OBJETIVO 1 TRABAJO - POTENCIA Y ENERGÍA 1) Una bola de 2,00 kg es dejada caer desde un globo y en el momento que está a 40,0 m de altura sobre el suelo, lleva una velocidad de magnitud 30,0 m/s. La energía potencial gravitatoria y la energía cinética de la bola en ese instante son, respectivamente a) 1684 J y 1684 J b) 1800 J y 784 J c) 900 J y 784 J d) 784 J y 900J 2) Un objeto de masa 10 kg viaja con rapidez de 70 m/s. Si en ese instante, su energía potencial gravitatoria es la mitad de su energía cinética, entonces, ¿cuál es esa energía potencial gravitatoria? a) 3 430 J b) 6 860 J c) 12 250 J d) 24 500 J 3) Un joven sube con velocidad constante una caja de 5,00 kg desde el nivel del suelo hasta una altura de 1,20 m, aplicando una fuerza de 49,0 N, como muestra la figura. Si se desprecia la fuerza de rozamiento, entonces, el trabajo realizado por el joven sobre la caja para llevarla desde el suelo hasta esa altura es a) 9,8 J b) 245 J c) 40,8 J d) 58,8 J 4) Un avión de 5,0 x 103 kg vuela a una altura de 1,5 x 103 m sobre el nivel del suelo y con velocidad constante de magnitud 6,0 x 102 m/s. Respecto al nivel del suelo, la energía mecánica del avión es a) 7,3 x 107 J b) 8,3 x 108 J c) 9,0 x 108 J d) 9,7 x 108 J 5) Si un señor realiza un trabajo neto de 50 J al desplazar una caja durante 5,0 s, entonces, él desarrolla una potencia de a) 10 W c) 55 W b) 250 W d) 0,10 W 6) Desde el nivel del suelo un ascensor asciende verticalmente por la acción de una fuerza de 700 N de magnitud. En el trayecto de ascenso, desde el nivel del suelo hasta el segundo piso, que se encuentra a 7,0 m de altura, el trabajo realizado por esa fuerza sobre el ascensor es a) 7,1 x 101 J c) 1,0 x 102 J d) 4,9 x 103 J d) 6,9 X 103 J 7) Una bola de 1,2 kg se desliza sobre la superficie de una mesa de rozamiento despreciable. Al pasar por la posición P su velocidad es 2,2 m/s hacia el este y la altura de la superficie de la mesa, respecto al nivel del suelo es 0,72 m, como muestra la figura. Si el nivel de referencia es la superficie de la mesa, entonces, en el instante que pasa por la posición P la energía mecánica de la bola es a) 10,9 J b) 2,90 J c) 11,4 J d) 8,47 J 8) Observe la siguiente figura. De acuerdo con la figura, si se desprecia el roce con la rampa y con el aire, ¿con qué rapidez se debe impulsar un objeto de 1,0 kg desde la posición R, para que alcance su posición de altura máxima con energía potencial de 98 J? a) 7,0 m/s b) 10 m/s c) 14 m/s d) 98 m/s 9) Un niño levanta una caja de 3,5 kg desde el suelo hasta una altura de 0,40 m en un tiempo de 5,0 s, ¿qué potencia mínima desarrolló el niño? a) 1,4 W b) 2,7 W c) 6,9 W d) 0,28 W 10) Una joven aplica una fuerza constante de magnitud 2,0 N con un ángulo de 40º con la horizontal, sobre una máquina cortadora de césped, como muestra la figura. Si la máquina cortadora se desplaza 7,00 m hacia el Este, entonces, el trabajo realizado por la muchacha sobre la máquina es a) 112 J c) 134 J b) 147 J d) 175 J 11) Un niño levanta una caja de 3,5 kg, desde el suelo hasta una altura de 0,40 m, en un tiempo de 5,0 s; la potencia mínima que desarrolló el niño es A) 1,4 W B) 2,7 W C) 6,9 W D) 0,28 W 12) Un carpintero levanta, con velocidad constante, una bolsa de clavos de 2,00 kg, desde el suelo hasta depositarla en un andamio. Si él efectuó un trabajo de 29,4 J, entonces, la altura a la que elevó la bolsa de clavos es A) 0,667 m B) 1,50 m C) 14,7 m D) 144 m 13) Si la energía mecánica de un cuerpo en caída libre se mantiene constante, y la energía potencial gravitatoria cambia en –988 J, entonces, durante ese cambio de energía potencial gravitatoria, es correcto afirmar que A) la distancia recorrida por ese cuerpo es 100 m. B) el trabajo realizado sobre ese cuerpo es –988 J. C) la aceleración del cuerpo es 0 m/s2. D) la masa de ese cuerpo es 1000 kg. 14) Una locomotora de 2,0 x 104 kg se desplaza con velocidad constante de magnitud 15 m/s, y luego acelera hasta alcanzar 25 m/s. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza del motor para originar este cambio en la magnitud de la velocidad? A) 4,0 x 106 J B) 1,0 x 105 J C) 4,5 x 106 J D) 1,2 x 107 J 15) En los péndulos simples, despreciando las fuerzas de fricción, la fuerza que hace trabajo para que los péndulos oscilen, es de tipo A) conservativa. B) no conservativa. C) conservativa y no conservativa. D) ni conservativa ni no conservativa. 16) Una esfera de 0,500 kg, unida a una cuerda de 2,00 m de longitud y de masa despreciable, es soltada desde el reposo a una altura de 0,268 m, respecto al nivel de equilibrio, como muestra la figura: Si el rozamiento es despreciable, la magnitud de la máxima velocidad que experimenta la esfera es A) 39,2 m/s B) 6,26 m/s C) 5,25 m/s D)2,29 m/s 17) Una fuerza actúa sobre un bloque de masa 1,0 kg para comprimir un resorte de constante elástica 15 N/m. Una vez eliminada la fuerza que lo comprime, el resorte impulsa al bloque sobre una superficie horizontal sin fricción, alcanzando dicho bloque una velocidad máxima de magnitud 0,39 m/s. ¿Qué longitud comprimió la fuerza al resorte? A) 0,50 m B) 0,10 m C) 0,030 m D) 0,010 m 18) Un saco de lastre de 40 kg es dejado caer desde cierta altura; si el rozamiento con el aire es despreciable, cuando hace contacto con el suelo, su energía mecánica es 392 J, ¿desde qué altura fue dejado caer? a) 1,0 m b) 10 m c) 14 m d) 20 m 19) Un resorte es comprimido 0,0500 m por una cajota de masa m = 0,20 kg, colocada en contacto con su extremo libre como muestra la figura. Posteriormente el resorte se descomprime y en el momento en que recupera su longitud normal impulsa a la cajita con una rapidez de 5,0 m/s. Si la fricción es despreciable, el valor de la constante elástica del resorte es a) 2,0 x 103 N/m b) 4,5 x 102 N/m c) 1,0 x 102 N/m d) 4,0 x 102 N/m 20) Un resorte de constante elástica 2,5 x 103 N/m, es comprimido por la acción de una fuerza. En el instante que el resorte acumula una energía potencial elástica de 50 J, ¿cuál es la longitud a la cual fue comprimido? a) 0,020 m b) 0,040 m c) 0,14 m d) 0,20 m
