RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS II DE TRABAJO Y ENERGÍA PARA FÍSICA DE SECUNDARIA:

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RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS:

EJERCICIO FQ4EE1826:

Un objeto de 0,1 kg de masa se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Si despreciamos todo tipo de rozamientos, calcular:

a)Altura máxima que alcanza.

b)Velocidad que tendrá a 10 m de altura.

RESOLUCIÓN DE ÉSTE Y DEL RESTO DE LOS EJERCICIOS DE LA RELACIÓN DE TRABAJO Y ENERGÍA: EJERCICIOS DE TRABAJO Y ENERGÍA

DATOS:

m = 0,1 kg; v = 20 m/s; h = ¿; v (10 m)= ?

Apartado a)

Despreciando los rozamientos, se conserva la energía mecánica. Aplicando esta conservación al instante inicial (cuando lo lanzamos) y al instante final (cuando alcanza la altura máxima)

Ya que inicialmente no tiene altura y en la posición final no tiene velocidad:

 

Apartado b)

Igual que antes, aplicamos la conservación de la Energía Mecánica, pero entre el instante inicial y el instante en el que se encuentra a una altura de 10 m.

 

La energía cinética del cuerpo 2:

Entonces la energía potencial del cuerpo 1 tiene que ser igual a la energía cinética del cuerpo 2.

EJERCICIO FQ4EE1825:

¿Hasta qué altura tenemos que elevar un cuerpo de 10 kg para que tenga una energía potencial que sea igual a la energía cinética que tiene otro cuerpo de 5 kg moviéndose a una velocidad de 10 m/s?

 

RESOLUCIÓN:

DATOS:

m1 = 10 kg; m2 = 5 kg; v = 10 m/s; h = ¿

La energía cinética del cuerpo 2:

Entonces la energía potencial del cuerpo 1 tiene que ser igual a la energía cinética del cuerpo 2.

EJERCICIO FQ4EE1821:

Un cuerpo se desplaza 5 m cuando sobre él actúa una fuerza de 50 N. Calcular el trabajo realizado en los siguientes casos:

a)Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido.

b)Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido contrario.

c)Fuerza y desplazamiento son perpendiculares.

RESOLUCIÓN:

DATOS:

s=5m; F=50 N; W=?

Apartado a):

Notar que en este caso el ángulo es de cero grados, con lo que de la Fórmula del Trabajo realizado por una fuerza constante sobre un objeto que sigue una trayectoria rectilínea:

Apartado b):

Notar que en este caso el ángulo es de 180 grados, con lo que de la Fórmula del Trabajo:

 

Apartado c):

Notar que en este caso el ángulo es de 90 grados, con lo que de la Fórmula del Trabajo, nos dará que el trabajo es nulo, como ocurre siempre que el desplazamiento y la fuerza son perpendiculares

EJERCICIO FQ4EE1822:

Calcular el trabajo que realiza en dos horas un motor que tiene una potencia de 10000 W.

 

RESOLUCIÓN:

DATOS:

t = 2 horas = 7200 segundos; P = 10000 W; W = ?

Como la Potencia:

EJERCICIO FQ4EE1823:

¿Cuál es la potencia teórica de un motor que tiene un rendimiento del 65% si la potencia utilizada es de 15 000 W?

 

RESOLUCIÓN:

DATOS:

Rto = 65%; P (útil) = 15000 W; P (teórica) =?

EJERCICIO FQ4EE1824:

Una bomba de 1400 W de potencia extrae agua de un pozo de 25 m de profundidad a razón de 200 litros por minuto. Calcula:

A)El trabajo realizado cada minuto.

B)La potencia desarrollada por la bomba.

C)El rendimiento de la bomba.

RESOLUCIÓN:

DATOS:

P = 1400 w; s = 25 m; V = 200 litros, la masa correspondiente al ser agua es de 200 kg;t = 1 minuto = 60 segundos

Apartado A:

El trabajo realizado cada minuto será el correspondiente a levantar el peso del agua esa altura, con una fuerza que se realiza en la dirección y sentido del desplazamiento:

Apartado B:

La potencia desarrollada cada minuto:

 

Apartado C:

Para el rendimiento, notar que los 1400 w son la potencia del motor y lo calculado anteriormente la útil, la utilizada.

 

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