UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS 2015 Programa: Física 1. Primer Semestre Profesores: Luis Hernando Blandón D. Carlos Alberto Angulo E.  EJERCICIOS  1. 2. TRABAJO Y ENERGÍA ¿Cuántos joules de energía consume una bombilla de 100 watts cada hora? ¿Con qué rapidez tendría que correr una persona de 70,0 kg para tener esa cantidad de energía? R/ 3,60 x 105; 100 m/s La figura 10.1 muestra un resorte provisto de un puntero, que cuelga al lado una escala graduada en milímetros. Tres pesas penden de él, una a la vez como se muestra. a) Si se quitan las pesas, ¿qué marca indicará el puntero en la escala? b) Calcule el peso w. R/ a) 23,0 mm b) 45,5 N fuerza normal de la pendiente?. R/ a) 432 J b) -400 J c) 0 6. En 3,50 s una mujer de 57,0 kg sube corriendo una escalera que tiene una elevación de 4,50 m ¿Qué potencia promedio deberá aplicar? R/ 718 W 7. ¿Cuánta potencia en caballos de fuerza, debe alcanzar el motor de un automóvil de 1600 kg que va a 26,0 m/s en una carretera plana, si las fuerzas de resistencia suman 720 N? R/ 25,0 hp 8. Una masa de 5.0 kg se une a una cuerda ligera que pasa sobre una polea sin fricción y sin masa. El otro extremo de la cuerda se une a una masa de 3,50 kg como en la figura 10.2. Utilice la conservación de la energía para determinar la velocidad final de la masa de 5,00 kg después de que ha caído (desde el reposo) 2,50 m. R/ 2,94m/s Figura 10.1 3. Un trabajador empuja un bloque de 58,7 lb (m= 26,6 kg) una distancia de 31,3 ft (9,54 m) por un piso plano, a una rapidez constante y con una fuerza dirigida a 32,00 debajo de la horizontal. El coeficiente de fricción cinética es 0,21. ¿Cuánto trabajo hizo esa persona en el bloque? R/ 444 ft.lb 4. Una partícula está obligada a moverse en el plano XY bajo la acción de una fuerza conservativa F=2yi+2xj N. Deducir: El trabajo realizado por esta fuerza cuando la partícula se desplaza desde el punto A(x,y) al O(0,0). R/-2xyJ 5. Para empujar hacia arriba una caja de 25,0 kg por una pendiente de 270, un trabajador ejerce una fuerza de 120 N paralela a ella. A medida que la caja se desliza 3,60 m, ¿Cuánto trabajo efectúan en ella a) el trabajador, b) la fuerza de gravedad y c) la 9. Figura 10.2 Una cuenta se desliza sin fricción dando un giro completo (Fig. 10.3). Si la cuenta se suelta desde una altura h = 3,50.R, ¿cuál es su velocidad en el punto A? ¿Qué tan grande es la fuerza normal sobre ella si su masa es de 5,00 g? R/ vA = 3gR ; 0,098 N hacia abajo Figura 10.3 20 10. Un bloque de 5,00 kg se pone en movimiento ascendente en un plano inclinado con una velocidad inicial de 8,00 m/s(Fig. 10.4). El bloque se detiene después de recorrer 3,00 m a lo largo del plano, el cual está inclinado a ángulo de 30° con la horizontal. Determine a) el cambio en la energía cinética del bloque, b) el cambio en su energía potencial, c) la fuerza de fricción ejercida sobre él (supuesta constante), y d) el coeficiente de fricción cinético. R/ a) -160J b) 73,5 J c) 28,8 N d) 0,679 Figura 10.4 11. El coeficiente de fricción entre la masa de 3,00 kg y la superficie de la figura 10.5 es 0,400. El sistema parte del reposo. ¿Cuál es la velocidad de la masa de 5,00 kg cuando ha caído 1,50 m? R/ 3.74 m/s Figura 10.5 12. Desde el punto A de la figura 10.6 se suelta un cuerpo. Calcular la altura que alcanza en la rampa de 53º. a) Si no hay rozamiento; b) Si hay rozamiento en todo el recorrido, siendo el coeficiente  =0,1. R/a)1,00 m b)0,71 m Figura 10.6 21