2016A FM Problemas para Taller tercer seguimiento

CURSO DE FÍSICA MECÁNICA EJERCICIOS PROPUESTOS FUERZA TRABAJO ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Julio César Tovar Cardozo Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Especialista en Alta GerenciaEspecialista en Administración de la Informática Educativa

1. TRABAJO1.1. Ejercicio 1Un obrero empuja horizontalmente una caja de 30,0 kg una distancia de 4,5 m en un piso plano, convelocidad constante. El coeficiente de fricción cinética entre el piso y la caja es de 0,25. a) ¿Qué magnitud de fuerza debe aplicar el obrero? b) ¿Cuánto trabajo efectúa dicha fuerza sobre la caja? c) ¿Cuánto trabajo efectúa la fricción sobre la caja? d) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza normal sobre la caja? e) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza de gravedad sobre la caja? f) ¿Qué trabajo total se efectúa sobre la caja?1.2. Ejercicio 2Un camión de remolque tira de un automóvil 5,00 km por una carretera horizontal, usando un cablecuya tensión es de 850 N. a) ¿Cuánto trabajo ejerce el cable sobre el auto si tira de él horizontalmente? b) Y si tira a 35,0° sobre la horizontal, ¿Cuánto trabajo realiza el cable sobre el camión de remolque? c) ¿Cuánto trabajo efectúa la gravedad sobre el auto en los puntos a) y b)?1.3. Ejercicio 3.Una sandía de 4,80 kg se deja caer (rapidez inicial cero) desde la azotea de un edificio de 25,0 m yno sufre resistencia del aire apreciable. a) Calcule el trabajo realizado por la gravedad sobre la sandía durante su desplazamiento desde la azotea hasta el suelo. b) Justo antes de estrellarse contra el suelo, ¿cuáles son i) la energía cinética y ii) la rapidez de la sandía? c) ¿Cuál de las respuestas en los incisos a) y b) sería diferente si hubiera resistencia del aire considerable?1.4. Ejercicio 4Una gota de lluvia de 3,35 x 10-5 kg (0,0000335 Kg) de masa cae verticalmente con rapidezconstante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Modele la gota como partícula.Mientras cae 100 m, cuál es el trabajo consumido en la gota

a) ¿por la fuerza gravitacional? b) ¿por la resistencia del aire?1.5. Ejercicio 5Dos bloques están conectados por un cordón muy ligero que pasa por una polea sin masa y sinfricción (figura). Al viajar a rapidez constante, el bloque de 20,0 N se mueve 75,0 cm a la derecha yel bloque de 12,0 N se mueve 75,0 cm hacia abajo. Durante este proceso, a) ¿Cuánto trabajo efectúa sobre el bloque de 12,0 N, i) la gravedad y ii) la tensión en el cordón? b) ¿Cuánto trabajo efectúa sobre el bloque de 20,0 N, i) la gravedad, ii) la tensión en el cordón, iii) la fricción y iv) la fuerza normal? c) Obtenga el trabajo total efectuado sobre cada bloque.1.6. Ejercicio 6Un pintor de 75,0 kg sube por una escalera de 2,75 m que está inclinada contra una pared vertical.La escalera forma un ángulo de 30,0° con la pared. a) ¿Cuánto trabajo realiza la gravedad sobre el pintor? b) ¿La respuesta al inciso a) depende de si el pintor sube a rapidez constante o de si acelera hacia arriba de la escalera?1.7. Ejercicio 7.Se lanza una piedra de 20 N verticalmente hacia arriba desde el suelo. Se observa que, cuandoestá 15,0 m sobre el suelo, viaja a 25,0 m/s hacia arriba. Use el teorema trabajo-energía paradeterminar a) Su rapidez en el momento de ser lanzada y b) Su altura máxima.

1.8. Ejercicio 8.Un paquete de 5,00 kg baja 1,50 m deslizándose por una larga rampa inclinada 12,0° bajo lahorizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el paquete y la rampa es μk = 0,310. Calcule eltrabajo realizado sobre el paquete por: a) La fricción, b) La gravedad, c) La fuerza normal, d) Todas las fuerzas (el trabajo total sobre el paquete). e) Si el paquete tiene una rapidez de 2,20 m/s en la parte superior de la rampa, ¿qué rapidez tiene después de bajar deslizándose 1,50 m?1.9. Ejercicio 9Un saco de 5,00 kg de harina se levanta 15,0 m verticalmente con rapidez constante de 3,50 m/s. a) ¿Qué fuerza se requiere? b) ¿Cuánto trabajo realiza esa fuerza sobre el saco? ¿Qué pasa con dicho trabajo?1.10. Ejercicio 10Un reparador de azoteas de 75 kg sube por una escalera vertical de 7,0 m al techo plano de unacasa. Después, camina 12 m sobre el techo, desciende por otra escalera vertical de 7,0 m y, porúltimo, camina por el suelo regresando a su punto de partida. ¿Cuánto trabajo hizo sobre él lagravedad a) Cuando subió b) Cuando bajó c) Cuando caminó por el techo y por el suelo d) ¿Cuál es el trabajo total efectuado por la gravedad sobre él durante todo el recorrido? e) Con base en su respuesta al inciso d), ¿diría usted que la gravedad es una fuerza conservativa, no conservativa? Explique su respuesta.1.11. Ejercicio 11Un bateador golpea una pelota de béisbol con masa de 0,145 kg y la lanza hacia arriba con rapidezinicial de 25,0 m/s. a) ¿Cuánto trabajo habrá realizado la gravedad sobre la pelota cuando ésta alcanza una altura de 20,0 m sobre el bate? b) Use el teorema trabajo-energía para calcular la rapidez de la pelota a esa altura. Ignore la

resistencia del aire. c) ¿La respuesta al inciso b) depende de si la pelota se mueve hacia arriba o hacia abajo cuando está a la altura de 20,0 m? Explique su respuesta.1.12. Ejercicio 12.Un bloque de 2,50 kg de masa se empuja 2,20 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción poruna fuerza constante de 16,0 N dirigida 25,0° debajo de la horizontal. Determine el trabajo realizadopor el bloque por a) La fuerza aplicada, b) La fuerza normal que ejerce la mesa y c) La fuerza gravitacional. d) Determine el trabajo neto invertido en el bloque.1.13. Ejercicio 13Dos botes remolcadores tiran de un buque tanque averiado. Cada uno ejerce una fuerza constantede 1,80 x 106 N, uno 14° al oeste del norte y el otro 14° al este del norte, tirando del buque tanque0,75 km al norte. ¿Qué trabajo total efectúan sobre el buque tanque?1.14. Ejercicio 14Una niña aplica una fuerza paralela al eje x a un trineo de 10,0 kg que se mueve sobre la superficiecongelada de un estanque pequeño. La niña controla la rapidez del trineo, y la componente x de lafuerza que aplica varía con la coordenada x del trineo, como se muestra en la figura. Calcule eltrabajo efectuado por cuando el trineo se mueve a) de x = 0 a x = 8,0 m; b) de x = 8,0 m a x = 12,0 m; c) de x = 0 a x = 12,0 m.

