Trabajo Mecánico

1.-Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.

Datos: r=2m F=10N

Formula: Sabemos que W=Fr entonces remplazando tenemos:

Sustitución= W=Fr

W=10N*2m

W=20J

Resultado: El trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2m es de 20J

2.- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el joven es de 400 J. El ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento es:

Datos F=200N W=400 r=4m

Formula: W=F.r=Fr.Cos(α)

Cos(α)’W/F.r

Cos(α)’400J/200N.4m

Cos(α)’ 0.5

α’ 60°

Resultado: El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es de 60°

3.- una mujer empuja una cortadora de pasto con una fuerza de 200N cuando la maquina se mueve 25m. El mango de la podadora forma un Angulo de 60º con la vertical. ¿Cuánto trabajo desarrolla la mujer?

Datos: F=200N r=25m α’ 60° W?

Formula: W=F.r.cos

Sustitución: W=200N*25m*cos(α)

Resultado: W=2500J

4.- Un balde de 15 kg es levantado 4 m, aplicándole una fuerza vertical F cuyo módulo constante es 18 kgf. Determinar:

a- El trabajo que realiza la fuerza F.

b- El trabajo que realiza la fuerza peso.

Datos m= 15Kg r=4m F=18kgf W?

Formula: W=F.r

Resultado: W=720J Fuerza que realiza la fuerza F

W= -588,05 Fuerza que realiza el peso

5.- Si una persona saca de un pozo una cubeta de 20 kg y realiza un trabajo equivalente a 6.00 kJ, ¿Cuál es la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanece constante.

Datos: W= 6.00 kJ m= 20 kg

Fórmula: W = ΔU = mgh Despejando la altura

h = W/mg

Sustitución: h= 6000/(20 x 9.81) h= 30.6 m

Resultado: El pozo tiene una profundidad de 30.6m

6.- Se hace descender lentamente un balde de 5.0kg en un pozo por medio de una cuerda

¿Cuánto trabajo se desarrolló con la cuerda sobre el balde cuando éste descendió 7.0m?

Datos: m=5.0 kg h=7.0 W=?

Fórmula: W=mgh

Sustitución: W= 5.0*9.81*7.0 W= 343.35 N

Resultado: El trabajo que se desarrollo fue de 343.35 N

7.- Indicar el trabajo mecánico realizado, en cada caso, por una fuerza de 15 N para recorrer 3 m si forman un ángulo de: 0º ; 60º ; 90º ; 120º ; 180º ; 240º; 300º

Respuesta: 45 J; 22,5 J; 0 J; - 22,5 J; – 45 J; – 22,5 J; 22,5 J

8.- Indicar la fuerza aplicada sobre un cuerpo que, generando un trabajo mecánico de 5000 J, recorrió 250 m

Respuesta: 20 N

9.- Calcular el trabajo realizado para levantar hasta 12m de altura un cuerpo de 15kg., en 12 " partiendo del reposo.

Respuesta: 30 J

Indicar el peso de un cuerpo si, para elevarlo 3m de altura, se realiza un trabajo de 750 J.

Respuesta: 250 N

10.- Una señora levanta una cartera de 2,5kg a 0,80 m del suelo y camina con ella 185m hacia adelante. Indicar el trabajo que realiza el brazo, al levantar la cartera y al desplazarse.

Respuesta: 19,6 J; 0 J.

11.- Hallar el trabajo realizado por una fuerza de 30N sobre un cuerpo de 49 N de peso que parte del reposo y se mueve durante 5 seg.

Respuesta: 2250 J.

12.- ¿A qué altura habrá sido elevado un cuerpo de 10 kg si el trabajo empleado fue de 5000J?

Respuesta: 51 m

13.- Un cuerpo cae libremente y tarda 3seg en tocar tierra. Si su peso es de 400 N , ¿qué trabajo deberá efectuarse para levantarlo hasta el lugar desde donde cayó?

Respuesta: 17640 J

14.- Un tractor de 540 Kg. efectúa una fuerza de 637 N para subir una pendiente de 35º en 12'. Si partió con una velocidad de 3 m/seg., indicar el trabajo mecánico realizado.

Respuesta: 196145,04 J.

15.- Dos personas tiran de un carro con dos sogas que forman un ángulo de 60º haciéndolo recorrer 25 m. en 4,5" partiendo del reposo. Hallar la fuerza resultante, el peso del carro y el trabajo que realizan, si cada uno hace una fuerza de 450 N y 490N respectivamente.

Respuesta: 814,31 N; 329,8 kg.; 20357,74 J

16.- Calcula el trabajo realizado por una pala mecánica que desplaza a 230 kg. de arena a 5 metros de distancia.

El trabajo es igual a: W = F*d

F = 230*g

d = 5

W = 230*9.8*5 = 11270 J

17.- Un motor mueve un elevador de 714 kg. a una altura de 164 metros. Calcula el trabajo

La fuerza F = 714*9.8

W = 714*9.8*164 = 1147540.8 J

18.- Una vaca jala un arado por 250 metros, realizando un trabajo de 147, 000 J. Calcula la fuerza del animal.

W = 147000 J

F*250 = 147000

F = 588 N

19.- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el joven es de 400 J. El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es:

A) 60° B) 30 C) 45° D) 53° E) ninguna de las anteriores

De modo que WF= F. Δx. cos α

Solo para fuerzas constantes

cos α = WF / F . Δx

cos α = 400 J / 200 N . 4 m

cos α = 0,5

α=60°

21.- Calcular el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 4m de distancia de su posición inicial mediante una fuerza de 20N.

Datos r=4 F=20

Formula: W= Fr

Sustitución: 20*4

Resultado: 80 J

22.- Calcular el trabajo de la fuerza F el cuerpo se desplaza 3 metros en la misma dirección de la fuerza F. R=5N F=20N

A) 10N B)120 C)80 D)1700 E)-150

23.- Calcular el trabajo de la fuerza F, el cuerpo se desplaza 5 m en la dirección de la fuerza R. F= 10N

A) 60J B)-120 C) 50 D) 40 E)-50

24.- Un balde de 15 kg es levantado 4 m, aplicándole una fuerza vertical F cuyo módulo constante es 18 kgf. Determinar:

a- El trabajo que realiza la fuerza F.

b- El trabajo que realiza la fuerza peso.

Formula: WF = F . Δx . cos α

En el primer caso α = 0º (cos 0º = 1)

WF = 180 N . 4 m . 1

WF=720 J

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