TALLERES ONCE

TALLER CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

• 1.   Un astronauta de 60 kg que flota en reposo en el espacio afuera de una capsula espacial lanza su martillo de 0,50 kg de modo que se mueva con una rapidez de 10 m/s relativa a la capsula. ¿Qué sucederá con el astronauta?

• 2.  En una competencia de patinaje de figura por parejas, un hombre de 65 kg y su compañera de 45 kg están parados mirándose de frente sobre sus patines. Si se empujan para separarse y la mujer tiene una velocidad de 1,5 m/s hacia el este, ¿Qué velocidad tendrá su compañero?(desprecia la fricción).

• 3.   Para escapar de un lago congelado sin fricción, una persona de 70 kg se quita un zapato de 0,150 kg y lo lanza horizontalmente en dirección opuesta a la orilla, con una rapidez de 2 m/s. Si la persona está a 5 m de la orilla, ¿cuánto tarda en alcanzarla?

• 4.   Dos automóviles idénticos chocan y sus defensas quedan enganchadas. En cada uno de los casos siguientes, ¿qué rapidez tienen los autos inmediatamente después de engancharse?:

a.      un auto que avanza a 90 km/h se acerca a un auto estacionario;

b.      dos autos se acercan uno al otro con rapidez de 90 km/h y 120 km/h respectivamente;

c.      dos autos viajan en la misma dirección con rapidez de 90 km/h y 120 km/h respectivamente.

• 5  Un automóvil de 1.200 kg que viaja hacia la derecha a 25 m/s choca con una camioneta de 1.500 kg, quedando enganchadas sus defensas. Calcular la velocidad de la combinación después del choque si inicialmente la camioneta:

a.      está en reposo,

b.      avanza hacia la derecha a 20 m/s,

c.       avanza hacia la izquierda a 20 m/s.

• 6   Un camión de carga de 30,000 kg que viaja a 10.0 m/s choca contra un automóvil de 1700 kg que viaja a 25 m/s en dirección opuesta .Si quedan unidos después del choque, ¿a qué rapidez y en qué dirección se moverán?

TALLER TRABAJO MECÁNICO

1. Explica si realizas, o no, trabajo cuando:     a) Empujas una pared          b) Sostienes un libro a 2 metros de altura      c) Desplazar un carrito hacia delante.
2. Calcular el trabajo realizado por un jardinero al cortar el césped, suponiendo que realiza una fuerza de 100,0 N, formando un ángulo de 30º con la horizontal, si recorre una distancia de 25,0 m en la dirección horizontal.
3. Un cuerpo de masa m= 20,0 Kg es desplazado una distancia de 50,0 m por una fuerza F=60,0 N aplicada en la dirección del desplazamiento. Siendo el coeficiente de rozamiento de 0,2. Calcular el trabajo realizado por la fuerza resultante y por cada una de las fuerzas.
4. Un cuerpo de 4 kg de masa se mueve hacia arriba en un plano inclinado 20º con respecto a la horizontal. Sobre el cuerpo actúan las siguientes fuerzas: una fuerza horizontal de 80 N, una fuerza paralela al plano de 100 N, favoreciendo el movimiento, y una fuerza de fricción de 10 N que se opone al movimiento. Si el cuerpo se traslada 20 m sobre el plano. Calcular el trabajo total efectuado por el sistema de fuerzas actuantes sobre el cuerpo, así como el trabajo de cada fuerza.
5. ¿Cuál será el trabajo, realizado por una fuerza constante de 20,0 N, para elevar un cuerpo de masa m, a una altura de 5,0 m? En los dos casos que se presentan: a) subiéndolo con una cuerda vertical y b) subiéndola por medio de un plano inclinado 30º con la fuerza paralela al plano.
6. Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s en tocar tierra. Si su peso es de 4 N. ¿Qué trabajo deberá efectuarse para elevarlo hasta el lugar desde donde cayó? Expresarlo en: a) Joule. b) kgf.m.
7. Un hombre empuja horizontalmente una caja de 30,0 kg una distancia de 4,50 m sobre un piso horizontal con velocidad constante. El coeficiente de rozamiento cinético entre el piso y la caja es de 0,250.     a) ¿Qué magnitud de fuerza debe aplicar el hombre?     b) ¿Cuánto trabajo realiza sobre la caja?        c) ¿Cuánto trabajo efectúa la fuerza de fricción sobre la caja?   d) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza normal?     e) ¿Cuánto trabajo realiza el peso?    f) ¿qué trabajo total se efectúa sobre la caja?
8. Un bloque cuya masa es de 5 kg es jalado por medio de una fuerza de 65 N, la cual forma un ángulo de 30o con el piso, desplazándolo 7 m. considerando que existe una fuerza de fricción de 5.775 N entre las superficies, calcula:   a.) El trabajo realizado por la fuerza      b.) El trabajo realizado por la fuerza de fricción    c.) El trabajo resultante
9. Una caja de madera cuya masa es 5.6 kg es empujada por una fuerza de 16.86 lbf con un ángulo de 40°, desplazándolo una distancia de 15 m. Considerando un coeficiente de fricción dinámico de 0.5 con el suelo y la caja, Calcula:     a.) .Cuanto vale el trabajo realizado por las fuerzas que actúan sobre el bloque?      b.) .Cual es el valor del trabajo resultante?

TALLER ENERGÍA

1.    Calcular la energía cinética traslacional que tiene un disco de hockey cuya masa es de 0.35 kg, si tiene una velocidad de 200 m/s.

