S12 s2 - HT Trabajo

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PRÁCTICA: Trabajo 
 
1) Un piano de 330 kg se desliza 3,6 m hacia 
abajo de un plano inclinado de 28 ° y un 
hombre que empuja sobre él, paralelo al 
plano, evita que acelere, si el coeficiente de 
rozamiento cinético es 0,40. Calcule el 
módulo de la fuerza ejercida por el hombre, 
el trabajo realizado por la fuerza de fricción 
y el trabajo neto realizado sobre el piano. 
 
2) Una fuerza, que actúa sobre una partícula 
móvil en una dimensión, varia con la 
posición como se muestra en la figura. 
Calcule el trabajo realizado por dicha fuerza 
en los siguientes tramos a) x0 = 0 a xf = 3 m, 
b) x0 = 3 m a xf = 6 m y c) x0 = 6 m a xf = 9 m. 
 
 
 
3) Un bloque de 3,0 kg baja deslizándose por 
un plano inclinado de longitud 1,5m que 
forma 37° con la horizontal. (𝜇! = 0,1) 
 
a) Calcule el trabajo realizado por el peso 
b) Calcule el trabajo realizado por la fuerza 
de rozamiento 
c) Calcule el trabajo total sobre el bloque 
 
4) Un automóvil de 1500 kg de masa acelera 
desde el reposo hasta alcanzar una rapidez 
de 20 m/s bajo la acción de una fuerza 
constante, recorriendo una distancia de 200 
m a lo largo de una superficie horizontal. Si 
durante ese intervalo de tiempo, actúa una 
fuerza de rozamiento de 1000 N de 
magnitud, determine 
a) La cantidad de trabajo realizado por la 
fuerza constante. 
b) El trabajo neto sobre el automóvil. 
5) El corazón humano es una bomba potente y 
muy confiable; cada día admite y descarga 
unos 7500 L de sangre. Suponga que el 
trabajo que realiza el corazón es igual al 
requerido para levantar esa cantidad de 
sangre a la altura media de una mujer (1,63 
m). La densidad (masa por unidad de 
volumen) de la sangre es de 1,05 x 103 
kg∕m3. Determine cuánto trabajo realiza el 
corazón en un día y qué potencia desarrolla 
en watts. 
 
 
 
 
6) La posición de una partícula en el plano está 
dada por la siguiente expresión: 𝑟 = 	3𝑡	𝚤̂ −
		2𝑡"	𝚥̂ , donde r está en metros y t en 
segundos. Una fuerza que actúa sobre la 
misma está dada por: �⃗� = 	4	𝚤̂ − 5	𝚥̂ , donde 
F está en Newton. ¿Qué trabajo se realiza 
sobre la partícula en el intervalo de t = 1 s a 
t = 3 s? 
7) La fuerza �⃗� paralela al eje x, que actúa sobre 
una partícula, varia como la muestra la 
figura “F vs X”. Si el trabajo realizado por la 
fuerza cuando la partícula se mueve en la 
dirección x, desde 𝑥# = o hasta 𝑥$ es 70 J, 
cual es el valor de xf? 
 
8) Una partícula se encuentra sometida a una 
fuerza F = xy i N, donde x e y son las 
coordenadas del punto del plano en las que 
se encuentra la partícula en cada instante. 
Calcular el trabajo realizado por tal fuerza al 
desplazar la partícula del punto A (0,3) al B 
(3,0), expresadas en metros, a lo largo de los 
siguientes caminos: 
a) A lo largo de la recta que los une. 
b) A lo de un arco de circunferencia de 
centro el origen de coordenadas y de 
extremos A y B. 
 
 
 
9) Un resorte con una constante elástica de 
200,0 N/m se estira desde 0 hasta 10,0 cm. 
a) Calcule el trabajo realizado para estirar el 
resorte desde 5,0 hasta 15,0 cm 
b) Calcule el trabajo para comprimir el 
resorte 10,0 cm. 
10) Se dispara una bala de 100 gr de un rifle que 
tiene un cañón de 0,6 m de largo. La fuerza 
que ejercen los gases en expansión sobre la 
bala esta expresado por (15000 + 10000x – 
25000x2) N. Determine el trabajo invertido 
por los gases conforme la bala recorre la 
longitud del cañón. 
11) Batman, cuya masa es de 80Kg, está colgado 
en el extremo libre de una soga de 12m, el 
otro extremo está fijo de la rama de un 
árbol arriba de él. Al flexionar 
repetidamente la cintura, hace que la soga 
 
 
se ponga en movimiento y eventualmente 
la hace balancear lo suficiente para que 
pueda llegar a una repisa cuando la soga 
forma un ángulo de 60º con la vertical. 
¿Cuánto trabajo invirtió la fuerza 
gravitacional en Batman en esta maniobra? 
12) Una partícula se somete a una fuerza Fx que 
varía con la posición, como se muestra en la 
figura. Encuentre el trabajo invertido por la 
fuerza en la partícula mientras se mueve a) 
de x = 0 a x = 5.00 m, b) de x = 5.00 a x = 10.0 
m, y c) de x = 10.0 m a x = 15.0 m. d) ¿Cuál 
es el trabajo total invertido por la fuerza 
para x = 0 a x = 15? 
 
 
13) Una fuerza que actúa en una partícula móvil 
en el plano xy se conoce por F = (2yi + x2j) N, 
donde x e y están en metros. Las partículas 
se mueven desde la posición original a la 
final en las coordenadas x = 5.00 m e y = 
5.00 m como se muestra en la figura. 
Calcule el trabajo invertido por F en la 
partícula cuando ésta se mueve a lo largo de 
a) OAC, b) OBC y c) OC. d) ¿F es conservativa 
o no conservativa? 
 
 
14) La fuerza que actúa sobre una partícula 
varia como se muestra en la figura 
Encuentre el trabajo invertido por la fuerza 
en la partícula conforme se mueve 
a) de x= 0 a x= 8,0 m 
b) de x =8,0 m a x= 10,0 m 
c) de x= 0 a x=10,0 m. 
 
 
15) Una partícula se encuentra sometida a dos 
fuerza 𝐹%444⃗ = 2𝚥̂ − 5𝑘6 y 𝐹"4444⃗ = −4�̂� + 3𝚥̂ y 
logran desplazarlo desde la posición 𝑟%444⃗ =
�̂� + 𝚥̂ − 𝑘6 a la posición 𝑟"444⃗ = 2𝚤̂ − 6𝚥̂ + 2𝑘6 . 
a) Calcule el trabajo realizado por la fuerza 𝐹%444⃗ 
y la fuerza 𝐹"4444⃗ 
b) Calcule el trabajo realizado por la fuerza 
total.