Ejercicios De Trabajo Mecanico, Fisica I 2i3y24

UNIVERSIDAD DE ATACAMA Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Física

GUIA DE EJERCICIOS N9 INGENIERÍA PLAN COMÚN Y GEOLOGÍA - FÍSICA I

1.- Una partícula se somete a una fuerza F neta que varia con la posición, como se ve en la figura. Determine el 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?

R: a) 7,5 [J]; b) 15 [J]; c) 7,5 [J]; d) 30 [J]; 2.- Un bloque de 2.5 kg de masa es empujado 2.2 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida a 25° debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo efectuado por: (a) la fuerza aplicada, (b) la fuerza normal ejercida por la mesa, (c) la fuerza de la gravedad, y (d) la fuerza neta sobre el bloque.

3.- El gráfico que se muestra, representa la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo paralelamente a su trayectoria en función de la posición x. Determine el trabajo realizado por ésta fuerza cuando el cuerpo se desplaza desde x = 2 [m] hasta x = 6 [m].

F [N]

20

12

4

x [m] 2

6

10

R: 32 [J]

4.- Calcular el trabajo efectuado por un hombre que arrastra un saco de papas de 800 [N] de peso 10 [m] a lo largo de un piso horizontal liso con una fuerza F de 200 [N] en dirección horizontal y que luego sube hasta un camión cuya carrocería está a 1,2 [m] de altura. Si el trabajo se demoró 2 minutos, calcule también la potencia desarrollada por el hombre.

5.- Un 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 f = 10 [N]

N

F2 F1

fr 20º

mg

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. R: a) WF1 = 1503,5 [J]; WF2 = 2000 [J]; Wfr = -200 [J] y Ww = -268.14 [J]. b) WNETO = 2585.36 [J]

6.- Calcular el trabajo efectuado por un hombre que arrastra un saco de harina de 65 [kg] por 10 [m] a lo largo del piso con una fuerza de 245 [N] y que luego lo levanta hasta un camión cuya plataforma está a 75 [cm] de altura. ¿Cuál es la potencia promedio desarrollada si el proceso entero tomó 2 [min]?

7.- Un cuerpo de 4[kg] de masa se mueve hacia abajo en un plano inclinado 45° con respecto a la horizontal. Sobre el cuerpo actúan las siguientes fuerzas: una fuerza horizontal de 20[N] contraria al movimiento, una fuerza paralela al plano de 140[N], favoreciendo el movimiento, y una fuerza constante de fricción de 8[N] que se opone al movimiento. El cuerpo se traslada 20[m] a lo largo del plano. Calcular el trabajo total efectuado por el sistema de fuerzas actuantes sobre el cuerpo, así como el trabajo de cada fuerza. R: Wfr = -160 [J]; WF. Contraria = -400 [J]; WF. a favor = 2800 [J]; Wpeso = 27,7 [J]; WNeto = 2267.7 [J]

8.- Una fuerza neta de 50 [N] actúa sobre un cuerpo de 10 [kg], inicialmente en reposo, durante 5 minutos, 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? 9.- El ascensor de un rascacielos es capaz de subir a 12 personas al piso 60 (aproximadamente 250 [m] ) en un tiempo de 50 segundos. Si la masa del ascensor junto a los ocupantes es de 2000 kg, calcule: a) El trabajo realizado por el ascensor. b) La potencia del mismo. R: a) 4900 [KJ]; b) 98 [KWatt]

10.- Un bloque de 50 Kg se hace subir por un plano inclinado en 37º respecto de la horizontal mediante una fuerza de módulo 500 N y de dirección paralela al plano. El coeficiente de roce cinético entre el bloque 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.