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Universidad Tecnológica Nacional 
Facultad Regional Córdoba 
Departamento INGENIERÍA MECÁNICA 
 
 
 
INGENIERÍA MECÁNICA I 
 
 
DOCENTES: 
Ing. Alejandro Laffaille 
Ing. Lucio Sosa 
Ing. Osvaldo Giordanino 
Ing. Cristian Bórtoli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GUÍA DE ESTUDIO 
TEÓRICO - PRÁCTICO 
 
 2º Parcial AÑO 2015 
 
Autor: Ing. A. Laffaille 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 2 
“ESTA GUÍA SERÁ UTILIZADA DURANTE LOS PARCIALES Y LOS 
EXÁMENES FINALES, POR LO TANTO NO DEBE SER RAYADA O 
ESCRITA . 
EN CASO CONTRARIO, LA MISMA NO PODRÁ SER UTILIZADA.” 
 
 
 
Guía de Preguntas Teóricas 
 
1) Enumere las formas fundamentales de la energía y explique en qué tipo de energía se 
pueden transformar y cómo puede ser este proceso de transformación. De ejemplos 
 
2) Dibuje un esquema en donde aparecen las formas fundamentales de la energía y 
relacione por lo menos tres de ellas (relacione implica indicar como es el proceso de 
transformación entre ellas) 
 
3) Explique a que se llama “energía mecánica”; escriba las ecuaciones que representan las 
distintas energías que la componen, indicando que significa cada una de las variables. 
Indique también unidades. De ejemplos. 
 
4) Explique a que se llama “energía térmica”, cómo se puede transmitir entre los cuerpos, 
explique por qué se puede almacenar o no, De ejemplos. 
 
5) Explique a que se llama “energía química”, cómo son los procesos a través de los cuales 
se puede transformar en otro tipo de energía, explique por qué se puede almacenar o no, 
de ejemplos. 
 
6) Explique a que se llama “energía radiante”, a que se llama “espectro electromagnético”, 
de ejemplos de distintos tipos de ondas, comente sobre sus dos características 
fundamentales. Explique a que se llama espectro visible, cuáles son las que poseen 
mayor energía (de ejemplos) y cuáles las de menor (de ejemplos)? 
 
7) Explique a que se llama energía nuclear, en qué consisten lo procesos de “fusión nuclear” 
y de “Fisión nuclear”, que elementos participan en cada una de las reacciones, y cómo se 
puede calcular la energía liberada? De ejemplos de aplicaciones. 
 
8) Explique en qué consiste una fuente de “energía hidráulica”, de “energía solar” y de 
“energía de la biomasa”? Qué tipo de forma fundamental de energía es cada una de 
ellas? 
 
9) Explique en qué consiste una “fuente de energía geotérmica”, de “energía mareomotriz” y 
de “energía undimotriz”? Qué tipo de forma fundamental de energía es cada una de ellas? 
 
10) Explique en que consiste una “fuente de energía de los combustibles fósiles”, comente 
sobre los más utilizados, dando ejemplos de aplicación. ¿Qué tipo de forma fundamental 
de energía es ésta? 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 3 
 
11) Explique a qué se llaman “fuentes de energía primaria” y “fuentes de energía secundaria”, 
de ejemplos de cada una de ellas, en indique el porcentaje de participación, a nivel global, 
de las tres energía primarias principales. 
 
12) Explique a que se llaman “fuentes de energías renovables y “fuentes de energías no 
renovables”, de ejemplos de cada una de ellas. Cómo se llaman a menudo estos tipos de 
energías? 
 
13) Explique cómo es el proceso mediante el cual el Sol obtiene su energía, cómo llega esta 
energía a la Tierra y cómo se transforma en sustancia orgánica? Esta sustancia orgánica 
para que se utiliza? Explique a que se llama “ciclo del agua”? 
 
14) Explique los pro y los contra de la utilización del Hidrógeno como fuente de energía. 
 
15) Indique las unidades más frecuentes de medición de la “energía” y de la “potencia”. 
Comente a que se llama “tep” o “toe”. Defina “Kilowatt-hora”, de su equivalencia en joules. 
 
16) Explique las siguientes características de la energía: almacenamiento, transporte, 
transformación? De ejemplos de cada una de ellas. 
 
17) Explique cómo puede transformarse un tipo de energía en otro, que ocurre “siempre” en 
todo proceso de transformación, a que se llama rendimiento, cual es su expresión 
matemática, de ejemplos de rendimiento de al menos 3 máquinas. 
 
18) Comente sobre el potencial energético de la Argentina en cuanto a energías renovables, 
indique al menos 3 regiones con potencial de biomasa y con potencial eólico. Indique 
como es el porcentaje de las tres primeras fuentes de energía primaria en nuestro país al 
año 2009. 
 
