Trabajo Y Energia

INSTRUCCIONES: Desarrolle claramente cada uno de los tópicos solicitados, si es necesario apóyese por esquemas y/o gráficos.

1. Calcular en joules, kgm y ergs el trabajo de una fuerza de 1.000 N cuyo punto de aplicación se desplaza 50 m en la dirección de la fuerza.

T=Fd

Trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia.

T= 1000* 50= 50.000 Joules

T= 5*10E+11 Ergs

T=5.102,04 kgm

2. Desde una altura de 70 cm cae cada segundo una gota de agua que pesa 0,25 gramos.

Calcular el trabajo que es capaz de realizar la gotera en un año.

Trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia.

1) El trabajo realizado por una gota de agua es:

70 cm = 0.7 m

0.25 g = 0.00025 kg

0.7*0.00025=0.000175 J, el trabajo realizado por una gota de agua

¿En un año, cuántas gotas caerán?

60 * 60 * 24 * 365=31536000 segundo

Segundos*minutos*horas*días=año civil

31536000*0.000175=5518.8 J

Realiza 5518.8 Joules.

3. Calcular la energía potencial almacenada en un tanque con 1.500 litros de agua, situado a 10 m de altura respecto del suelo.

DATOS

Masa de agua....... ............... .......m = 1500 litros = 1500 kilogramos

Altura a la que se encuentra......... h = 10m

Aceleración de la gravedad.......... g = 9,8 m /s2

La Energía Potencial acumulada por esa masa de agua es :

Ep = m x g x

Ep = (1500) (9, 8) (10)

Ep = 147 000 Joule

4. ¿Qué energía cinética tiene al tocar el suelo un cuerpo de 100 N de peso que cae desde 40 m?

Se trata de una caída libre y primero hay que hallar cual es la velocidad máxima que alcanza el móvil.

h = Vo * t + 1/2 g * t^2

g = (Vf - Vo) / t

Vo = 0

h = 1/2 g * t^2 (1)

g = Vf / t (2)

De (1) despejamos t y de (1) despejamos Vf

h = 1/2 g * t^2

t = √ (2 * h / g) (3)

g = Vf / t

Vf = g / t (4)

Reemplazando (3) en (4)

Vf = g / √ (2 * h / g)

Vf = 9,81 m/s^2 / √ (2 * 40 m / 9,81 m/s¨2)

Vf = 3,43525134 m/s

Luego.

Ec = m * V^2 / 2

m = p/g

Ec = p * V^2 / 2 * g

Ec = 100 kg * (3,43525134 m/s)^2 / 2 * 9,81 m/s^2

Ec = 60,1475625 kgm = 590,047588 J.

5. ¿Cuál era la energía potencial del cuerpo anterior a los 40 m de altura?, ¿qué energía potencial y cinética tenía en el punto medio de la trayectoria y cuando le faltaban 10 m para llegar al suelo?

Ep = mgh

Reemplazamos

Ep = (100kg) (9.8m/s)(40m)

Ep = 39200 J

Ep= (100 N) (30m)

Ep=3000J

...