1. Unha persoa tira dun bloque de 2 m ao longo dunha superficie horizontal mediante unha forza constante F = 20 N. Determina a traballo realizado pola forza F actuando sobre o bloque.
Coñecido:
Forza (F) = 20 N
Desprazamento (s) = 2 m
Ángulo (θ) = 0
Querido Traballo (M)
Solución:
W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Joules
2. Unha forza F = 10 N que actúa sobre unha caixa de 1 m ao longo dunha superficie horizontal. A forza actúa a 30o ángulo como se mostra na figura seguinte. Determina o traballo realizado pola forza F!
Coñecido :
Forza (F) = 10 N
A forza horizontal (Fx) = F cos 30o = (10)(0.5√3) = 5√3 N
Desprazamento (d) = 1 metro
Querido Traballo (M) ?
solución :
W = Fx d = (5√3)(1) = 5√3 Joule
3. Un corpo cae libremente desde o repouso, desde unha altura de 2 m. Se aceleración debida á gravidade é de 10 m/s2, determina o traballo realizado pola forza da gravidade!
Coñecido:
Obxecto masa (m) = 1 kg
Altura (h) = 2 m
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s2
Buscase: 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.
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 de 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.
5. Unha forza F = 10 N acelera unha caixa durante un desprazamento de 2 m. O chan é rugoso e exerce unha forza de fricción Fk = 2 N. Determina o traballo neto realizado na caixa.
Coñecido:
Forza (F) = 10 N
Forza de fricción cinética (Fk) = 2 N
Desprazamento (d) = 2 m
Buscase: Rede (Oeste)net)
Solución:
Traballo realizado pola forza F:
W1 = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joules
Traballo realizado pola forza de fricción cinética (Fk):
W2 =Fk d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Xulios
Rede:
Wnet = W1 - W2
Wnet = 20 – 4
Wnet = 16 Joules
6Cal é o traballo realizado pola forza F sobre o bloque?
Coñecido:
Forza (F) = 12 Newtons
Desprazamento (d) = 4 metros
Quería: Traballo (M)
Solución:
W = F d = (12 Newton)(4 metros) = 48 N m = 48 Joules
7Un 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
Quería: 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
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
Quería: Traballo (M)
Solución:
W = F s = (120 Newton)(4 metros) = 480 N m = 480 Joules
10Un condutor tira dun coche de xeito que o coche se move ata 1000 cm. Cal é o traballo realizado sobre o 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. Segundo a figura seguinte, se o traballo realizado pola forza neta é 375 xullos, determinar o desprazamento do obxecto.
Coñecido:
Traballar (W) = 375 Joules
Forza neta (ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newtons (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
12. As actividades seguintes woi non fagas traballar is ...
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= traballar, F = facer, d = desprazamento
BBaseado na fórmula anterior, traballo realizado pola forza e hai un desprazamento.
A resposta correcta é C.
13Andrés empurra un obxecto cunha forza de 20 N, de xeito que o obxecto se move en movemento circular cun radio de 7 metros. Determina o traballo realizado por Andrés dúas veces movemento circular.
A. 0 Joules
B. 1400 Joules
C. 1540 Joule
D. 1760 Joule
Solución:
Se a persoa empurra cadeira de rodas para un movemento circular dúas veces o dobre, 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.
14Alguén 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 (Fdiñeiro) = 70 Newtons
Desprazamento do(s) obxecto(s) = 6 metros
Quería: Traballo (M)
Solución:
Actúan dúas forzas sobre o obxecto: a forza de empuxe (F) e a forza de rozamento (Fdiñeiro). 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 fricción ten a dirección oposta cun desprazamento do obxecto, de xeito que a forza de fricción 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 = – (Fdiñeiro)(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.
15Un 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 (Fdiñeiro) = 10 Newtons
Desprazamento do obxecto (d) = 8 metros
Quería: Traballo (M)
Solución:
Dúas forzas actúan sobre un obxecto: a forza de empuxe (F) e a forza de rozamento (Fdiñeiro).
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 = – (Fdiñeiro)(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.
16Determina 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 por completo na terra despois de... 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
Buscase: TA madeira entrará por completo na terra 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
TA 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
