Hoja de actividades: El trabajo realizado por una fuerza constante

En esta hoja de actividades, vamos a practicar cómo calcular el trabajo realizado por una fuerza constante sobre una partícula que se mueve horizontal o verticalmente.

P1:

Un coche de 1.5 toneladas de masa subió por una pendiente inclinada con la horizontal en un ángulo cuyo seno es 0.3. El módulo de la resistencia al movimiento del coche es 7 kgf por tonelada métrica. Sabiendo que el coche partió del reposo y aceleró de manera uniforme durante 15 segundos hasta alcanzar una velocidad de 50 km/h, calcula el trabajo realizado por la fuerza motriz cuando el coche estaba acelerando. Usa una aceleración debida a la gravedad 𝑔=9.8/ms.

  • A1.23×10 joules
  • B4.70×10 joules
  • C1.07×10 joules
  • D4.59×10 joules
  • E6.15×10 joules

P2:

Una partícula está moviéndose en línea recta bajo la acción de una fuerza de 685 dyn que actúa en la misma dirección y sentido del movimiento. Halla el trabajo 𝑊 en ergs hecho por la fuerza a lo largo de un desplazamiento de 390 cm. Utiliza una aceleración de la gravedad de 𝑔=9.8/ms.

  • A𝑊=6.71×10erg
  • B𝑊=2.67×10erg
  • C𝑊=69.90erg
  • D𝑊=2.62×10erg
  • E𝑊=1.76erg

P3:

El dibujo muestra una fuerza 𝐹 de 2 N de intensidad y la distancia 𝑠=16m recorrida por el cuerpo en el que actúa la fuerza. Halla el trabajo realizado por la fuerza.

  • A32 J
  • B16 J
  • C8 J
  • D163 J

P4:

Calcula el trabajo realizado por una fuerza de 13 N que actúa en un cuerpo que se desplaza 40 m hacia el norte si la fuerza actúa hacia el sur . Expresa la respuesta en julios.

P5:

Una fuerza horizontal 𝐹 comenzó a actuar en un cuerpo de 4.5 kg de masa que se hallaba en reposo en un plano horizontal. Sabiendo que el cuerpo recorrió una distancia de 216 cm en 2 segundos contra una resistencia constante igual a 25 del peso del cuerpo, calcula el trabajo realizado por la fuerza 𝐹. Redondea la respuesta a una cifra decimal. Usa 𝑔=9.8/ms.

P6:

Un cuerpo de 27 kg fue colocado en la parte más alta de un plano inclinado, que se hallaba a una altura de 4.5 m de su parte más baja. El cuerpo se deslizó por la línea de máxima pendiente del plano hasta que llegó a la parte más baja. Calcula el trabajo realizado por la fuerza de la gravedad sobre el cuerpo, usando un valor de la aceleración debida a la gravedad de 𝑔=9.8/ms.

P7:

Un cuerpo de 52 kg de masa estaba situado en un plano que formaba un ángulo de 30 con la horizontal. Una fuerza de 252 N de módulo actuó en el cuerpo haciendo que este ascendiera 4 m en el plano. La línea de acción de la fuerza formaba un ángulo de 30 con la línea de máxima pendiente del plano y estaba contenida en el plano vertical determinado por esta línea. Calcula el trabajo 𝑊 realizado por la fuerza a lo largo de este trayecto y el trabajo 𝑊 realizado por la fuerza de la gravedad. Usa 𝑔=9.8/ms.

  • A𝑊=502joules, 𝑊=982joules
  • B𝑊=506joules, 𝑊=982joules
  • C𝑊=506joules, 𝑊=982joules
  • D𝑊=506joules, 𝑊=986joules

P8:

Un vagón de tranvía fue remolcado 15 m a lo largo de la vía y usando una cuerda que hacía un ángulo de 21 con los rieles. Dado que la tensión de la cuerda era de 193 kgf, halla el trabajo realizado por la tensión de la cuerda en julios. Usa una aceleración gravitatoria 𝑔=9.8/ms.

P9:

Un cuerpo de 111 g de masa estaba descansando sobre un plano horizontal. Una fuerza horizontal actuó sobre el cuerpo haciendo que este acelerase a 14 cm/s2. Sabiendo que la resistencia al movimiento del cuerpo era de 5 gf, calcula el trabajo realizado por la fuerza en un desplazamiento de 1 m. Usa la aceleración debida a la gravedad 𝑔=9.8/ms.

P10:

Un padre comenzó a empujar la silla de paseo de su bebé a lo largo de una calle horizontal, aplicándole una fuerza de 7 kp. La fuerza apuntaba hacia abajo formando un ángulo de 60 con respecto a la horizontal. Si la masa combinada de la silla de paseo y del bebé era de 22,5 kg, y la resistencia a su movimiento era de 3,45 kp, determina el trabajo realizado por la resultante de las fuerzas en el primer minuto . Usa como aceleración de la gravedad 𝑔=9,8/ms.

P11:

Una partícula se movió 100 cm hacia arriba según la línea de mayor pendiente de un plano inclinado en un ángulo de 15 con relación a la horizontal. Sabiendo que la partícula se movía bajo la acción de una fuerza de 20 N cuya línea de acción estaba inclinada hacia arriba 40 con respecto a la horizontal, halla el trabajo hecho por esta fuerza.

P12:

Un automóvil de 2.5 toneladas se mueve hacia arriba en un plano inclinado a la horizontal en un ángulo cuyo seno es igual a 0.3. La resistencia a su movimiento es de 7 kgf por tonelada de su masa. Dado que el automóvil comenzó a moverse desde el reposo y aceleró uniformemente durante 15 segundos hasta que alcanzó una velocidad de 50 km/h, determina el trabajo realizado por el peso del automóvil mientras el automóvil estaba acelerando. Toma una aceleración de la gravedad de 𝑔=9.8/ms.

  • A1.02×10 joules
  • B1.79×10 joules
  • C7.83×10 joules
  • D2.05×10 joules
  • E7.66×10 joules

P13:

Un hombre caminaba por un camino inclinado un ángulo de 27 con respecto a la horizontal. Avanzó 188 metros en una dirección y luego regresó a donde había comenzado. Sabiendo que la resistencia a su movimiento era una fuerza constante de 3 kp, y que la aceleración debida a la gravedad es 𝑔=9,8/ms, determina el trabajo 𝑊 realizado por la resistencia durante toda la caminata.

P14:

Un automóvil de 2.5 toneladas se mueve en una carretera horizontal. La resistencia a su movimiento es de 7 kgf por tonelada de su masa. Sabiendo que el automóvil comenzó a moverse desde el reposo y aceleró uniformemente durante 15 segundos hasta que alcanzó una velocidad de 50 km/h, determina el trabajo realizado por la fuerza de resistencia mientras el automóvil estaba acelerando. Usa una aceleración de la gravedad de 𝑔=9.8/ms.

  • A1.79×10 joules
  • B2.59×10 joules
  • C1.82×10 joules
  • D5.18×10 joules
  • E2.41×10 joules

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