1.15. Ejercicio 15Una vaca terca intenta salirse del establo mientras usted la empuja cada vez con más fuerza paraimpedirlo. En coordenadas cuyo origen es la puerta del establo, la vaca camina de x = 0 a x = 6,9m, mientras usted aplica una fuerza con componente x Fx = - [20,0 N + (3,0 N/m) x]. ¿Cuánto trabajoefectúa sobre la vaca la fuerza que usted aplica durante este desplazamiento?1.16. Ejercicio 16A un automóvil a escala de 2,0 kg, controlado por radio, se aplica una fuerza paralela al eje x;mientras el auto se mueve por una pista recta. La componente x de la fuerza varía con la coordenadax del auto, como se indica en la figura. Calcule el trabajo efectuado por la fuerza cuando el auto semueve de a) x = 0 a x = 3,0 m; b) x = 3,0 m a x = 4,0 m; c) x = 4 a x = 7,0 m; d) x = 0 a x = 7,0 m; e) x = 7,0 m a x = 2,0 m.1.17. Ejercicio 17Imagine que usted trabaja levantando cajas de 30 kg una distancia vertical de 0,90 m del suelo a uncamión. a) ¿Cuántas cajas tendría que cargar en el camión en 1 min, para que su gasto medio de potencia invertido en levantar las cajas fuera de 0,50 hp (caballos de fuerza)? b) ¿Y para que fuera de 100 W?

1.18. Ejercicio 18Una partícula está sometida a una fuerza Fx que varía con la posición, como se ve en la figura.Encuentre, el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula cuando se mueva. a) De x = 0 a x = 5 metros b) De x = 5 a x = 10 metros c) De x = 10 a x = 15 metros d) Cuál es el trabajo total realizado por la fuerza sobre la distancia de x = 0 a x = 15 metros1.19. Ejercicio 19Dos amigos tratan de mover un cuerpo cada uno en un sentido. Ambos aplican fuerzas de 50 N,pero Marta hacia la derecha y Óscar hacia la izquierda. El cuerpo se mueve hacia la derecha por unplano horizontal a la velocidad constante de 1 m/s. Si la masa del cuerpo es de 15 kg, calculael trabajo realizado por cada uno de los amigos al recorrer 20 m.1.20. Ejercicio 20Melinda pone en movimiento un cuerpo de 20 kg empujándolo con una fuerza constante que haceque su velocidad pase de 0 a 4 m/s en un trayecto de 10 m. Si no hay rozamiento, contesta: a) ¿Cuál ha sido el trabajo realizado? b) ¿Cuál ha sido la fuerza empleada por Melinda?1.21. Ejercicio 21Un coche entra en un tramo horizontal a una velocidad de 90 km/h. A pesar del rozamiento, el cocheacelera hasta alcanzar los 120 km/h 300 m más allá. Si el coeficiente de rozamiento es μ = 0,1 y lamasa del coche es de 1 000 kg, calcula el trabajo realizado por el motor del coche y el trabajorealizado por la fuerza de rozamiento.

1.22. Ejercicio 22Antonio arrastra su trineo de 80 kg de masa por un plano horizontal en el que el coeficiente derozamiento es 0,1. Para ello tira de él mediante una cuerda que forma un ángulo de 30° con lahorizontal. Si la fuerza que aplica es de 100 N, ¿qué trabajo ha realizado después de recorrer 100m?1.23. Ejercicio 23Un bloque de 2,5 kg de masa es empujado 2,2 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción poruna fuerza constante de 16,0 N dirigida a 25° debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo efectuadopor: a) La fuerza aplicada, b) La fuerza normal ejercida por la mesa c) La fuerza de la gravedad d) La fuerza neta sobre el bloque.1.24. Ejercicio 24Una fuerza F = (4,0i + 3,0j) N actúa sobre una partícula conforme el objeto se mueve en la direccióndel eje x desde el origen hasta x = 5,0 m. Encuentre el trabajo efectuado sobre el objeto por la fuerza.1.25. Ejercicio 25Una partícula se somete a una fuerza F que varía con la posición, como se ve en la figura. Determineel trabajo realizado por la fuerza sobre el cuerpo cuando este se mueve: a) desde x = 0 hasta x = 5,0 m, b) desde x = 5,0 m hasta x = 10 m, y c) desde x = 10 m hasta x = 15 m. d) ¿Cuál es el trabajo total realizado por la fuerza a lo largo de una distancia desde x = 0 hasta x = 15 m?

1.26. Ejercicio 26La fuerza que actúa sobre una partícula varía, como muestra la figura. Encuentre el trabajo hechopor la fuerza cuando la partícula se mueve a) desde x= 0 hasta x = 4,0 m, b) desde x = 4,0 m hasta x = 8 m, y c) desde x = 0 hasta x = 10 m.1.27. Ejercicio 27Una locomotora de 95 toneladas de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenosy 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?1.28. Ejercicio 28Un hombre debe mover 15 metros una caja de 20Kg realizando una fuerza de 40N. Calcula el trabajoque realiza si: a) Empuja la caja desde atrás. b) Tira de la caja hacia delante. c) Empuja la caja hacia abajo. d) Empuja la caja con un ángulo de 60º sobre la horizontal.

1.29 Ejercicio 29Calcula el trabajo que realiza cada una de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo de 5 kg de masaque desliza 3 m sobre un plano inclinado 30º, siendo 0,2 el coeficiente de rozamiento. Compruebasi el trabajo total coincide con el trabajo realizado por la fuerza resultante.1.30. Ejercicio 30Calcula el trabajo que debe hacer un hombre para el elevar 5 m con velocidad constante un cuerpode 20 kg de masa. Calcula ahora el trabajo realizado por la fuerza de gravedad al soltar el cuerpo yvolver al suelo.1.31. Ejercicio 31Un bloque de 40 kg que se encuentra inicialmente en reposo, se empuja con una fuerza de 130 N,desplazándolo en línea recta una distancia de 5m a lo largo de una superficie horizontal decoeficiente de fricción 0,3 (ver figura). Calcular: a) el trabajo de la fuerza aplicada b) el trabajo de la fuerza de fricción, c) la variación de energía cinética, d) la rapidez final del mueble e) la potencia final de la fuerza aplicada.1.32. Ejercicio 32Un muchacho en una silla de ruedas (masa total 47Kg) gana una carrera contra un competidor en patín. Elmuchacho tiene una rapidez de 1,4m/s en la cresta de una pendiente de 2,6m de alto y 12,4m de largo. Enla parte más baja de la pendiente, su rapidez es de 6,2m/s. Si la resistencia del aire y la resistencia alrodamiento se pueden modelar como una fuerza constante de fricción de 41,0N, encuentre el trabajorealizado por el al empujarse hacia adelante en sus ruedas al viajar cuesta abajo

1.33. Ejercicio 33Un bloque de 2 kg situado sobre una pendiente rugosa se conecta a un resorte de 100N/m. El bloquese suelta desde el reposo cuando el resorte no está deformado, y la polea no presenta fricción. Elbloque se mueve 20 cm hacia abajo de la pendiente antes de detenerse. Encuentre el coeficientede fricción cinético entre el bloque y el plano inclinado.1.34. Ejercicio 34Una partícula de 4 kg se desplaza horizontalmente de tal forma que su posición varía con el tiemposegún la ecuación x = t + 2t3, donde x se mide en metros y t en segundos. Determinar en funcióndel tiempo: a) su energía cinética, b) su aceleración y la fuerza que actúa sobre, c) la potencia de la fuerza. d) Determinar el trabajo realizado sobre la partícula en el intervalo de tiempo de 0 a 2 s.