19) Defina “trabajo mecánico”, escriba la ecuación correspondiente, indique las unidades. 
Defina a que se llama “energía”, de ejemplos. Dibuje ejemplos en donde se vean fuerzas 
que realizan trabajo y fuerzas que no realizan trabajo. Sea prolijo al dibujar, trate de que 
el dibujo se “entienda”. 
 
20) Defina “Potencia”, escriba la ecuación correspondiente, indique las unidades, de por lo 
menos 3 ejemplos de valores de potencia. 
 
21) Explique la relación que existe entre el “trabajo y la energía cinética”, y el “trabajo y la 
energía potencial”, escriba las ecuaciones correspondientes indicando las unidades de 
cada variable. 
 
22) Explique a que se llama “palanca”, explique la condición de equilibrio, escriba las 
ecuaciones correspondientes. Explique a que se llama “multiplicación de la palanca”, 
escriba la ecuación correspondiente. A que se llama “palanca pesada”, explique. Dibuje 
una palanca e indique las fuerzas que intervienen y los brazos de palanca. 
 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 4 
23) Explique los distintos géneros de palancas, dibuje los diagramas de fuerzas 
correspondientes a cada género, de ejemplos. Explique sobre el trabajo realizado por las 
palancas. 
 
24) Explique el principio de funcionamiento del “Torno”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación del torno”, escriba la ecuación 
correspondiente, comente sobre el “trabajo del torno”. Haga los dibujos necesarios para 
esclarecer la explicación. 
 
25) Explique el principio de funcionamiento de los “Engranajes”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación del engranaje”, comente sobre el 
“trabajo de los engranajes”. Haga los dibujos necesarios para esclarecer la explicación. 
 
26) Explique el principio de funcionamiento de la “Polea Fija”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación de la polea fija”, comente sobre el 
“trabajo de la polea fija”. Haga los dibujos necesarios para esclarecer la explicación. 
 
27) Explique el principio de funcionamiento de la “Polea móvil”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación de la polea móvil”, comente sobre el 
“trabajo de la polea móvil”. Haga los dibujos necesarios para esclarecer la explicación. 
 
28) Explique el principio de funcionamiento del “Aparejo potencial”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación del aparejo potencial”, comente sobre 
el “trabajo del aparejo potencial”. Haga los dibujos necesarios para esclarecer la 
explicación. 
 
29) Explique el principio de funcionamiento del “Plano Inclinado”, escriba las ecuaciones 
correspondientes, a que se llama la “multiplicación del plano inclinado”, comente sobre el 
“trabajo del plano inclinado”. Haga los dibujos necesarios para esclarecer la explicación. 
 
30) Explique por qué no puede construirse una maquina con movimiento “continuo”, comente 
que sucede en una maquina con la energía, de ejemplos. Qué es el “principio de 
conservación de la energía”, indique si podría o no fallar este principio. 
 
31) A que se llama rendimiento, escriba las ecuaciones correspondientes, comente sobre las 
fuerzas de rozamiento, cuáles son sus consecuencias, formas para disminuir sus efectos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 5 
Guíade Ejercicios 
 
Leer atentamente antes de comenzar con la resolució n de los problemas!!! 
 
Procedimiento sugerido para resolver problemas prác ticos 
 
1) Lea el problema detenidamente y analícelo. Anote los datos que se dan y lo que se pide. 
Algunos datos quizás no se den explícitamente en forma numérica. Por ejemplo, si un 
automóvil “parte del reposo”, se entiende que su velocidad inicial es igual a cero. (vi=0) 
 
2) Dibuje un diagrama para visualizar y poder analizar la situación física del problema, si resulta 
apropiado. Este paso quizás no será necesario en todos los casos, pero puede ser útil. 
 
3) Determine qué principio(s) o ecuación(es) se pueden aplicar a esta situación y cómo pueden 
llevarlo de la situación dada a la situación pedida. Podría ser necesario idear una estrategia de 
varios pasos. 
 
4) Simplifique la expresiones matemáticas lo más posible por manipulación algebraica antes de 
insertar valores. Cuántos menos cálculos realice, menos probable será de que se equivoque, 
así que no inserte los valores antes de tiempo. 
 
5) Verifique las unidades antes de efectuar los cálculos. Efectúe conversiones de unidades si es 
necesario para que todas las unidades estén en el mismo sistema. (preferentemente sistema 
SI) Esta práctica evita la mezcla de unidades y facilita el análisis de unidades (La verificación y 
conversión de unidades se realiza generalmente en el paso 1 al anotar los datos) 
 
6) Sustituya las cantidades dadas en la(s) ecuación(es) y efectúe los cálculos. Informe el 
resultado en las unidades apropiadas y con el número correcto de cifras significativas. 
 
