TRABAJO Y ENERGÍA

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.
b) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido contrario
c) Fuerza y desplazamiento son perpendiculares
d) Fuerza y desplazamiento forman un ángulo de 60º




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




3 Una fuerza de 150 N paralela a un plano inclinado de ángulo 30º actúa sobre un cuerpo de masa 10 Kg Si el cuerpo asciende 5 m por el plano inclinado y μ= 0,2 Calcular el trabajo total realizado

4. Calcula la energía potencial de estos sistemas físicos: a) Un escalador de 78 kg de masa sobre la pared vertical de una montaña, a 300 m de altura. b) Una antena de comunicaciones de 200 kg de masa en una torre a 50 m sobre el suelo. c) Una pelota de 180 g de masa sobre una silla a una altura de 40 cm. Sol: 2,29·106 J; 9,8·104 J; 0,706 J 8. La cabina de una atracción de feria, cuya masa es 290 kg, se encuentra a una altura de 12 m sobre el suelo y su energía mecánica en ese momento es igual a 45000. Justifica si se encuentra en reposo o en movimiento, y, en este último caso, calcula la velocidad a la que se mueve. Sol: En movimiento; 8,67 m/s

5 Se deja caer una bola de acero de 0,5 kg sobre una baldosa desde dos alturas, 20 cm en el primer caso y 2 m en el segundo. La baldosa se rompe en el segundo caso pero no en el primero. ¿Qué diferencia hay entre ambas situaciones, desde el punto de vista energético?

6. Calcula la energía mecánica de un avión de 15 toneladas que sobrevuela el océano a una velocidad de 900 km/h y una altitud sobre el nivel del mar de 10 km. Sol: 1,939·109 J

7. Una balsa de agua de 15 m de diámetro y 3 m de altura se encuentra a una altura de 50 m sobre una colina. a) ¿Qué energía potencial tiene el agua en la balsa? Considera que su densidad es 1 g/cm3 . b) Sí al descender por la conducción hacia una turbina, toda la energía potencial se transforma en energía cinética, y esta a su vez en energía eléctrica, ¿qué cantidad de energía eléctrica proporcionará la balsa, considerando un rendimiento del 70 %? Sol: 2,6·108 J; 1,82·108 J

8 Un coche se encuentra en la 5.a planta de un aparcamiento. La masa del coche es de 900 kg, y la altura de cada planta del aparcamiento de 2,5 m. a) cuando se encuentra estacionado en la plaza de aparcamiento. En un momento dado, el coche comienza a descender hacia la salida, con una velocidad constante de 20 km/h. b) Calcula su energía mecánica cuando pasa por la 3.a planta del aparcamiento. c) Calcula su energía mecánica en el instante en que llega a la salida. Sol: 1,10·105 J; 1,24·105 J; 1,24·105 J