1.35. Ejercicio 35Un bloque de 9kg es empujado mediante una fuerza de 150N paralela a la superficie, durante untrayecto de 26m. Si el coeficiente de fricción entre la superficie y el bloque es de 0,3. Calcular eltrabajo realizado por la fuerza externa aplicada, por la fuerza de fricción y el trabajo total sobre elbloque si: a) El bloque se mueve por una superficie horizontal b) El bloque se mueve por una superficie inclinada 30º1.36. Ejercicio 36Un automóvil de 1200kg sube por una colina de 5º con velocidad constante de 36km/h. Calcular eltrabajo efectuado por el motor en 5min y la potencia desarrollada por él en ese tiempo.1.37. Ejercicio 37Sobre un cuerpo de 16kg, inicialmente en reposo, se ejerce una fuerza horizontal de 100N.Si el coeficiente de fricción entre el cuerpo y la superficie es de 0,24. Calcular: a) La energía cinética del cuerpo a los 8s b) El trabajo realizado hasta los 12s. c) La energía cinética que tendría el cuerpo a los 8s si no existiera fricción. d) El trabajo realizado hasta los 12s si no existiera fricción.1.38. Ejercicio 38¿Qué trabajo se debe realizar para duplicar la velocidad de un cuerpo de 8kg que viaja a unavelocidad de 6m/s1.39. Ejercicio 39Encuentre el trabajo efectuado sobre un cuerpo que se mueve por la acción de una fuerzavariable F = ( 4x i + 3y j ), conforme se mueve de x=0m a x=5m.

1.40. Ejercicio 40Un bloque de 10kg se desplaza 8m a lo largo de una superficie inclinada 30º. La fuerza que mueveal bloque tiene una magnitud constante de 200N y forma un ángulo de 25º con la superficie por lacual él sube. Calcular: a) El trabajo efectuado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el bloque. b) El trabajo total sobre el bloque. c) La velocidad final que tendría el bloque si inicialmente parte del reposo.1.41. Ejercicio 41Con una fuerza de 250 N que forma un ángulo de 60º con la horizontal, se empuja una caja de 50kg sobre una superficie horizontal rugosa, como se muestra en la figura. La caja se mueve unadistancia de 5m con rapidez constante. Calcular: a) El trabajo realizado por la fuerza aplicada. b) El coeficiente de rozamiento.1.42. Ejercicio 42Un hombre empuja un bloque de 270N recorriendo 9,1m a lo largo de un piso horizontal, con rapidezconstante y con una fuerza inclinada a 45º por debajo de la horizontal. Si el coeficiente de friccióncinética es de 0,2. Calcular: a) La magnitud de la fuerza externa aplicada por el hombre al bloque. b) El trabajo efectuado por el hombre sobre el bloque.

1.43. Ejercicio 43Si una persona saca de un pozo una cubeta de 20kg y realiza un trabajo equivalente a 6kJ, ¿Cuáles la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanececonstante.1.44. Ejercicio 44Un bloque de 2,5kg es empujado 2,2m a lo largo de un plano horizontal rugoso por una fuerzaconstante de 16N, dirigida a 25° por debajo de la horizontal. Si el coeficiente de fricción entre elplano y el bloque es de 0,25. Calcular: a) El trabajo de cada una de las fuerzas que actúan sobre el bloque. b) El trabajo total sobre el bloque.1.45. Ejercicio 45Con una fuerza horizontal de 150N se empuja una caja de 40kg, una distancia de 6m sobre unasuperficie horizontal rugosa. Si la caja se mueve a velocidad constante. Encuentre: a) El trabajo realizado por la fuerza de 150N. b) La energía cinética perdida debido a la fricción. c) El coeficiente de fricción cinético.1.46. Ejercicio 46Sobre un cuerpo de 10 kg de masa actúa una fuerza de 100N que forma un ángulo de 30º con lahorizontal que hace que se desplace 5 m. Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el sueloes 0,2, calcula el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de rozamiento y la fuerza aplicadasobre el cuerpo.1.47. Ejercicio 47Un cuerpo de 20 kg de masa que se mueve a una velocidad 2 m/s se somete a una aceleración de2 m/s2 durante 5 s. Calcula el trabajo efectuado sobre el cuerpo.

1.48. Ejercicio 48El conductor de un coche de 650 kg que va a 90 km/h frena y reduce su velocidad a 50 km/h. Calcula: a) La energía cinética inicial. b) La energía cinética final. c) El trabajo efectuado por los frenos.1.49. Ejercicio 49Un automóvil de 1000 kg de masa aumenta su velocidad de 0 a 100 km/h en un tiempo mínimo de8 s. Calcula su potencia en watios y en caballos de vapor.1.50. Ejercicio 50Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la constante del muelle es 1000 N/m.1.51. Ejercicio 51Hallar la velocidad con la que sale una bala después de atravesar una tabla de 7 cm de espesor yque opone una resistencia constante de F=1800 N. La velocidad inicial de la bala es de 450 m/s ysu masa es de 15 g.1.52. Ejercicio 52Cuando se arrastra una caja de 2Kg con las manos por 5 metros, se aplica una fuerza de 80N y elsuelo presenta un roce de 20N, determina el trabajo que ejerce cada una de estas fuerzas, y eltrabajo neto o total de esta situación:1.53. Ejercicio 53Si levantas un objeto de 2 Kg desde el suelo hasta 0,8 metros, con una fuerza de 16 N, luego lodejas en reposo. (No consideraremos roce en esta situación). Encuentra el trabajo que ejerce lafuerza que levanta el objeto y el trabajo que ejerce la fuerza peso.

1.54. Ejercicio 54Un auto es empujado por 8 metros en la calle por dos personas. Una persona aplica 55N y la otrasolo 20N, la calle presenta un roce de 40 N. Calcula: a) El trabajo mecánico que realizan las fuerzas que ponen en movimiento al auto b) El trabajo mecánico que realiza la fuerza de roce c) El trabajo mecánico que realiza la fuerza peso que actúa sobre el auto d) El trabajo mecánico que realiza la fuerza normal que actúa sobre el auto e) El trabajo neto o total de esta situación1.55. Ejercicio 55Un coche que marcha a una velocidad de 36 km/h por una carretera horizontal se deja en «puntomuerto». Si su masa es de 600 kg y el coeficiente de rozamiento contra el suelo es 0,5, ¿qué espaciorecorrerá hasta pararse? ¿Qué trabajo realizará la fuerza de rozamiento?1.56. Ejercicio 56Un cuerpo de 80 kg se desea levantar hasta una altura de 10 m por medio de un plano inclinadoque forma un ángulo de 30° con la horizontal. Si la fuerza que se ejerce a través de la cuerda es de600 N y el coeficiente de rozamiento cinético entre la superficie y la masa es 0,2. (figura) Calcular: a) El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. b) El trabajo neto realizado.1.57. Ejercicio 57Un bloque de 12 kg es empujado sobre un plano inclinado que forma un ángulo de 38° con lahorizontal hasta una altura de 4 m mediante una fuerza de 480 N paralela a la superficie del plano,si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0,18. Calcula:

