Problemas.pdf
- 1. MINISTERIO DE EDUCACIÓN INSTITUTO URRACÁ III TRIMESTRE ESTUDIANTES ALEJANDRA SANDOVAL LIANYS NAVARRO MARISELYZ ABREGO YOSLANIS ATENCIO PROFESORA ELVIA DE WALKER GRADO 11ºM AÑO 2021
- 2. 1.Un vagón de carga de 50 toneladas métricas de masa se empuja una distancia de 800 m hacia arriba sobre una vía con inclinación 1.2% con rapidez constante. a) Calcule el trabajo que realiza contra la gravedad el empuje de la barra de tracción. b) Si la fuerza de fricción que retarda el movimiento es de 1 500 N, determine el trabajo total efectuado. 2. Una bomba de agua sube el líquido desde un lago hasta un gran tanque colocado 20 m arriba del nivel del lago. ¿Cuánto trabajo contra la gravedad efectuará la bomba para transferir 5.0 m3 de agua al tanque? Un metro cúbico de agua tiene una masa de 1 000 kg. Trabajo y Energía
- 3. 3. Una mujer de 60 kg sube un tramo de escalera que une dos niveles separados 3 m ¿cuánto cambia la energía potenciade la mujer? ¿cuánto trabajo de levantamiento realiza la mujer? ¿cuánto cambia la EPG de la mujer? 4.Justo antes de chocar con el piso una masa de 2.00kg tiene 400j de energía cinética. Si se desprecia la fricción ¿De qué altura se dejó caer dicha masa? 5. El coeficiente de fricción de deslizamiento entre el coche de 900 kg y el pavimento es de 0.80. Si el automóvil se mueve a 25m/s a lo largo del pavimento plano cuando comienza derrapar para detenerse ¿Que distancia recorrido antes de detenerse?
- 4. 6. En la figura se muestra un péndulo simple formado por una cuerda de 75 cm y un disco amarrado en uno de sus extremos. Si el péndulo se suelta desde el punto A. Utilice los conceptos de energía para calcular la rapidez del disco al pasar por el punto B y por el punto C. 7.En la figura 8, h1 = 50cm, h2 = 30cm y la longitud del alambre desde A hasta C es de 400cm. Una cuenta de 3.0g se suelta en el punto A y recorre el alambre hasta detenerse en el punto C. ¿De qué magnitud será la fuerza de fricción promedio que se opone al movimiento? 8. Calcule la potencia generada por una máquina que levanta una caja de 500 kg a una altura de 20.0 m en un tiempo de 60 s.
- 5. 9. Un objeto de 4 kg se eleva 1.5 m . a) ¿Qué cantidad de trabajo se efectúa contra la gravedad? b) Repítase el cálculo si el objeto se baja en vez de elevarse. 10. Para descargar granos de la bodega de un barco se emplea un elevador que levanta el grano a una distancia de 12 m. La descarga del grano se realiza por la parte superior del elevador a razón de 2 kg cada segundo y la rapidez de descarga de cada partícula de grano es de 3 m/s. Encuéntrese la potencia (en hp) del motor que puede elevar los granos de este nodo.
- 6. 11. Una cuenta se desliza sobre un alambre. Si la fuerza de fricción es despreciable y en el punto A la cuenta tiene una rapidez de 200cm/s . ¿Cuál es su rapidez en el punto B? ; ¿Cuál en el punto C?
- 7. 1.Un balón de 0,45 kg es pateado por un jugador, imprimiéndole una velocidad de 10,0 m/s. Si el tiempo que lo pateó fue de 0,040 s,¿Cuál fue la fuerza ejercida sobre el balón? Sol: 1,1 x 10 2 N 2. 2.Calcular el impulso que debe darse a un automóvil de 1 800 kg para que desarrolle una velocidad de 70,0 km/h. Sol: 3,4 x 10 4 kg m/s 3. 3.Calcular el tiempo en que debe aplicarse una fuerza de 20,0 N para que el cuerpo de 3,0 kg varíe su velocidad de 4,0 m/s a 8,0 m/s.Sol:0,60 s 4. Impulso y Cantidad de Movimiento
- 8. 4. ¿Cuál es la cantidad de movimiento de un cuerpo cuyo peso es de 147 N, si lleva una velocidad de 40,0 Km/h? Sol: 166 kg m/s 5. 5.Un proyectil de 2,0 kg es disparado por un cañón cuya masa es de 350 kg. Si el proyectil sale con una velocidad de 450 m/s, ¿cuál es la velocidad de retroceso del cañón? Sol: – 2,6 m/ 6. Un cuerpo cuya masa es de 0,20 kg lleva una velocidad de 3,0 m/s al chocar de frente con otro cuerpo de 0,10 kg de masa y que va a una velocidad de 2,0 m/s. Considerando al choque perfectamente inelástico, ¿qué velocidad llevarán los dos cuerpos después del choque si permanecen unidos? Sol: 1,3 m/s
- 9. 7. Una pelota de beisbol de 0,150 kg se lanza con una rapidez de 40,0 m/s y es golpeada hacia el lanzador con una velocidad de 50,0 m/s (a) ¿Cuál es el impulso entregado a la pelota? (b) Encuentre la magnitud de la fuerza media ejercida por el bate sobre la pelota si los dos están en contacto durante 2,00 x 10 -3 s. Sol: 13,5 kg m/s y 6,75 N 8. Dos bolas de billar se mueven una hacia la otra. Las bolas tienen masas idénticas, y suponemos que la colisión entre ellas es perfectamente elástica. Si las velocidades de las bolas son 30 cm/s y -20 cm/s,(a)¿cuál es la velocidad de cada bola después de la colisión Sol: (a)V1f= -20 cm/s ; V2f = 30 cm/s