2.    Si un balón de Football Americano lleva una energía cinética traslacional de 70 J y tiene un peso de 25 N, .Cual es la velocidad que adquiere?

3.    Determinar la masa de un vagón del metro si viaja a 27 m/s y si su energía cinética traslacional es de 450 000 Joules?

4.    Calcular la energía potencial gravitacional de una roca de 5 kg que se encuentra en lo alto de un cerro a una altura de 500 m.

5.    Encuentra la altura a la que se encuentra dentro de un edificio un librero cuya masa de es 100 kg y su energía potencial gravitacional es de 15 000 J.

6.    Una caja de 6.3 kg se encuentra a una altura de 20 m. Encontrar:

a)    La energía potencial gravitacional de la caja a esa altura

b)   La energía cinética traslacional en un momento justo antes de chocar contra el suelo, si cae libremente.

7.    Un camión adquiere una energía cinética traslacional de 5 x 105 J, posteriormente el chofer aplica los frenos hasta detenerse después de recorrer 10 m. Calcular la fuerza aplicada a los frenos del camión para detenerlo totalmente.

8.    Una masa de 7 kg es lanzada al aire, en tiro vertical ascendente, con una velocidad de 9 m/s. Determina:

a)  La energía potencial, cinética y total que tiene la masa en el momento del lanzamiento.

b)    La energía potencial, cinética y total que tiene la masa en el momento de llegar a la parte más alta.

c)    La energía potencial, cinética y total cuando ha subido 3 m.

9.    Desde una altura de 12 m se deja caer una cubeta de 6 kg de masa, calcula: J

a)    La energía potencial, cinética y total que tiene la cubeta a esa altura.

b)   La energía potencial, cinética y total que tiene la cubeta al llegar al piso.

c) La energía potencial, cinética y total cuando ha alcanzado una velocidad de 3 m/s.

TALLER DE MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

LEY DE HOOKE

1. Cuál es la constante de elasticidad de un resorte si al ejercer sobre él una fuerza de 12 N se deforma 20 cm

2. Que fuerza se debe hacer sobre un resorte para deformarlo 20 cm, si sabemos que al suspender de él una masa de 2 KG. Sufre una deformación de 45 cm

3. Que fuerza se debe ejercer sobre un resorte de constante de elasticidad de 8 N/m, para deformarlo 25 cm

4. Disponemos de dos muelles: en el primero al colgar un peso de 10 N se produce una deformación de 20 cm, y en el segundo, al colgar el mismo peso, se produce una deformación del doble. ¿Cuál de los dos tiene mayor valor de la constante elástica?

5. Según la ley de Hooke (conteste verdadero o falso)

a. Las deformaciones son iguales a las fuerzas deformadores

b. Las deformaciones son proporcionales a ala constante elástica

c. La fuerza deformadora es proporcional a la deformación que produce

d. La fuerza deformadora es inversamente proporcional a la deformación que produce.

EJERCICIOS DE MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

1. Una partícula oscila con M.A.S de 20 cm de amplitud y 2 seg de periodo. Calcula la elongación, la velocidad y aceleración cuando ha transcurrido un tercio del periodo. (es decir el tiempo equivale al periodo dividido en tres).

2. Calcula la velocidad y aceleración  máxima de una partícula que posee M.A.S de 50 cm de amplitud y 6 segundos de periodo.

3. Un cuerpo oscila con M.A.S de 16 cm de amplitud y 25 segundos de periodo. ¿ qué velocidad y aceleración lleva cuando se encuentra a 10 cm del punto de equilibrio.

4. Calcular la velocidad y aceleración máxima de un cuerpo que posee M.A.S de 9 cm de amplitud y 5 segundos de periodo.

ENERGÍA EN EL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

1. Una masa de 10 Kg de masa se liga a un resorte de constante de elasticidad K= 0,8 N/m . si se desplaza 10 cm del punto de equilibrio, calcula:

a. la energía mecánica total del sistema

b. La velocidad que adquiere la partícula

c. La energía potencial elástica y cinética cuando ha transcurrido un tercio de periodo.

2. Una partícula de 1 Kg de masa oscila con M.A.S, ligada horizontalmente aun resorte de constante k= 20 N/m. si inicialmente se deforma 0.1 m. calcula:

a. La energía potencial del sistema

b. La velocidad de la partícula

3. En cual elongación una partícula que vibra con M.A.S de 10 cm de amplitud, la energía cinética es igual a la potencial.

PERIODO DEL PÉNDULO

1. Calcula la longitud de un péndulo que realiza 20 oscilaciones en 4 segundos.

2. Cuantas oscilaciones en un minuto da un péndulo de 60 cm de largo

3. El péndulo de un reloj tiene un periodo de 3 seg cuando g= 9.8 m/ s2. Si su longitud se aumenta en 2 cm ¿Cuánto se habrá atrasado el reloj después e 24 horas.

4. El periodo de un péndulo de 80 cm es 1,64 segundos. ¿Cuál es el valor de la gravedad en el sitio donde está el periodo?5.En cuanto varia el periodo de un péndulo de 1 metro de longitud si reducimos su longitud en ¾?

PERIODO DE UN RESORTE

1. Calcular el periodo de oscilación de una masa de 3Kg , sujeta a un resorte de constante de elasticidad k=0,8 N/m2. Que masa se debe suspender a un resorte de constante de elasticidad K= 1,35 N/m para que realice 6 oscilaciones e 18 segundos,

3. ¿Cuál es la constante de elasticidad de un resorte, al cual se le liga una masa de 20 Kg y oscila con frecuencias de 12 Hz?