Ejercicios de Física ( Trabajo)

FISICA I

Problemas Unidad 6

Fecha de entrega: 17 de octubre de 2016

Luis Francisco Avendaño Anastasio

1.Una  gota  de  lluvia (m =  3.35  X  10-5 kg)  cae  verticalmente    con  rapidez  constante  bajo  la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Después de que la gota ha descendido 100 m, ¿cuál es el trabajo realizado por a) la gravedad y b) la resistencia del aire?

P-fr =0

P= fr

mg=fr

W=f d Cos 0o

W= mgd

W=(3.35  X  10-5 kg)(9.8 m/s2)(100m)=0.033 J

2.Un  bloque  de  2.50  kg  de  masa  es  empujado  2.20  m  a  lo  largo  de  una  mesa  horizontal  sin fricción  por  una  fuerza  constante  de  16.0  N  dirigida  a  25.0°  debajo  de  la  horizontal. Encuentre  el  trabajo  efectuado  por:  a)  la  fuerza  aplicada,  b)  la  fuerza  normal  ejercida  por  la mesa, y c) la fuerza de gravedad. d) Determine el trabajo total realizado sobre el bloque.

W= Fd

1. Wf=(16.0)(2.2m) (Cos-25.0o)=32 J

1. Wn= FdCos90o= 0 J

1. Wg=F dCos90o= 0J

1. Wt= Wf+ Wn+ Wg= 32 J

3.-El vector A se extiende desde el origen hasta un punto que tiene coordenadas polares (7, 70°) y  el  vector B se  extiende  desde  el  origen  hasta  un  punto  que  tiene  coordenadas  polares  (4, 130°). Encuentre A . B.

Ax= 7 Cos 70o=2.4

Ay= 7 Sen 70o=6.6

A(2.4, 6.6)

Bx= 4 Cos 130o=-2.6

By=4 Sen 130o= 3.1

B(-2.6, 3.1)

AB=(-6.2, 21)

4. Una fuerza F= (6i-2j)  N actúa sobre una partícula que experimenta un desplazamiento d= (3i+ j)  m.  Encuentre  a)  el trabajo  realizado  por  la  fuerza  sobre  la  partícula,  y  b)  el  ángulo entre F y d.

Fd=(6,-2)(3 , 1)=18-2= 16 W

lFl=√(6)2 +(-2)2 =√40=6.3

ldl=√(3)2+(1)2=√10=3.2

Cosα= Fd/( lFl x ldl)= 16/(6.3 x3.2)=16/20.16=0.79

α= arccos0.79=38o

5.La  fuerza  que  actúa  sobre  una  partícula  varía  como se  muestra  en  la  figura.  Encuentre  el  trabajo  hecho por la fuerza cuando la partícula se mueve a) de x = 0 a x = 8.00 m, b)de x = 8.00 m a  x = 10.0 m y c) de x = 0  a x=10.0m.

[pic 1]

1. W=

6. Cuando una masa de 4.00 kg se cuelga verticalmente de cierto resorte ligero que obedece la ley  de  Hooke,  el  resorte  se  estira  2.50  cm.  Si  se  retira  la  masa  de  4.00  kg,  a)  ¿cuánto  se elongará el resorte si se le cuelga una masa de 1.50 kg Y b) cuánto trabajo debe  realizar un agente externo para estirar el mismo resorte 4.00 cm desde suposición no  elongada?

F= -kx

-k= F/x

-k=(4.00kg x -9.8 m/s2)/(0.025m)=-(-1568)= 1568

a) x= F/-K= (1.50kg x -9.8 m/s2)/ 1568=0.009375 m

b) W= -1/2   Kxf2 + ½ Kxi2= [-1/2 (1568)(0.04m)2] + [½ (1568)(0)2=1.25 J        

7. Si se necesitan 4.00 J de trabajo para alargar 10.0 cm un resorte que cumple la ley  Hooke  a partir de su longitud no deformada, determine el trabajo extra necesario para extenderlo 10.0 cm adicionales.

W= ½ Kx2

K=2W/X2

K=(2 X 4.00 J)/(0.1m)2=800

W= ½ (800)(0.2m)2=16 J

8. Una masa de 3.00 kg tiene una velocidad inicial vi= (6.00i-2.0j)m/s. a) ¿Cuál es la energía cinética en este tiempo? b) Determine el trabajo total realizado sobre el objeto si su velocidad cambia a (8.00i+ 4.00j) m/s. (Sugerencia: Recuerde que v2= v x v

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