PROBLEMAS DE ENERGÍA Calcular el trabajo que hay que realizar

PROBLEMAS DE ENERGÍA
Calcular el trabajo que hay que realizar para arrastrar, a lo largo de 55 m, por un suelo horizontal,
un cuerpo de 30 kg a velocidad constante, sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el
suelo y el cuerpo es de 0,3.
Sol. 4851 J
Calcula la altura a la que debe encontrarse una persona de 60 kg para que su energía potencial sea
la misma que la de un ratón de 100 g que se encuentra a 75 m del suelo.
Sol. 0´125 m
¿A qué altura debe encontrarse una persona para que su energía potencial sea equivalente a la
energía que posee él mismo cuando corre a una velocidad de 25 km/h?
Sol. 2´43 m
Un martillo a 5 m de altura sobre el suelo, en la Tierra y en la Luna, ¿tiene la misma energía
potencial gravitatoria? Razona por qué. Si se deja caer, ¿llegará con la misma velocidad al suelo en
ambos casos?
Un embalse deja salir 45 Hm3 de agua, que caen desde 40 m de altura, para mover una turbina y
producir electricidad. ¿Cuántos julios de energía eléctrica se producen, despreciando los
rozamientos?.
Un Bugatti Veyron, partiendo del reposo, alcanza los 100 km/h en 2,5 segundos Calcula:
a)
Energía cinética al final del recorrido, si se sabe que la masa del vehículo es de 1888 kg.
b)
Trabajo efectuado en el recorrido.
c)
Potencia del motor en kW y en CV.
d)
Distancia cubierta por el vehículo en ese tiempo.
Dos bolas iguales de masa 20 kg se encuentran a 6 m de altura. Una se deja caer verticalmente
mientras la otra cae por una rampa inclinada de longitud 15 m.
Analizala transformación energética en el proceso de caída de ambos
cuerpos.
¿Cuál de los dos llega al suelo con mayor velocidad, si despreciamos el
rozamiento?
¿Cuál llega con mayor velocidad, teniendo en cuenta el rozamiento?
Un coche de 1770 kg circula por una autopista a 140 km/h, pero frena hasta reducir su rapidez
hasta los 80 km/h cuando divisa un coche de la Guardia Civil. Se pide:
a. ¿Cuál ha sido la variación de energía experimentada por el auto? Expresa el resultado en
Kilocalorías.
b. ¿Qué trabajo han efectuado los frenos?
c. Circular a 140 km/h no es peligroso sólo por el riesgo de multa. Para hacerte una idea de la
gravedad de estrellarse a esa velocidad, ¿desde qué altura habría que dejar caer el mismo coche
para que produjera los mismos efectos que un choque frontal?
¿Desde qué altura habría que dejar caer un cuerpo para que llegue al suelo con velocidad de 4
m/s? ¿Depende el resultado de la masa del cuerpo?
Lanzamos verticalmente y hacia arriba un cuerpo de 7 kg de masa con una rapidez de 12 m/s
Determina la Energía cinética del objeto cuando pasa por la mitad de su altura
¿Desde qué altura habría que dejar caer un cuerpo para que llegara al suelo con una rapidez de 10
m/s? Para que llegara al doble de velocidad, ¿habría que dejarlo caer desde una altura doble?
Se arrastra por el suelo con velocidad constante un cajón de 50 kg. Calcula el trabajo que se realiza
en un desplazamiento de 10 m si:
a) No existen rozamientos.
b) El coeficiente de rozamiento es 0.4?
Sol: a) 0 J; b) 1960 J.
Se quiere subir un cubo de 1 kg de masa con 20 litros de agua desde los 15 metros de profundidad
de un pozo. Calcular el trabajo que hay que realizar para subir el cubo hasta 1 m de altura por
encima del suelo. Sol: 3360 J.
Un motor de 1200 kg arranca y alcanza una velocidad de 108 km/h en 300 m. Calcula, en julios, el
aumento de energía cinética y la fuerza total que actúa sobre la moto.
Sol: 5.4·104 J y 1800 N
Se lanza verticalmente hacia arriba un objeto de 0.5 kg con una energía cinética de 25 J. Calcula:
a) La altura alcanzada si no hay rozamiento del aire.
b) La energía potencial máxima.
c) La energía potencial cuando la velocidad es 1/5 de la velocidad inicial.
Sol: a) 5.1 m; b) 25 J; c) 24 J.
Un objeto de 4 kg cae desde una altura de 22 m. Calcular:
a) A qué altura sobre el suelo se igualan su Ec y su Ep.
b) La velocidad en ese punto.
c) La velocidad en el instante de tocar el suelo
Sol. a) 11 m; b) 14´68 m/s ; c) 20´76 m/s
Se lanza una pelota hacia arriba, alcanzando los 7 m de altura. Calcular:
a) A qué altura sobre el suelo se igualan su Ec y su Ep.
b) La velocidad en ese punto.
c) La velocidad con la que se ha lanzado la pelota.
Sol. a) 3´5 m ; b) 8´28 m/s ; c) 11´71 m/s