a) El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el bloque. b) El trabajo neto realizado sobre éste.1.58. Ejercicio 58Un comprador en un supermercado empuja un carrito con una fuerza de 45 N que forma un ángulode 30° hacia abajo con respecto a la horizontal. Determine el trabajo realizado por el comprador alrecorrer un pasillo de 20 m de longitud.1.59. Ejercicio 59d) Un cuerpo cuya masa es de 120 Kg se levanta hasta una altura de 15 m jalándolo con una cuerdaa lo largo de un plano inclinado que tiene una inclinación de 30°. Sabiendo que la fuerza ejercidaen la cuerda es de 900 N y el coeficiente de rozamiento es de 0,25. Encontrar: a) El trabajo realizado por cada fuerza. b) El trabajo neto realizado sobre éste.1.60. Ejercicio 60Un cajón de 5kg. Se encuentra inicialmente detenido en un piso horizontal áspero donde μk=0,5; seaplica una fuerza horizontal de 50N que logra ponerlo en movimiento. Hallar el trabajo neto sobre elcajón cuando este se halla trasladado 8 metros en la dirección del movimiento.

1.61. Ejercicio 61En la figura, el bloque parte del reposo y recorre 12 metros en 4s; determine el trabajo realizado porla fuerza de rozamiento durante este tiempo, m=2kg.1.62. Ejercicio 62Encontrar la potencia de un elevador sabiendo que eleva a velocidad constante 60 sacos de harinade 100kg cada uno hasta una plataforma ubicada a 3 metros de altura en 1min. (g=10m/s2)1.63. Ejercicio 63Un cuerpo de 4 [kg] se mueve hacia arriba en un plano inclinado de 20º con respecto a la horizontal.Sobre el cuerpo actúan las fuerzas que se muestran en la figura.Si F1= 80 [N], F2= 100 [N] y fr= 10 [N]Si el cuerpo se traslada 20 [m] a lo largo del plano, calcule: a) El trabajo realizado por cada una de las fuerzas. b) El trabajo neto c) La magnitud de la aceleración del cuerpo

1.64. Ejercicio 64Calcular el trabajo efectuado por un hombre que arrastra un saco de harina de 65[kg] por 10 [m] alo largo del piso con una fuerza de 245 [N] y que luego lo levanta hasta un camión cuya plataformaestá a 75 [cm] de altura. ¿Cuál es la potencia promedio desarrollada si el proceso entero tomó 2[min]?1.65. Ejercicio 65Un cuerpo de 4[kg] de masa se mueve hacia abajo en un plano inclinado 45° con respecto a lahorizontal. Sobre el cuerpo actúan las siguientes fuerzas: una fuerza horizontal de 20[N] contrariaal movimiento, una fuerza paralela al plano de 140[N], favoreciendo el movimiento, y una fuerzaconstante de fricción de 8[N] que se opone al movimiento. El cuerpo se traslada 20[m] a lo largo delplano. Calcular el trabajo total efectuado por el sistema de fuerzas actuantes sobre el cuerpo, asícomo el trabajo de cada fuerza.1.66. Ejercicio 66Una fuerza neta de 50 [N] actúa sobre un cuerpo de 10 [kg], inicialmente en reposo durante 5minutos, moviéndolo de manera rectilínea. a) ¿Qué velocidad alcanza y que distancia recorre el cuerpo en ese tiempo? b) ¿Cuánto es el valor del trabajo realizado por la fuerza neta durante dicho tiempo?1.67. Ejercicio 67Un bloque de 50 Kg se hace subir por un plano inclinado en 37º respecto de la horizontal medianteuna fuerza de módulo 500 N y de dirección paralela al plano. El coeficiente de roce cinético entre elbloque y el plano es 0,3. Si el desplazamiento del bloque sobre el plano es de 6 m, determine: a) el trabajo realizado por F b) el trabajo realizado por la fuerza de roce

1.68. Ejercicio 68Un cuerpo de 40 kg descansa sobre una superficie horizontal. Sobre el cuerpo actúa una fuerza de600N a un ángulo de 20º por encima de la horizontal, tal como indica la figura. Si el coeficiente derozamiento cinético entre el cuerpo y la superficie vale 0,3. Calcular: a) Trabajo realizado por la fuerza F en un recorrido de 15 metros. b) Trabajo realizado por la fuerza normal en un recorrido de 15 metros. c) Trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en un recorrido de 15 metros. d) Trabajo realizado por la fuerza peso en un recorrido de 15 metros.1.69. Ejercicio 69Un cuerpo de 28 kg produce un alargamiento de 0,4 m sobre un resorte ideal, determinar: a) la constante elástica del resorte. b) El trabajo realizado sobre el resorte para comprimirlo una longitud de 0,3m.1.70. Ejercicio 70Un resorte ideal tiene una constante elástica de 6200 N/m, determinar el trabajo realizado sobre elresorte para alargarlo desde la posición ya deformada de 0,1m hasta la posición de 0,4m.1.71. Ejercicio 71Un cuerpo es desplazado una distancia de 8 metros por una fuerza de 120N que actúa a un ángulode 30º tal como indica la figura. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza de 120N?

1.72. Ejercicio 72Una bomba transporta en una hora 40 m3 de agua desde una profundidad de 5 metros.¿Cuál es la potencia de la bomba en kilo watt?1.73. Ejercicio 73La fuerza requerida para alargar un resorte que cumple la ley de Hooke varía de cero a 50,0 Ncuando lo extendemos moviendo un extremo 12,0 cm desde su posición no deformada. a) Encuentre la constante de elasticidad del resorte, b) el trabajo realizado para extender el resorte 12 cm.1.74. Ejercicio 74Si se necesitan 4,00 J de trabajo para alargar 10,0 cm un resorte que cumple con la ley de Hooke apartir de su longitud no deformada, determine el trabajo extra necesario para extenderlo 10,0 cmadicionales.

1.75. Ejercicio 75Un mecánico empuja un auto de 2500 kg desde el reposo hasta una velocidad vf efectuando 5000J de trabajo en el proceso. Durante este tiempo, el auto se mueve 25 m.Ignore la fricción entre el auto y el camino, y encuentre: a) ¿Cuál es la velocidad final vf del auto? b) ¿Cuál es el valor de la fuerza horizontal ejercida sobre el auto?1.76. Ejercicio 76Una grúa eleva una masa de 200 Kg a una altura de 8 m a una velocidad constante en 4 s. Calcula: a) la fuerza realizada por la grúa. b) El trabajo físico realizado por esa fuerza. c) La potencia desarrollada por la grúa.1.77. Ejercicio 77Un bloque de 2,5 [kg] de masa es empujado 2,2 [m] a lo largo de una mesa horizontal sin fricciónpor una fuerza constante de 16 [N] dirigida a 25º debajo de la horizontal. Encuentre el trabajoefectuado por: a) la fuerza aplicada, b) la fuerza normal ejercida por la mesa, c) la fuerza de gravedad, d) la fuerza neta sobre el bloque.

