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Mensaje 04 Mar 09, 03:05  10211 # 1



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21. Una caja de 50 kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado 40º de 5 m de longitud. Un trabajador empuja la caja hacia arriba para que ella baje con velocidad constante. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.2 encuentra:

a) El trabajo realizado por el trabajador sobre la caja.
b) El trabajo realizado por la fuerza de fricción sobre la caja.
c) El cambio en la energía potencial gravitacional de la caja.

22.  Un automóvil de carreras de 900 kg va de cero a 100 km/hr en sólo 5 segundos. ¿Qué potencia se requiere para lograr esto?

23. Se utiliza una bomba de un caballo de fuerza para sacar agua de un pozo de 20 metros de profundidad. Encuentra cuántos litros de agua se obtienen por minuto.

24. Una persona deja caer un objeto de medio kilogramo desde una altura de 25 metros.
a) ¿Qué energía mecánica posee el objeto con respecto al suelo antes de ser liberado?
b) ¿Qué energía potencial gravitacional posee después de que cayó 15 metros?
c) ¿Cuál es su energía cinética cuando ha caído 15 metros?
d) ¿Cuál es su energía cinética justo antes de chocar contra el suelo?
e) ¿Qué velocidad tiene el objeto antes de tocar el suelo?

25. Una bala de 2 gr que viaja a 250 m/s pega en un árbol y perfora un hoyo de 8 cm de profundidad hasta que se detiene. Encuentra la fuerza de resistencia que opuso la madera del árbol al ser perforada por la bala.


seria de gran ayuda, si me podrian ayudar con estos problemas. gracias !!!
          
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Mensaje 04 Mar 09, 23:23  10231 # 2


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A ver te echo una mano con ellos:

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22. Un automóvil de carreras de 900 kg va de cero a 100 km/hr en sólo 5 segundos. ¿Qué potencia se requiere para lograr esto?



Sacamos los datos:
m= 900 kg
Vf=27´78 m/s
Vo=0 m/s
t=5 s
¿a?

La potencia por definición es: P=W/t     y también se puede definir por P=F·v

Como tenemos la velocidad final, la inicial y el tiempo; y es un MRUA, podemos buscar la aceleración con la fórmula:
Vf=Vo+a·t=>27.78=5·a=>a=5´556 m/s

La fuerza, según la segunda ley de newton es:  ∑F=m·a=>F=900·5´556=>F=5000 N


Ahora aplicamos la definición antes dada de potencia:
P=F·v=>P=5000·27´778=1´389·105 W

un saludo.
          
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Mensaje 04 Mar 09, 23:57  10234 # 3


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24. Una persona deja caer un objeto de medio kilogramo desde una altura de 25 metros.
a) ¿Qué energía mecánica posee el objeto con respecto al suelo antes de ser liberado?
b) ¿Qué energía potencial gravitacional posee después de que cayó 15 metros?
c) ¿Cuál es su energía cinética cuando ha caído 15 metros?
d) ¿Cuál es su energía cinética justo antes de chocar contra el suelo?
e) ¿Qué velocidad tiene el objeto antes de tocar el suelo?



a) Con respecto al suelo, tomando como nivel de energía potencial cero éste, la energía mecánica arriba es energía potencial gravitatoria porque sólo actúan fuerzas conservativas.
Ep=m·g·h=>Ep=0.5·9.8·25=122.5 J

b)Si cayó 15 metros, su h con respecto al suelo es h1=25-15=10 m
Ep=m·g·h=>Ep=0.5·9.8·10=49 J

c)La energía cinética se define por Ec=0.5·m·v²
Para calcular la velocidad final tienes que emplear una de las ecuaciones del MRUA (yo utilizaría Vf²=Vo²+2·a·s  y si haces las cuentas te queda Vf=√2·g·h
Sustituyes y te sale Ec=0.5·0.5·294=73.5 J

d) Como sólo actúan fuerzas conservativas, se puede aplicar el teorema de conservación de la energía mecánica y por tanto antes de tocar el suelo, como su h es 0, sólo habrá energía cinética y ésta tiene que ser igual a la energía potencial que había al inicio.
Ec=122.5 J

e)Con lo anterior sustituyes en la fórmula de la energía cinética y te queda que Vf=22.13 m/s
          
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Mensaje 04 Mar 09, 23:59  10235 # 4


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 Enunciado 

25. Una bala de 2 gr que viaja a 250 m/s pega en un árbol y perfora un hoyo de 8 cm de profundidad hasta que se detiene. Encuentra la fuerza de resistencia que opuso la madera del árbol al ser perforada por la bala.



