1. Unha persoa tira dun bloque de 2 m ao longo dunha superficie horizontal mediante unha forza constante F = 20 N. Determina o traballo realizado pola forza F que actúa sobre o bloque.
Coñecido:
Forza (F) = 20 N
Desprazamento (s) = 2 m
Ángulo (θ ) = 0
Buscase : Traballo (M)
Solución:
W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Xulios
[irp]
2. Unha forza F = 10 N actúa sobre unha caixa de 1 m ao longo dunha superficie horizontal. A forza actúa nun ángulo de 30 ° como se mostra na figura seguinte. Determina o traballo realizado pola forza F!
Coñecido :
Forza (F) = 10 N
A forza horizontal (F x ) = F cos 30 o = (10)(0.5√3) = 5√3 N
Desprazamento (d) = 1 metro
Buscase : Traballo (M)?
Solución :
W = F x d = (5√3)(1) = 5√3 Joules
3. Un corpo cae libremente desde o repouso, desde unha altura de 2 m. Se a aceleración debida á gravidade é de 10 m/s² , determina o traballo realizado pola forza da gravidade!
Coñecido:
Masa do obxecto (m) = 1 kg
Altura (h) = 2 m
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/ s²
Buscado: Traballo realizado pola forza da gravidade (W)
Solución:
W = F d = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 Joules
W = traballo, F = forza, d = distancia, w = peso , h = altura, m = masa, g = aceleración da gravidade.
[irp]
4. Un obxecto de 1 kg está unido a un resorte, polo que se alonga 2 cm. Se a aceleración da gravidade é de 10 m/s² , determine (a) a constante do resorte (b) o traballo realizado pola forza do resorte sobre o obxecto
Coñecido:
Masa (m) = 1 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/ s²
Alongamento (x) = 2 cm = 0.02 m
Peso (p) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 N
Buscase: constante do resorte e traballo realizado pola forza do resorte
Solución:
(a) Constante de resorte
Fórmula da lei de Hooke :
F = kx.
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02
k = 500 N/m
(b) traballo realizado pola forza dun resorte
W = – ½ kx²
W = – ½ (500)(0.02) 2
W = – (250)(0.0004)
W = -0.1 Joule
O signo menos indica que a dirección da forza do resorte é oposta á dirección de desprazamento do obxecto.
[irp]
5. Unha forza F = 10 N acelera unha caixa durante un desprazamento de 2 m. O chan é rugoso e exerce unha forza de rozamento F k = 2 N. Determina o traballo neto realizado sobre a caixa.
Coñecido:
Forza (F) = 10 N
Forza de rozamento cinético (Fk ) = 2 N
Desprazamento (d) = 2 m
Buscase: Rede ( rede W )
Solución:
Traballo realizado pola forza F:
W 1 = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joules
Traballo realizado pola forza de rozamento cinético (Fk ) :
W₂ = Fₙ d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joules
Rede:
W neto = W 1 – W 2
W neto = 20 – 4
W neto = 16 Joule
6. Cal é o traballo realizado pola forza F sobre o bloque?
Coñecido:
Forza (F) = 12 Newtons
Desprazamento (d) = 4 metros
Buscase: Traballo (M)
Solución:
W = F d = (12 Newton)(4 metros) = 48 N m = 48 Joules
[irp]
7. Un bloque é empuxado por unha forza de 200 N. O desprazamento do bloque é de 2 metros. Cal é o traballo realizado sobre o bloque?
Coñecido:
Forza (F) = 200 Newtons
Desprazamento (d) = 2 metros
Buscase: Traballo (M)
Solución:
Traballo:
W = F s
W = (200 Newtons)(2 metros)
W = 400 N·m
W = 400 Joules
8. O condutor do sedán quere aparcar o seu coche exactamente a 0.5 m diante do camión, que está a 10 m da posición do sedán. Cal é o traballo que require o sedán?
Coñecido:
Desprazamento (d) = 10 metros – 0.5 metros = 9.5 metros
Forza (F) = 50 Newtons
Buscase: Traballo (M)
Solución:
W = F s
W = (50 Newtons)(9.5 metros)
W = 475 N·m
W = 475 Joules
[irp]
9.
Traballo realizado por Tom e Jerry para que o coche poida moverse ata 4 metros. As forzas exercidas por Tom e Jerry son 50 N e 70 N.
Coñecido:
Desprazamento (s) = 4 metros
Forza neta (F) = 50 Newtons + 70 Newtons = 120 Newtons
Buscase: Traballo (M)
Solución:
W = F s = (120 Newton)(4 metros) = 480 N m = 480 Joules
10. Un condutor tira dun coche de xeito que o coche se move ata 1000 cm. Cal é o traballo realizado no coche?
Coñecido:
Forza (F) = 250 Newtons
Desprazamento (s) = 1000 cm = 1000/100 metros = 10 metros
Buscase: Traballo (M)
Solución:
W = F s = (250 Newton)(10 metros) = 2500 N m = 2500 Joules
11. Baseándose na figura seguinte, se o traballo realizado pola forza neta é de 375 joules, determine o desprazamento do obxecto.
Coñecido:
Traballo (W) = 375 Joules
Forza neta ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newtons ( cara á dereita )
Buscase: Desprazamento ( d )
Solución:
A ecuación do traballo:
W = F s
Desprazamento do obxecto:
d = W / F = 375 Joules / 25 Newtons
d = 15 metros s²
12. As actividades seguintes que non realizan traballo son …
A. Empurrar un obxecto ata 10 metros de distancia
B. Empurrar un coche ata que se mova
C. Empurrar unha parede
D. Tirou dunha caixa
Solución:
A ecuación do traballo:
W = ΣFs
W = traballo , F = forza , d = desprazamento
Segundo a fórmula anterior, o traballo realízase por forza e hai un desprazamento.