1.78. Ejercicio 78Una partícula se somete a una fuerza Fx que varía con la posición, como se ve en la figura.Determine el trabajo realizado por la fuerza sobre el cuerpó cuando este se mueve: a) de x = 0 [m] a x = 5 [m], b) de x = 5 [m] a x = 10 [m], c) de x = 10 [m] a x = 15 [m], d) ¿Cuál es el trabajo total realizado por la fuerza a lo largo de una distancia x = 0 [m] a x = 15 [m]?1.79. Ejercicio 79Un arquero jala la cuerda de su arco 0,4 [m] ejerciendo una fuerza que aumenta de manera uniformede 0 a 230 [N]. a) ¿Cuál es la constante de resorte equivalente del arco?, b) ¿cuánto trabajo se efectúa al jalar el arco?1.80. Ejercicio 80Si se necesitan 4 [J] de trabajo para alargar 10 [cm] un resorte que cumple la ley de Hooke a partirde su longitud no deformada, determine el trabajo extra necesario para extenderlo 10 [cm]adicionales.1.81. Ejercicio 81La fuerza que actúa sobre una partícula varía, como muestra la figura.Encuentre el trabajo hecho por la fuerza cuando la partícula se mueve a) de x = 0 [m] a x = 8 [m], b) de x = 8 [m] a x = 10 [m], c) de x = 0 [m] a x = 10 [m].

1.82. Ejercicio 82Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total de 18 [kg] y se jala con velocidad constantepor medio de una cuerda. La cuerda está inclinada a 20º y la carretilla se desplaza 20 metros sobreuna superficie horizontal. El coeficiente de roce entre el suelo y la carretilla es 0,5. a) ¿Cuál es la tensión en la cuerda?, b) ¿cuánto trabajo efectúa la cuerda sobre la carretilla?, c) ¿Cuál es la energía perdida debido a la fricción?1.83. Ejercicio 83Una caja se desplaza horizontalmente a nivel del suelo a 800 [m/s], luego de unos minutos la cajaalcanza una velocidad de [40 m/s], si la masa de la caja es de 10[g]. Hallar el trabajo desarrolladopor la fuerza de roce.1.84. Ejercicio 84Un nadador de masa m [kg] inicialmente tiene una rapidez de 4 [m/s]. Si al cabo de un cierto instantesu rapidez es de 8 [m/s] ¿qué trabajo efectuó?1.85. Ejercicio 85El resorte de la figura tiene una constante de rigidez k = 50 [N/m ]. Si para empujar el bloque desdeA hasta B, el resorte se estira 10 [cm ], determine su energía potencial elástica.



2. ENERGÍA2.1. Ejercicio 1.Un bloque de hielo con masa de 2,00 kg se desliza 0,750 m hacia abajo por un plano inclinado a unángulo de 36,9° bajo la horizontal.Si el bloque parte del reposo, ¿cuál será su rapidez final? Puede despreciarse la fricción.Para resolver el problema use el teorema trabajo-energía.2.2. Ejercicio 2.Un albañil ingenioso construye un dispositivo para lanzar ladrillos hasta arriba de la pared dondeestá trabajando. Se coloca un ladrillo sobre un resorte vertical comprimido con una constante deelasticidad de k = 450 N/m y masa despreciable. Al soltarse el resorte, el ladrillo es empujado haciaarriba. Si un ladrillo con masa de 1,80 kg debe alcanzar una altura máxima de 3,6 m sobre suposición inicial: a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre. b) ¿Qué distancia deberá comprimirse el resorte? c) El ladrillo pierde contacto con el resorte cuando éste recupera su longitud no comprimida. ¿Por qué?2.3. Ejercicio 3.Imagine que le piden diseñar amortiguadores de resorte para las paredes de un estacionamiento.Un automóvil de 1200 kg que rueda libremente a 0,65 m/s no debe comprimir el resorte más de0,070 m antes de detenerse. a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre. b) ¿Qué constante de elasticidad debería tener el resorte? Suponga que la masa del resorte es despreciable.2.4. Ejercicio 4Un grupo de estudiantes empuja a un profesor de física sentado en una silla provista de ruedas sinfricción, para subirlo 2,50 m por una rampa inclinada 30,0° sobre la horizontal. La masa combinadadel profesor y la silla es de 85,0 kg. Los estudiantes aplican una fuerza horizontal constante de 600N. La rapidez del profesor en la base de la rampa es de 2,00 m/s. a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre.

b) Use el teorema trabajo-energía para calcular su rapidez en la parte superior de la rampa.2.5. Ejercicio 5En un día una alpinista de 75 kg asciende desde el nivel de 1500 m de un risco vertical hasta lacima a 2400 m. El siguiente día, desciende desde la cima hasta la base del risco, que está a unaelevación de 1350 m. Cuál es su cambio en energía potencial gravitacional a) ¿Durante el primer día? b) ¿Durante el segundo día?2.6. Ejercicio 6Una fuerza de 800 N estira cierto resorte una distancia de 0,200 m. a) ¿Qué energía potencial tiene el resorte cuando se estira 0,200 m? b) ¿Y cuándo se le comprime 5,00 cm?2.7. Ejercicio 7Un libro de 2,50 kg se empuja contra un resorte horizontal de masa despreciable y constante deelasticidad k = 250 N/m, comprimiéndolo 0,250 m. Al soltarse, el libro se desliza sobre una mesahorizontal que tiene coeficiente de fricción cinética μk = 0,30. Use el teorema trabajo - energía paraaveriguar qué distancia recorre el libro desde su posición inicial hasta detenerse.2.8. Ejercicio 8Un nadador de 72 kg salta a la vieja piscina desde un trampolín que está a 3,25 m sobre el agua.Use la conservación de la energía para obtener su rapidez justo al momento de llegar al agua a) Si él tan sólo se tapa la nariz y se deja caer b) Si se lanza valientemente directo hacia arriba (¡pero apenas más allá del trampolín!) a 2,50 m/s c) Si se lanza hacia abajo a 2,50 m/s.2.9. Ejercicio 9.Un vagón de juguete con masa de 7,00 kg se mueve en línea recta sobre una superficie horizontalsin fricción. Tiene rapidez inicial de 4,00 m/s y luego es empujado 3,0 m, en la dirección de la

velocidad inicial, por una fuerza cuya magnitud es de 10,0 N. a) Use el teorema trabajo-energía para calcular la rapidez final del vagón. b) Calcule la aceleración producida por la fuerza.2.10. Ejercicio 10.Un queso de 1,20 kg se coloca en un resorte vertical con masa despreciable y constante deelasticidad k =1800 N/m que está comprimido 15,0 cm. Cuando se suelta el resorte, ¿qué alturaalcanza el queso sobre su posición original? (El queso y el resorte no están unidos.)2.11. Ejercicio 11Un albañil ingenioso construye un dispositivo para lanzar ladrillos hasta arriba de la pared dondeestá trabajando. Se coloca un ladrillo sobre un resorte vertical comprimido con constante deelasticidad k = 450 N/m y masa despreciable. Al soltarse el resorte, el ladrillo es empujado haciaarriba. a) Si un ladrillo con masa de 1,80 kg debe alcanzar una altura máxima de 3,6 m sobre su posición inicial, ¿qué distancia deberá comprimirse el resorte? b) El ladrillo pierde contacto con el resorte cuando éste recupera su longitud no comprimida. ¿Por qué?2.12. Ejercicio 12Empujar un gato. Micifuz (masa de 7,00 kg) está tratando de llegar a la parte más alta de una rampasin fricción de 2,00 m de longitud, que tiene una inclinación de 30,0° sobre la horizontal. Puesto queel pobre felino no tiene tracción alguna sobre la rampa, usted lo empuja en todo momento ejerciendouna fuerza constante de 100 N paralela a la rampa. Si Micifuz empieza a correr desde más atrás,de modo que tenga una rapidez de 2,40 m/s en la base de la rampa, ¿qué rapidez tendrá al llegar ala parte más alta? Use el teorema trabajo - energía.2.13. Ejercicio 13Una resortera dispara un guijarro de 10 g a una distancia de 22,0 m hacia arriba. a) ¿Cuánta energía potencial se almacenó en la banda de caucho de la resortera? b) Con la misma energía potencial almacenada en la banda, ¿a qué altura puede dispararse un guijarro de 25 g? c) ¿Qué efectos físicos despreció al resolver este problema?

