Problemario 3. Mecánica Clásica.

1. Un bloque de 2.50g de masa se empuja 2.20m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida 25.0° debajo de la horizontal. Determine el trabajo invertido sobre el bloque por: a) la fuerza aplicada, b) la fuerza normal que ejerce la masa, c) la fuerza gravitacional, d) determine el trabajo neto invertido sobre el bloque.

2. Batman, cuya masa es de 80.0kg, está colgado en el extremo libre de una soga de 12.0m, el otro extremo está dijo de la rama de un árbol arriba de él. Al flexionar repetitivamente la cintura, hace que la soga de ponga en movimiento y eventualmente la hace balancear lo suficiente para que pueda llegar a una repisa cuando la soga forma un ángulo de 60.0° con la vertical. ¿Cuánto trabajo invirtió la fuerza gravitacional en Batman en esta maniobra?

3. Una partícula de 0.600kg tiene una rapidez de 2.00m/s en el punto A y energía cinética de 7.50J en el punto B. ¿Cuáles son: a) su energía cinética en A? b) su rapidez en B? c) su trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de A a B?

4. Un carro de montaña rusa de 1000kg inicialmente está en lo alto de un rizo en el punto A, luego se mueve 135ft a un ángulo de 40.0° bajo la horizontal, hacia un punto inferior B. a) Elija el carro en el punto inferior B como la configuración cero para la energía potencial gravitacional del sistema montaña-Tierra. Halla la energía potencial del sistema en los puntos A y B, y el cambio de energía potencial conforme se mueve el carro. b) Repita el inciso a) pero haga la configuración cero con el carro en el punto A.

5. Una partícula de 4.00kg se mueve desde el origen a la posición C, que tiene coordenadas x=5.00m y y=5.00m. Una fuerza en la partícula es la fuerza gravitacional que actúa en la dirección y negativa. Calcule el trabajo realizado por la fuerza gravitacional en la partícula conforme va de O a C a lo largo de: a)OAC, b)OBC, c)OC

6. Una fuerza que actúa en una partícula móvil en el plano xy se conoce por F=(2yi +x2j)N donde x y y están en metros. La partícula se mueve desde la posición original a la final en las coordenadas x=5.00m y y=5.00m. Calcule el trabajo realizado por F en la partícula cuando ésta se mueve a lo largo de: a) OAC, b) OBC, c)OC, d) ¿F es conservativa o no conservativa?

7. Una bala de cañón de 20.0kg se dispara desde un cañón con rapidez de boquilla de 1000m/s con un ángulo de 37.0° con la horizontal. Una segunda bala de cañón se dispara con un ángulo de 90.0°. Aplique el sistema de modelo aislado para encontrar: a) La altura máxima que alcanza cada bala, b) La energía mecánica total del sistema bala-Tierra a la altura máxima para cada bala. Sea y=0 en el cañón.

8. Un niño en una silla de ruedas (masa total 47.0kg) gana una carrera contra un chico en patineta. El niño tiene 1.40m/s en la cresta de una pendiente de 2.60m de alto y 12.4m de largo. En la parte más baja de la pendiente, su rapidez es de 6.20m/s. Suponga que la resistencia del aire y la resistencia de rodamiento se representan como una fuerza de fricción constante de 41.0N. Encuentre el trabajo que se hizo en empujar hacia adelante sus ruedas durante el viaje colina abajo.

9. Un marino de 700N en entrenamiento básico asciende en 8.00s una soga vertical de 10.0m con una rapidez constante. ¿Cuál es su potencia desarrollada?

10. Una partícula de 3.00kg tiene una velocidad de (3.00i-4.00j)m/s. a) Encuentre sus componentes x y y de su cantidad de movimiento. b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.

11. Una bola de acero de 3.00kg golpea una pared con una rapidez de 10.0m/s en un ángulo de 60.0° con la superficie. Rebota con la misma rapidez y ángulo. Si la bola está en contacto con la pared durante 0.200s, ¿cuál es la fuerza promedio que la pared ejerce sobre la bola?

12. Cuatro vagones, cada uno de 2.50x104kg

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