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Mensaje 14 Nov 12, 17:56  28823 # 1



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Oestudios 

Registro: 04 Nov 12, 05:42
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1- Un cuerpo que se mueve sobre un plano horizontal sin rozamiento tiene una velocidad de 8,5 m/s y una masa de 6 kg. Este cuerpo es empujado con una fuerza horizontal de 15 N que actúa a favor del movimiento durante 8 segundos. Se pide averiguar:

a) Trabajo realizado por la fuerza en ese tiempo.
b) Energía cinética que posee antes de que actúe la fuerza
c) Energía cinética que tiene el cuerpo después de que actúo la fuerza

2- ¿Qué velocidad alcanzará un cuerpo de masa 15 kg que se mueve a una velocidad de 8 m/s si es empujado por una por una fuerza de 24 N a favor del movimiento a lo largo de una distancia de 124 m?

3- Un cuerpo de masa 8 Kg está detenido sobre una superficie plana y horizontal siendo el coeficiente de rozamiento de 0,4. En ese momento viene Fulanito y lo empuja durante 10 segundos con una fuerza de 60 N.
a) ¿Cuánta energía cinética ganó el cuerpo en ese tiempo?
b) ¿Cuánto trabajo hizo Fulanito en ese tiempo?
c) ¿Los resultados anteriores son coherentes?


Blackgirl
          
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Mensaje 14 Nov 12, 21:05  28832 # 2


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Blackgirl escribió:
Un cuerpo que se mueve sobre un plano horizontal sin rozamiento tiene una velocidad de 8,5 m/s y una masa de 6 kg. Este cuerpo es empujado con una fuerza horizontal de 15 N que actúa a favor del movimiento durante 8 segundos. Se pide averiguar:

a) Trabajo realizado por la fuerza en ese tiempo.
b) Energía cinética que posee antes de que actúe la fuerza
c) Energía cinética que tiene el cuerpo después de que actúo la fuerza


a) F = ma

15 = 6 a   --->   a = 2.5 m/s2

Velocidad final: v = v0 + at = 8.5 + 2.5 ·8 = 28.5 m/s

El camino recorrido se obtiene de la expresión

v2 - v02 = 2 a x

28.52 - 8.52 = 2 · 2.5 · x

x = 148 m

W = 15 · 148 = 2220 J

b) Ec0 = (1/2) · 6 · 8.52 = 216.75 J

c) Ec = (1/2) · 6 · 28.52 = 2436.75 J

Evidentemente, la variación de Ec es el trabajo realizado.

Saludos
          
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Mensaje 14 Nov 12, 21:08  28833 # 3


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Blackgirl escribió:
¿Qué velocidad alcanzará un cuerpo de masa 15 kg que se mueve a una velocidad de 8 m/s si es empujado por una por una fuerza de 24 N a favor del movimiento a lo largo de una distancia de 124 m?


W = F x = 24 · 124 = 2976 J

Ya que este es el único trabajo que se realiza sobre el cuerpo,

W = 2976 = ∆Ec = (1/2) · 15 · v2 – (1/2) · 15 · 82

De donde la velocidad final v es

v = 16.2 m/s

Saludos
          
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Mensaje 14 Nov 12, 21:14  28834 # 4


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Blackgirl escribió:
Un cuerpo de masa 8 Kg está detenido sobre una superficie plana y horizontal siendo el coeficiente de rozamiento de 0,4. En ese momento viene Fulanito y lo empuja durante 10 segundos con una fuerza de 60 N.
a) ¿Cuánta energía cinética ganó el cuerpo en ese tiempo?
b) ¿Cuánto trabajo hizo Fulanito en ese tiempo?
c) ¿Los resultados anteriores son coherentes?


a) Resultante = ma

60 – Froz = 60 – 0.4 · 8 · 9.8 = 28.64 N = 8 · a

a = 3.58 m/s2

La velocidad al cabo de los 10 s es

v = 0 + at = 3.58 · 10 = 35.8 m/s

Como la energía cinética inicial es 0, el aumento de energía cinética es igual a la energía cinética final, que vale

Ec = (1/2) · 8 · 35.82 = 5126.56 J

b) El camino recorrido x se obtiene de la expresión

35.82 – 02 = 2 · 3.58 · x

x = 179 m

y el trabajo que se ha realizado sobre el cuerpo es (para la misma dirección de fuerza y desplazamiento)

W = F x = 60 · 179 = 10740 J

c) Aunque se espera una respuesta de no coherentes, creo que se debe decir que por supuesto son coherentes: nadie debe esperar que el trabajo realizado por Fulanito se invierta exclusivamente en aumentar la energía cinética; en este caso, una parte nada desdeñable se invierte en calor al desplazarse el cuerpo con rozamiento sobre la superficie. El teorema de la energía cinética expresa que

Wneto = ∆Ec

y el trabajo neto es la suma algebraica de todos los trabajos realizados sobre el cuerpo: en este caso, el realizado por Fulanito menos el realizado por la fuerza de rozamiento.

Saludos
          
       


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