2.14. Ejercicio 14Cuando un objeto de 4,00 kg cuelga verticalmente en cierto resorte ligero descrito por la ley deHooke, el resorte se estira 2,50 cm. Si se quita el objeto de 4,00 kg, a) ¿Cuánto se estirará el resorte si se le cuelga un objeto de 1,50 kg? b) ¿Cuánto trabajo debe realizar un agente externo para estirar el mismo resorte 4,00 cm desde su posición sin estirar?2.15. Ejercicio 15Una bola de 0,300 kg tiene una rapidez de 15,0 m/s. a) ¿Cuál es su energía cinética? b) ¿Qué pasaría si su rapidez se duplica, ¿cuál sería su energía cinética?2.16. Ejercicio 16Un bloque de 5,00 kg se mueve con velocidad inicial vo = 6,00 m/s en una superficie horizontal sinfricción hacia un resorte con fuerza constante y coeficiente elástico k = 500 N/m, que está unido auna pared (figura). El resorte tiene masa despreciable. a) Calcule la distancia máxima que se comprimirá el resorte. b) Si dicha distancia no debe ser mayor que 0,150 m, ¿qué valor máximo puede tener vo?2.17. Ejercicio 17Un paquete de 12 latas de Gaseosa (masa de 4,30 kg) está en reposo en un piso horizontal. Luego,un perro entrenado que ejerce una fuerza horizontal con magnitud de 36,0 N lo empuja 1,20 m enlínea recta. Use el teorema trabajo-energía para determinar la rapidez final si a) No hay fricción entre el paquete de gaseosas y el piso; b) El coeficiente de fricción cinética entre el paquete de gaseosas y el piso es de 0,30.

2.18. Ejercicio 18Un resorte de masa despreciable tiene una constante de elasticidad k = 1600 N/m. a) ¿Qué tanto debe comprimirse para almacenar en él 3,20 J de energía potencial? b) El resorte se coloca verticalmente con un extremo en el piso, y se deja caer sobre él un libro de 1,20 kg desde una altura de 0,80 m. Determine la distancia máxima que se comprimirá el resorte.2.19. Ejercicio 19Un trineo con masa de 8,00 kg se mueve en línea recta sobre una superficie horizontal sin fricción.En cierto punto, su rapidez es de 4,00 m/s; 2,50 m más adelante, su rapidez es de 6,00 m/s. Use elteorema trabajo-energía para determinar la fuerza que actúa sobre el trineo, suponiendo que talfuerza es constante y actúa en la dirección del movimiento del trineo.2.20. Ejercicio 20.Barrera protectora. Un estudiante propone un diseño para una barrera contra choques deautomóviles consistente en un resorte con masa despreciable capaz de detener una vagoneta de1700 kg que se mueve a 20,0 m/s. Para no lastimar a los pasajeros, la aceleración del auto alfrenarse no puede ser mayor que 5,00g (5 veces la gravedad). a) Calcule la constante de resorte k requerida, y la distancia que el resorte se comprimirá para detener el vehículo. No considere la deformación sufrida por el vehículo ni la fricción entre el vehículo y el piso. b) ¿Qué desventajas tiene este diseño?2.21. Ejercicio 21Un resorte ideal de masa despreciable tiene 12,00 cm de longitud cuando nada se une a él. Cuandousted cuelga un peso de 3,15 kg del resorte, mide que la longitud de éste es de 13,40 cm. Si ustedquisiera almacenar 10,0 J de energía potencial en este resorte, ¿cuál sería su longitud total?Suponga que sigue obedeciendo la ley de Hooke.2.22. Ejercicio 22Un jardinero de beisbol lanza una pelota de 0,150 kg con una rapidez de 40,0 m/s y un ángulo inicialde 30,0°. ¿Cuál es la energía cinética de la pelota en el punto más alto de su trayectoria?

2.23. Ejercicio 23Se requiere un trabajo de 12,0 J para estirar un resorte 3,00 cm respecto a su longitud no estirada. a) ¿Cuál es la constante de fuerza de este resorte? b) ¿Qué fuerza se necesita para estirar 3,00 cm el resorte desde su longitud sin estirar? c) ¿Cuánto trabajo debe efectuarse para comprimir ese resorte 4,00 cm respecto a su longitud no estirada, y qué fuerza se necesita para estirarlo esta distancia?2.24. Ejercicio 24Una fuerza de 160 N estira un resorte 0,050 m más allá de su longitud no estirada. a) ¿Qué fuerza se requiere para un estiramiento de 0,015 m de este resorte? ¿Y para comprimirlo 0,020 m? b) ¿Cuánto trabajo debe efectuarse para estirar el resorte 0,015 m más allá de su longitud no estirada? ¿Y para comprimirlo 0,20 m desde su longitud sin estirar?2.25. Ejercicio 25Con una fuerza horizontal de 150 N se empuja una caja de 40,0 kg 6,00 m sobre una superficiehorizontal rugoso. Si la caja se mueve a velocidad constante, encuentre a) El trabajo realizado por la fuerza de 150 N, b) La energía cinética perdida debido a la fricción c) El coeficiente de fricción cinética.2.26. Ejercicio 26Si usted empuja una caja de 40 kg a una velocidad constante de 1,40 m/s a lo largo de un pisohorizontal (µK = 0,25), a) ¿a qué razón se efectúa trabajo sobre la caja b) ¿La energía es disipada por la fuerza de fricción?2.27. Ejercicio 27Una carretilla con ladrillos tiene una masa total de 18 kg y se jala con velocidad constante por mediode una cuerda. La cuerda está inclinada a 20,0° sobre la horizontal y la carretilla se mueve 20,0 msobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinético entre el suelo y la carretilla es 0,5.