Te voy a contar un truco que nos ha enseñado este año nuestro profesor de física. Como hay un choque y una pérdidad de energía no podemos aplicar el teroema de conservación de la energía mecánica y por tanto debemos acudir al teorema general de la energía.

Pues bien el nos lo define así: Fuerzas que aportan trabajo al sistema=Efecto que causan

En este caso tenemos que la fuerza realizada para disparar la bala ha sido empleada en transimitr energía cinética a la bala y cuando ha chocado la Ec inicial ha provocado una variación de la Ec (Ec final) y ha actuado una Fr, que ha realizado un trabajo, por lo que:
Eco=Ecf+Wfr=>0.5·0.002·250²=0+F·∆x
62.5=0.08Fr=>Fr=781.25 N
          
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Mensaje 05 Mar 09, 00:23  10240 # 5


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P=F·v

como sacaste esta formula??

tengo entendido de que la formula de potencia es P=W/T


muchas gracias!!
          
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Mensaje 05 Mar 09, 00:28  10241 # 6


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P = W/t

W = F·∆r

P = F·∆r/t = F·(∆r/t) = F·V

Ojo: Sólo vale para movimiento uniforme donde V = ∆r/t = cte


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Mensaje 05 Mar 09, 01:00  10244 # 7


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Galilei escribió:
P = W/t

W = F·∆r

P = F·∆r/t = F·(∆r/t) = F·V

Ojo: Sólo vale para movimiento uniforme donde V = ∆r/t = cte


En mis apuntes tengo esto: P=dW/dt=F·dr/dt=F·v.
Eso es porque si la fuerza es variable (no es constante) hay que hacer la integral del trabajo, no?
un saludo.
          
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Mensaje 05 Mar 09, 01:27  10246 # 8


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21. Una caja de 50 kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado 40º de 5 m de longitud. Un trabajador empuja la caja hacia arriba para que ella baje con velocidad constante. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.2 encuentra:

a) El trabajo realizado por el trabajador sobre la caja.
b) El trabajo realizado por la fuerza de fricción sobre la caja.
c) El cambio en la energía potencial gravitacional de la caja.



a)

La fuerza que debe hacer el trabajador (F) debe neutralizar a la componente Px (paralela al plano) menos la de rozamiento (que le ayuda a frenar). El trabajador hará un trabajo negativo pues empuja hacia arriba mientras el cuerpo va hacia abajo:

Px- F - Fr = M·a = 0

F = Fr - Px = μ·N - Px = μ·Py - Px = P·(μ·cos α - sen α) (sale negativa porque es hacia arriba)

El trabajo será:

W = |F|·|d|·cos 180º = -|F|·|d|= -|P·(μ·cos α - sen α)·d

b)

W = Fr·d = -μ·Py·d = -μ·P·cos α·d

c)

El cambio de energía potencial es el trabajo que realiza el peso (Px porque Py no lo hace), cambiado de signo

W = Px·d = M·g·sen α·d

Recuerda que sen α·d = h y quedaría M·g·h que es el cambio de energía potencial (cambiado de signo). ∆Ep = Epf - Epi = 0 - M·g·h = -M·g·h


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Mensaje 05 Mar 09, 01:31  10248 # 9


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Cita:
"En mis apuntes tengo esto: P=dW/dt=F·dr/dt=F·v."


W = dW/dt = d(F·r)/dt

Si es F = cte (por serlo V, ya que F cotrarresta a otra fuerza)

= F·dr/dt = F·V


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