A resposta correcta é C.
1 3. Andrés empurra un obxecto cunha forza de 20 N, de xeito que o obxecto se move nun movemento circular cun radio de 7 metros. Determina o traballo realizado por Andrés para o dobre do movemento circular.
A. 0 Joules
B. 1400 Joules
C. 1540 Joule
D. 1760 Joule
Solución:
Se a persoa empurra a cadeira de rodas dúas veces por círculo, a persoa e a cadeira de rodas volven á posición orixinal, polo que o desprazamento da persoa é cero.
Desprazamento = 0, polo que traballo = 0.
A resposta correcta é A.
14. Alguén empurra un obxecto contra o chan cunha forza de 350 N. O chan exerce unha forza de rozamento de 70 N. Determina o traballo realizado pola forza para mover o obxecto ata 6 metros.
A. 45 J
B. 72 J
C. 1680 J
D. 2580 J
Coñecido:
Forza de empuxe (F) = 350 Newtons
Forza de fricción (F fric ) = 70 Newtons
Desprazamento do(s) obxecto(s) = 6 metros
Buscase: Traballo (M)
Solución:
Hai dúas forzas que actúan sobre o obxecto, a forza de empuxe (F) e a forza de rozamento (F fric ). A forza de empuxe ten a mesma dirección que o desprazamento do obxecto porque a forza de empuxe realiza un traballo positivo. Noutro caso, a forza de rozamento ten a dirección oposta cun desprazamento do obxecto, de xeito que a forza de rozamento realiza un traballo negativo.
Traballo realizado pola forza de empuxe:
W = F d = (350 Newton)(6 metros) = 2100 Newton-metro = 2100 Joules
Traballo realizado pola forza de rozamento:
W = – (F fríc )(s) = – (70 Newton)(6 metros) = – 420 Newton-metro = – 420 Joules
A rede:
W neto = 2100 Joules – 420 Joules
W neto = 1680 Joule
A resposta correcta é C.
15. Un obxecto é empuxado por unha forza horizontal de 14 newtons sobre un chan rugoso cunha forza de rozamento de 10 newtons. Determina o traballo neto de mover o obxecto ata 8 metros.
A. 0.5 Joules
B. 3 Joules
C. 32 Joule
D. 192 Joule
Coñecido:
Forza de empuxe (F) = 14 Newtons
Forza de fricción (F fric ) = 10 Newtons
Desprazamento do obxecto (d) = 8 metros
Buscase: Traballo (M)
Solución:
Sobre un obxecto actúan dúas forzas: a forza de empuxe (F) e a forza de rozamento (F fric ).
A forza de empuxe ten a mesma dirección que o desprazamento do obxecto, polo que a forza de empuxe realiza un traballo positivo. Noutro caso, a forza de fricción ten a dirección oposta ao desprazamento do obxecto, polo que a forza de fricción realiza un traballo negativo.
Traballo realizado pola forza de empuxe:
W = F s = (14 Newton)(8 metros) = 112 Newton metros = 112 Joules
Traballo realizado pola forza de rozamento:
W = – (F fríc )(s) = – (10 Newton)(8 metros) = – 80 Newton metros = – 80 Joules
A rede:
W neto = 112 Joules – 80 Joules
W neto = 32 Joule
A resposta correcta é C.
16. Determina o traballo neto baseándote na figura seguinte.
A. 360 Joules
B. 450 Joules
C. 600 Joule
D. 750 Joule
Solución:
Traballo = Forza (F) x desprazamento (d)
Traballo = Área do triángulo 1 + área do rectángulo + área do triángulo 2
Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)
Traballo = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)
Traballo = (20)(3) + 240 + (20)(3)
Traballo = 60 + 240 + 60
Traballo = 360 Joules
A resposta correcta é A.
17. Un anaco de madeira cunha lonxitude de 60 cm está cravado verticalmente no chan. Golpea a madeira cun martelo de 10 kg desde unha altura de 40 cm por riba da parte superior da madeira. Se a forza de resistencia media do chan é de 2 x 10³ N e a aceleración da gravidade é de 10 m/s² , entón a madeira entrará completamente no chan despois de... os golpes.
A. 4
B. 16
C. 28
D. 30
Coñecido:
Masa do martelo (m) = 10 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m / s²
Peso do martelo (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/ s²
Desprazamento do martelo antes de golpear a madeira (d) = 40 cm = 0.4 metros
A resistencia da madeira (F) = 2 x 10³ N = 2000 N
Lonxitude da madeira (s) = 60 cm = 0.6 metros
Búscase: A madeira entrará completamente no chan despois de... golpes.
Solución:
O traballo realizado no martelo cando este se move ata 0.4 metros é:
W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 Joules
Traballo realizado pola forza de resistencia do chan:
W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 Joules
A madeira entrará por completo na terra despois de... golpes.
1200 Joules / 40 Joules = 30
A resposta correcta é D.
[wpdm_package id='1192′]
- Traballo realizado por problemas de forza e solucións
- Problemas e solucións de traballo-enerxía cinética
- Principios de traballo-enerxía mecánica, problemas e solucións
- Problemas e solucións de enerxía potencial gravitacional
- Problemas e solucións sobre a enerxía potencial dun resorte elástico
- Problemas e solucións de enerxía
- Aplicación da conservación da enerxía mecánica ao movemento de caída libre
- Aplicación da conservación da enerxía mecánica para o movemento ascendente e descendente en caída libre
- Aplicación da conservación da enerxía mecánica ao movemento nunha superficie curva
- Aplicación da conservación da enerxía mecánica ao movemento nun plano inclinado
- Aplicación da conservación da enerxía mecánica ao movemento dun proxectí