a) ¿Cuál es la tensión en la cuerda? b) ¿Cuánto trabajo efectúa la cuerda sobre la carretilla? c) ¿Cuál es la energía perdida debido a la fricción?2.28. Ejercicio 28Una partícula de 0,6 kg tiene una velocidad de 2 m/s en el punto A y una energía cinética de 7,5 Jen B ¿Cuál es a) ¿su energía cinética en A? b) ¿su velocidad en B? c) ¿el trabajo total realizado sobre la partícula cuando se mueve de A a B?2.29. Ejercicio 29Una caja de 40 kg inicialmente en reposo se empuja una distancia de 5 m por un piso rugoso yhorizontal con una fuerza constante horizontal de 130 N. Si el coeficiente de fricción entre la caja yel piso es 0,30, encuentre: a) el trabajo realizado por la fuerza aplicada, b) la energía cinética perdida debido a la fricción, c) el cambio en la energía cinética de la caja, y d) la velocidad final de la caja.2.30. Ejercicio 30Una bala de 15,0 g se acelera en el cañón de un rifle de 72,0 cm de largo hasta una velocidad de780 m/s, Emplee el teorema del trabajo y la energía para encontrar la fuerza ejercida sobre la balamientras se acelera2.31. Ejercicio 31Un bloque de 5 kg se pone en movimiento ascendente en un plano inclinado con rapidez inicial de8 m/s (ver figura). El bloque se detiene después de recorrer 3 m a lo largo del plano, el cual estáinclinado en un ángulo de 30° con la horizontal.Determine para este movimiento: a) El cambio en la energía cinética del bloque. b) El cambio en su energía potencial. c) La fuerza de fricción ejercida sobre él (supuesta constante).

d) El coeficiente de fricción cinético.2.32. Ejercicio 32Un bloque de masa 0,250kg se coloca sobre la parte superior de un resorte vertical ligero, deconstante de fuerza 5000 N/m, y empujado hacia abajo de modo que el resorte se comprime 0,1m.Después de que el bloque se suelta desde el reposo, avanza hacia arriba y luego se separa delresorte. ¿A qué altura máxima sube sobre el punto de liberación?2.33. Ejercicio 33Un bloque de 2kg se empuja contra un resorte de masa despreciable y constante elástica k=400N/m,comprimiéndolo 0,22m. Al soltarse el bloque, este se mueve por una superficie horizontal sin friccióny luego sube por un plano inclinado rugoso de coeficiente de fricción 0,3. Calcular: a) La rapidez del bloque al deslizarse sobre la superficie horizontal después de separase del resorte. b) La altura que alcanza a subir el bloque por el plano inclinado antes de detenerse.

2.34. Ejercicio 34Se dispara una bala de 10 gr con una velocidad de 500 m/s contra un muro de 10 cm de espesor.Si la resistencia del muro al avance de la bala es de 3000 N, calcula la velocidad de la bala despuésde atravesar el muro.2.35. Ejercicio 35La constante elástica del muelle es 100 N/m. Determina la energía potencial elástica del mismo sise ha comprimido una longitud de 10 cm.2.36. Ejercicio 36Desde una altura de 10 m se deja caer un cuerpo de 5kg. Calcula su velocidad al llegar al sueloutilizando el teorema de transformación de energía.2.37. Ejercicio 37Se deja caer sobre un muelle un cuerpo de 2 kg desde una altura de 5 m. Calcula cuanto secomprime el muelle si su constante elástica es 3000 N/m.2.38. Ejercicio 38Desde una altura de 5 metros desliza por un plano inclinado un cuerpo de 2 kg de masa que partedel reposo. Calcula la velocidad del cuerpo cuando abandona el plano inclinado suponiendo: a) Qué no hay de rozamiento. b) Qué hay rozamiento y el trabajo realizado por esta fuerza es de 15 J.

2.39. Ejercicio 39Un cuerpo de 2 kg se deja caer desde una altura de 3 m. Calcular a) La velocidad del cuerpo cuando está a 1 m de altura y cuando llega al suelo, aplicando las fórmulas del M.R.U.A. b) La energía cinética potencial y total en dichas posiciones Tomar g=10 m/s22.40. Ejercicio 40Un bloque de masa 0,2 kg inicia su movimiento hacia arriba, sobre un plano de 30º de inclinación,con una velocidad inicial de 12 m/s. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es0,16. Determinar (con base en la energía mecánica): a) la longitud x que recorre el bloque a lo largo del plano hasta que se para b) la velocidad v que tendrá el bloque al regresar a la base del plano2.41. Ejercicio 41Una fuerza constante de 15 N actúa durante 12 s sobre un cuerpo de 2,5 kg. que lleva una velocidadde 1,5 m/s en el mismo sentido y dirección que la fuerza. Calcula la energía cinética final.2.42. Ejercicio 42Un cuerpo de 10 kg de masa se encuentra sobre una mesa de 1 m de altura en una habitación quetiene una altura de 10 m sobre la calle. Calcula: a) Energía potencial p del cuerpo respecto de la calle y del suelo de la habitación. b) Si el cuerpo cae de la mesa al suelo de la habitación, calcula la variación de su energía potencial respecto a la calle y a la habitación.

2.43. Ejercicio 43Calcula el trabajo realizado por la fuerza al trasladar una partícula desde el punto O (0,0) al A (3,3)pasando por: a) El punto B. b) El punto C. c) Directamente desde O hasta A. d) ¿Es la fuerza F conservativa?2.44. Ejercicio 44Desde lo alto de un plano inclinado de 2 m de longitud y 30º de inclinación se deja resbalar un cuerpode 500 g de masa al que se le imprime una velocidad inicial de 1 m/s. Suponiendo nulo el rozamiento,calcular la velocidad con que llega al suelo.2.45. Ejercicio 45Un cuerpo de 2 kg está a una altura de 20 m sobre el suelo y se deja caer. Calcula la Ep, Ec, y Emen cada uno de los siguientes puntos: a) En la posición inicial b) Cuando se encuentra a 5 m del suelo c) Al llegar al suelo d) Si el cuerpo es elástico y rebota, calcula hasta que altura subirá si pierde una energía de 100 julios debido al choque.

2.46. Ejercicio 46Un cuerpo de 500 g lleva una velocidad de 5 m/s cuando choca contra un muelle de K=300 N/m.Calcular la deformación que se produce en el muelle.2.47. Ejercicio 47Desde lo alto de un plano inclinado de 2 m de longitud y 30º de inclinación se deja resbalar un cuerpode 500 g de masa al que se le imprime una velocidad inicial de 1 m/s. Si el coeficiente de rozamientocon el plano es 0,2, calcular la velocidad con que llega al suelo.2.48. Ejercicio 48Un auto de 1.400 Kg viaja hacia el Norte, acelera de manera constante, cambiando su velocidad de18 m/s a 30 m/s en 20 s. Calcula el trabajo realizado en esta situación a raíz del cambio en lavelocidad.2.49. Ejercicio 49Un libro 2 kg está ubicado sobre una mesa que se encuentra a 0,6 m del suelo, luego es levantadohasta que se encuentra a 1,5 m del suelo. Calcula el trabajo realizado en esta situación a raíz delcambio de posición.

