W total = 2000J + 0J - 784J +0J       Wtotal = 1216 Joules

3. Se desea subir con una grúa un piano de 100 kg hasta un séptimo piso se encuentra a una altura de 20 metros. La grúa tarda 4 segundos en subir el piano. calcule la potencia de la grúa.

P=T/t  F = m x g = 100 kg x 9,8 m/s² = 980 N El trabajo elegido por esa fuerza para subir el piano a 20 m de altura será: T = F x d = 980 N x 20 m = 19600 joules P = 19600 joules / 4 s P = 4900 watts o vatios 4 Un cuerpo de 40 kg de masa cae por un plano inclinado que forma con la horizontal un ángulo de 20°. ¿Cuál será su energía cinética luego de recorrer 18 m sobre el plano si partió del reposo? Desarrollo Datos: m = 40 kg d = 18 m α = 20° Se adopta g = 10 m/s² h = 18 m·sen 20° h = 6,16 m

Luego calculamos la energía potencial que tenía al principio, es decir al tope de los 6,16 m. Ep = m·g·h Ep = 40 kg·10 (m/s²)·6,16 m Ep = 2.462,55 J Al final del recorrido ésta energía potencial se transformó en energía cinética, por lo tanto: Ep = Ec = 2.462,55 J

5. calcula la energia cinetica de un motor de 200 kg de masa que circula a una velocidad de 25km?

M=500kg V=100km/h Hay que pasar los 100km/h a m/s y se halla de esta forma 100*1000/3600 y les dara el valor 27.7 m/s V=27.7m/s Entoces la Ec=500kg*(27.7m/s)^2/2 Ec=500kg*767.3m^2/s^2/2 Ec=191825J (joules)