trabajo y energía - IES José Cadalso

RELACIÓN DE PROBLEMAS “TRABAJO Y ENERGÍA”
FÍSICA-QUÍMICA 1º BACHILLERATO
1. Un vehículo de masa 900 kg que va a una velocidad de 25 m/s frena bruscamente y se desliza hasta pararse.
Si el coeficiente de rozamiento es 0,2, determina la distancia recorrida hasta detenerse.
2. Un cuerpo de 8 kg de masa se traslada por una superficie horizontal por la acción de una fuerza de 60 N que
forma un ángulo de 30º con la horizontal. Si arranca desde el reposo y el coeficiente de rozamiento es 0,2,
determina el trabajo que realiza cada una de las fuerzas y la velocidad del objeto después de recorrer 4 m.
3. Juan, de 70 kg, sube a una altura de 20 m.
a) ¿Qué trabajo realiza?
b) ¿Efectúa el mismo trabajo si sube por una escalera inclinada que si lo hace por una escalera vertical?
4. La cabina de un ascensor tiene una masa de 400 kg y transporta 4 personas de 75 kg cada una. Si asciende con
velocidad constante hasta una altura de 25 m en 40 s, calcula:
a) El trabajo realizado para subir la cabina y los pasajeros.
b) La potencia media desarrollada en kW y CV.
c) Si el rendimiento total de la instalación del ascensor es del 62% , ¿cuál es el coste de cada viaje del
ascensor? (el precio de 1 kW h es de 10 céntimos)
5. Un automóvil de 1000 kg de masa pasa del reposo a una velocidad de 100 km/h en 9 s.
a) Si no existe rozamiento, ¿qué potencia desarrolla?
b) Si se desliza por una superficie de coeficiente de rozamiento 0,2 y se desconecta el motor, ¿qué
distancia recorre antes de pararse? ¿Dónde va a parar la energía que tenía el coche?
6. Determina la potencia que desarrolla un ciclista, que tiene una masa de 70 kg, al pedalear con una velocidad
de 18 km/h por una carretera horizontal con un coeficiente de rozamiento 0,2. ¿Cuál será la potencia cuando
acceda a una rampa del 4%, si se mantiene la velocidad y con el mismo coeficiente de rozamiento?
7. Un automóvil, cuya masa es de 1,25 toneladas, se desplaza con una velocidad de 108 km/ y choca con un
peatón de 75 kg de masa. Calcula hasta qué altura podría elevarse el peatón tras la colisión.
8. Un objeto de masa 200 g se lanza con velocidad de 3 m/s deslizando sobre una mesa horizontal, desde un
extremo hasta el opuesto que está a una distancia de 1,5 m. El coeficiente de rozamiento entre el objeto y la
mesa es 0,2.
a) Explica si el objeto caerá o no al suelo.
b) En caso afirmativo, y suponiendo que la altura de la mesa sobre el suelo es de 0,8 m, ¿a qué distancia
de la mesa caerá?
9. Un péndulo consta de una esfera de 250 g de masa y una cuerda de 1 m de longitud que cuelga de un soporte.
Calcula el trabajo realizado para separar al objeto lateralmente de la vertical una altura de 50 cm,
manteniendo la cuerda tensa. ¿Qué velocidad lleva la esfera cuando esté a 10 cm sobre el punto más bajo de
la trayectoria? ¿Con qué velocidad pasa por el punto más bajo de la trayectoria?
10. Dos objetos de masas m1 = 4 kg y m2 = 4,1 kg están unidos a los extremos de una cuerda que pasa por una
polea. Inicialmente los objetos están a la misma altura sobre el suelo y se deja evolucionar el sistema. Calcula
la velocidad de los cuerpos cuando están separados por una distancia de 2 m.
11. Un objeto de 500 g de masa está unido a un resorte que tiene una constante elástica K = 100 N/m. Determina
el trabajo que hay que realizar para mantenerlo comprimido 30 cm. ¿Qué fuerza hay que aplicar y qué trabajo
hay que realizar para mantenerlo comprimido? Si a continuación se suelta el objeto, determina el módulo de
la fuerza elástica y la velocidad del objeto cuando la deformación es de 15 cm. ¿Qué velocidad tendrá el objeto
cuando el resorte recupere su longitud inicial?
12. En lo alto de una montaña rusa se encuentra un cochecito de 200 kg de masa en el que se sientan dos
personas de 75 kg de masa cada una. El cochecito se pone en movimiento a partir del reposo, haciendo el
recorrido desde A hasta C sin rozamiento, encontrándose finalmente con un freno a partir de C que le detiene
en D. Sabiendo las alturas alcanzadas en cada punto indicadas en la figura y que la distancia de frenado CD es
de 10 m, se pide:
a) ¿Con qué velocidad llega el cochecito a las posiciones B y C?
b) ¿Qué valor tiene la aceleración de frenado y el coeficiente de rozamiento en el tramo horizontal CD?
13. Desde lo alto de un plano inclinado, de 10 m de longitud y que forma un ángulo de 30º con la horizontal, se
deja deslizarse un cuerpo de 6 kg de masa. Si el coeficiente de rozamiento es 0,1, calcula la velocidad con la
que el cuerpo llega a la base del plano.
14. Un muelle de constante elástica K=2000 N/m está comprimido 10 cm por dos bloques de 5 kg y 2 kg, situados
en sus extremos. Si el sistema lo abandonamos en una superficie horizontal sin rozamiento, calcula la
velocidad con la que salen despedidos los bloques.