2.50. Ejercicio 50Despreciando la resistencia del aire y considerando g = 10 N/kg, ¿con qué rapidez impacta en elsuelo una piedra de 0,8 kg que se deja caer libremente y sin rotar desde una altura de 2 m? Utiliceen el análisis la energía mecánica dela piedra.2.51. Ejercicio 51En la figura se observa que para arrastrar la carretilla una distancia horizontal de 22 metros, estaniña aplica una fuerza constante de 543 Newton, manteniendo un ángulo de 40º con respecto de lahorizontal. a) El módulo del Trabajo mecánico que realiza la fuerza para levantar la carretilla b) El módulo de la componente de la fuerza que esta niña usa para mover la carretilla c) El módulo del trabajo mecánico que realiza la fuerza que pone en movimiento a la carretilla por los 22 m2.52. Ejercicio 52Un cuerpo de 40 kg, se encuentra ubicado sobre la parte más alta de un edificio. Se sabe quecuando se encuentra a 55 metros del suelo su rapidez es de 50 m/s. Encuentra: a) La energía mecánica del cuerpo b) La altura desde la cual cayó el cuerpo c) La rapidez de impacto de este cuerpo en el suelo2.53. Ejercicio 53Desde una altura de 30 m se lanza verticalmente hacia arriba un proyectil de 10 g de masa con unavelocidad de 100 m/s. ¿Qué velocidad tendrá cuando se encuentre a 10 m sobre el suelo? Utilice elanálisis de energía mecánica.

2.54. Ejercicio 54Para abastecer de agua a una ciudad se consumen diariamente 200 m3 de agua. El líquido eselevado a depósitos situados a 80 m por encima del nivel del agua en los pozos. ¿Qué trabajo seconsume al cabo del año?2.55. Ejercicio 55Una fuerza de 500 N actúa sobre un cuerpo de 10 kg inicialmente en reposo, durante 5 minutos, a) ¿Qué velocidad y qué espacio habrá recorrido el cuerpo en ese tiempo? b) ¿Cuánto vale el trabajo realizado por la fuerza en ese tiempo? c) ¿Qué energía cinética tendrá el cuerpo al cabo de 2 segundos?2.56. Ejercicio 56Desde una altura de 200 m se deja caer una piedra de 5 kg. a) ¿Con qué velocidad llega al suelo? b) ¿Cuánto valdrá su energía potencial en el punto más alto? c) ¿Cuánto valdrá su energía cinética al llegar al suelo? d) ¿Cuánto valdrá su velocidad en el punto medio de su recorrido?2.57. Ejercicio 57Un proyectil de 15 g sale por el cañón de un fusil de 75 cm de largo con una velocidad de 100 m/s: a) ¿Qué fuerza actuó sobre el proyectil? b) ¿Cuánto vale la energía del proyectil a la salida del arma?2.58. Ejercicio 58Un cuerpo de 10 kg se sitúa en lo alto de un plano inclinado 30° sobre la horizontal. La longitud delplano es de 10 m y el coeficiente de rozamiento 0,2. a) ¿Con qué velocidad llega el cuerpo al final del plano? b) ¿Cuánto valía la energía potencial del cuerpo al estar situado en lo alto del plano? c) ¿Cuánto vale el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento?

2.59. Ejercicio 59Desde una altura h dejamos caer un cuerpo. Hallar en qué punto de su recorrido se cumple Ec = ¼ Ep2.60. Ejercicio 60Desde la parte inferior de un plano inclinado lanzamos hacia arriba un cuerpo con una velocidadinicial de 10 m/s, tal como lo indica la figura. El cuerpo recorre una distancia de 4 metros sobre elplano hasta que se detiene. Calcular, aplicando el principio de conservación de la energía mecánica,cual es el valor del coeficiente de rozamiento.2.61. Ejercicio 61Desde el suelo lanzamos hacia arriba un cuerpo con una velocidad inicial de 20 m/s. Vamos asuponer que el rozamiento con el aire es una fuerza constante y de valor 10 N. Hallar a qué alturamáxima llega, y que ésta es menor que si no hubiera rozamiento (masa del cuerpo 10 Kg).2.62. Ejercicio 62Una bala con una masa de 5,00 g y una velocidad de 600 m/s penetra un árbol hasta una distanciade 4,00 cm. a) Utilice consideraciones de energía para encontrar la fuerza de fricción promedio que detiene la bala. b) Suponga que la fuerza de fricción es constante y determine cuanto tiempo transcurre entre el momento en que la bala entra en el árbol y el momento en que se detiene.

2.63. Ejercicio 63Una caja de 40 kg inicialmente en reposo se empuja 5,0 m por un piso rugoso horizontal con unafuerza aplicada constante horizontal de 130 N. Si el coeficiente de fricción entre la caja y el piso es0,30, encuentre: a) el trabajo realizado por la fuerza aplicada, b) la energía cinética perdida por la fricción, c) el cambio en la energía cinética de la caja.2.64. Ejercicio 64Calcula el trabajo realizado por el motor de un montacargas de 2000Kg cuando se eleva hasta el 4ºpiso, siendo la altura de cada uno de 3m. Si tarda 10s en la ascensión ¿Cuál es la potenciadesarrollada?2.65. Ejercicio 65Desde una altura de 200 m se deja caer una piedra de 5 Kg. a) ¿Con qué velocidad llega al suelo? b) ¿Cuánto valdrá la energía potencial en el punto más alto? c) ¿Cuánto valdrá su energía cinética al llegar al suelo? d) ¿Cuánto valdrá su velocidad en el punto medio del recorrido? Emplear sólo consideraciones energéticas para resolver el ejercicio.2.66. Ejercicio 66Se lanza un balón de 150 g verticalmente hacia arriba con una velocidad de 5 m/s. Calcula: a) su energía cinética inicial, b) la altura máxima que alcanzará, c) la energía potencial a dicha altura.

2.67. Ejercicio 67En la cima de una montaña rusa un coche y sus ocupantes cuya masa total es 1000 Kg, está a unaaltura de 40 m sobre el suelo y lleva una velocidad de 5 m/s. ¿Qué energía cinética tendrá el cochecuando llegue a la cima siguiente, que está a 20 m de altura? Suponemos que no hay rozamiento2.68. EjercicioDesde una altura de 1000m se deja caer un objeto de 2 Kg, calcula: a) Velocidad y altura a la que se encuentra a los 5s b) Velocidad con que llega al suelo.2.69. Ejercicio 69Un bloque de 2Kg se encuentra en la parte más alta de un plano inclinado 30º con respecto a lahorizontal, si la longitud de dicho plano es de 10 m, calcula la velocidad con que llega la final delplano. Emplear sólo consideraciones energéticas para resolver el ejercicio.2.70. Ejercicio 70Desde la parte inferior de un plano inclinado 25º con respecto a la horizontal se impulsa un cuerpode 3Kg con una velocidad de 50m/s, calcula la altura alcanzada. Emplear sólo consideracionesenergéticas para resolver el ejercicio.2.71. Ejercicio 71Si el carro se suelta en el punto A. Determine la rapidez que lleva el carro en los puntos B, C, D.Si el carrito se suelta en el punto A, ¿cuál es su posible posición cuando su velocidad sea de 10[m/s]?

2.72. Ejercicio 72Se dispara una bala de 10 gr con una velocidad de 500 m/s contra un muro de 10 cm de espesor.Si la resistencia del muro al avance de la bala es de 3000 N, calcula la velocidad de la bala despuésde atravesar el muro.2.73. Ejercicio 73Desde una altura de 5 metros desliza por un plano inclinado un cuerpo de 2 kg de masa que partedel reposo. Calcula la velocidad del cuerpo cuando abandona el plano inclinado suponiendo: a) Qué no hay de rozamiento. b) Qué hay rozamiento y el trabajo realizado por esta fuerza es de 15 J.