- 10. 9. Un pez de 6,0 kg está nadando a 0,30 m/s hacia la derecha; se traga a otro pez de 0,30 kg que nada hacia él a 2,0 m/s. Calcular la velocidad del pez grande después de la comida. Sol: 0,19 m/s 10.Una pelota de 2,0 kg que se mueve a 24 m/s, choca de frente con una pelota de 1,0 kg que se mueve en la misma dirección pero en sentido opuesto a 12 m/s. Encuentre las velocidades de cada bola después del impacto si: (a) e= 2/3 (b) Las pelotas permanecen unidas, (c) El choque es perfectamente elástico. Sol: 28 m/s ; 4,0 m/s ; 12 m/s
- 11. 11.Chocan de frente un camión de 20 000 kg con un automóvil de 1 500 kg, antes del impacto la velocidad del camión era de 18 km/h, y la velocidad del auto era de 28,8 km/h. Los dos vehículos se atoran durante el choque quedando pegados. El tiempo entre el contacto y la configuración final es de 0,20 s,¿cuál es la velocidad de ambos después de la colisión? Si la masa de cada conductor es 100,0 kg, ¿cuál es la fuerza que actúa sobre cada conductor durante el choque, suponiendo que ambos están sujetos por cinturones de seguridad? Sol:4,09 m/s ; -455 N y 6045 N 12.Un hombre que conduce un auto a 12 m/s golpea directamente la parte trasera de un pequeño auto que conduce una mujer, quien se hallaba esperando que cambiara la luz del semáforo. El auto pequeño es impulsado hacia el cruce con una velocidad inicial de 12 m/s y el auto grande sigue con una velocidad V. La masa total del auto del hombre es 3 veces mayor que la masa del auto pequeño y su conductora. Halle: La velocidad del auto inmediatamente después de la colisión, (b) La pérdida de energía cinética durante la colisión si la masa total del auto grande más su conductor es de 2 700 kg. Sol: 8,0 m/s; 43 200 J 22,2 %
- 12. 13.Un automóvil de 2 000 kg viaja en línea recta a 100,0 km/h. Si en 4,00 s reduce su velocidad a 80,0 km/h, determina: a) La fuerza media que retarda su velocidad b) La aceleración media que retarda su velocidad y c) La distancia que recorre en los 4,00s. Sol:-2,8 x103 N; 1,40 m/s2 y 99,9 m. 14.Un objeto de 3,00 kg con una velocidad inicial de 5,00 m/s en la dirección positiva de X choca y se queda pegado con un objeto de 2,00 kg, a una velocidad inicial de – 3,00 m/s en la dirección negativa de Y. Encuentre las componentes finales de la velocidad del objeto combinado, Sol: V1F = 3,00 m/s y V2F= --1,20 m/s
- 13. 15.Una bomba cuya masa es de 0,91 kg se mueve en la dirección positiva del eje X, con una velocidad de 15,2 m/s, cuando estalla en 3 fragmentos que salen proyectados en el mismo plano vertical, Un fragmento, de masa 0,34 kg, sale disparado formando un ángulo de 45°; otro fragmento de masa 0,12 kg, forma un ángulo de 290°, y el tercer fragmento, de masa 0,45 kg. forma un ángulo de 120° y lleva una velocidad de 3,05 m/s. Los ángulos se miden con respecto a la dirección positiva del eje X. Halle las magnitudes de las velocidades de los otros fragmentos, Sol: 43 m/s
- 14. 1. Un objeto pesa 30 N en el aire y 19 N en el agua. Determinar su volumen y su densidad relativa. R. 1,10𝑥10−2 𝑚3 , 𝜌𝑟 = 2,73 2. Si 6,00 m3 de un aceite pesan 5 080 N, calcular su peso específico y su densidad. R. 𝛾 = 847 𝑁 𝑚3 ⁄ ;𝜌 = 865 𝑘𝑔 𝑚3 3. Determine la presión en N/m2 sobre una superficie sumergida a 6 m de profundidad en una masa de agua. R. 6𝑥104 𝑁2 Fluidos
- 15. 4. Determine la presión en N/m2 a una profundidad de 9 m en un aceite de densidad relativa de 0, 750. R. 6,62𝑥104 𝑁 𝑚2 5. A que profundidad de un aceite, la densidad relativa 0,750 se producirá una presión 2,80x104 N/m2 ¿A cuál si es agua? R. 3,80 m; 2,90 m 6. Convertir una altura de presión de 5 m de agua en altura de aceite, de densidad relativa 0,750 R. 6,7 m 7. Convertir una altura de presión de 60 cm de mercurio en altura de aceite de densidad relativa 0,750. R. 10,85 m.
- 16. 8. Un bloque de piedra pesa 588 N y al introducirlo en un depósito cuadrado de 60 cm de lado, lleno de agua, el bloque pesa 324 N. ¿Qué altura se elevará el agua en el depósito? R. 7,5 cm 9. Un iceberg de peso específico 8 938 N/m3 flota en el océano (10 045 N/m3), emergiendo del agua un volumen de 600 m3 . ¿Cuál es el volumen total del iceberg? R. 5 440 𝑚3 10. Aceite de densidad relativa 0,750 está fluyendo a través de una boquilla mostrada en la fig. y desequilibra la columna de mercurio del manómetro en U. Determine el valor de h si la presión en A es de 1,40x104 N/m2 . R. 1,14