7) Decida si el resultado es razonable o no. ¿La respuesta tiene un valor razonable? Por ejemplo 
si tenemos que calcular la masa de una persona y nos da un resultado de 4,6. 102 kg (460 kg) 
hay que poner en duda el resultado ya que es un valor muy alto para la masa de una persona. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 6 
Problemas sobre Trabajo Mecánico y Potencia: 
 
1) La locomotora de un tren de carga ejerce una fuerza constante de 60000 N sobre un tren 
mientras lo arrastra por una vía horizontal a velocidad constante. ¿Cuánto trabajo realiza en un 
recorrido de 1 km? 
 Rta: 6 x 107 J 
 
2) Un caballo esta remolcando una barcaza por un canal; la cuerda del remolque forma un ángulo 
de 10º con el camino que sigue el caballo. Si la tensión en la cuerda es igual a 2000 N, ¿Cuánto 
trabajo en joules realizará el caballo mientras recorre 50 m a lo largo del camino? 
 Rta: 98,48 .103 J 
 
3) Se empuja un bloque sobre una superficie fija horizontal mediante una fuerza horizontal de 200 
N, a lo largo de una distancia de 0,025 km. La fuerza opuesta de rozamiento dinámico es de 40 N. 
a) ¿Qué trabajo ha realizado la fuerza de 200 N?, b) ¿Qué trabajo ha realizado la fuerza de 
rozamiento? c)¿Cuál ha sido el trabajo resultante de ambas fuerzas? d) comente qué sucedió con 
el trabajo de la fuerza de rozamiento, en que se transformó, se puede recuperar? 
 Rta: a) 5000 J; b) 1000 J; c) 4000 J 
 
4) ¿Cuánto tardará, en minutos, una persona en trasladar una determinada cantidad de agua hasta 
el tanque de un edificio si puede desarrollar una potencia de 100 W consumiendo una energía total 
de 300.000 J? 
 Rta: 50 min 
 
5) Calcular el trabajo de una fuerza de 1000 N cuyo punto de aplicación se desplaza 50 m en la 
dirección de la fuerza 
 Rta: 50000 J 
 
6) Calcular el trabajo de la fuerza anterior suponiendo que forma un ángulo de 60º con la dirección 
del desplazamiento. 
 Rta: 25000 J 
 
7) Un hombre que tiene una masa de 80 kg, sube a una torre de 25 m. Calcular el trabajo que 
realiza al subir. 
 Rta: 19600 J 
 
8) Calcular en HP la potencia puesta en juego por el hombre anterior, sabiendo que tarda 10 min 
en llegar a lo alto de la torre. 
 Rta: 0,044 HP 
 
9) En una construcción se sube un balde de arena de 196,2 N de peso a una velocidad de 4m/s. 
Calcular en HP la potencia del motor que mueve la instalación. 
 Rta 1,052 HP 
 
10) Para llenar completamente un tanque hay que levantar agua hasta una altura de 10 m. El 
tanque es cilíndrico y tiene 2 m de altura y 1 m de radio. La bomba utilizada tiene una potencia de 
1 HP. Calcular el tiempo que tardará en llenar el tanque 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 7 
 Rta: 13 min 46 seg 
 
11) Un Jornalero carga en ½ hora 1 m3 de tierra (peso específico: 1,8 Ton/m3) debiéndola levantar 
a 1,5 m de altura. Calcular: a) ¿Qué trabajo ha realizado en Kw-hora?; b) ¿Qué potencia ha 
desarrollado en HP y en Kw? 
 Rta: a) 0,0073 Kwh; b) 0,0147 Kw; c) 0,02HP 
 
12) De un pozo deben extraerse cada 3 minutos 900 lts de agua desde una profundidad de 150 
m. ¿Cuántos HP debe desarrollar el motor si el 40 % de la potencia se pierde? 
 Rta: 16,43 HP 
 
13) ¿Qué potencia en HP necesita un camión de 20 Ton de peso para pasar una pendiente que 
sube 50 m cada 1000 m (pendiente del 5%) a una velocidad de 10 m/seg? 
 Rta: 131,33 HP 
 
Problemas sobre Energía cinética y potencial: 
 
14) Desde una altura de 70 cm cae cada segundo una gota de agua que pesa 0,25 N. Calcular el 
trabajo que es capaz de realizar la gotera en un año. 
 Rta: 5,518. 106 J 
 
15) Un bloque de 200 kg de masa está quieto y apoyado sobre un piso horizontal. Un caballo tira 
de una soga atada al bloque y lo arrastra 20 m. La fuerza que se manifiesta como tensión en la 
soga tiene una intensidad de 1200 N y la fuerza entre el bloque y el piso es de 500 N ¿Cuál será el 
valor de la velocidad final del bloque? 
 Rta: 11,83 m/s 
 
16) A que altura habrá sido levantado un cuerpo que pesa 98 N, si el trabajo empleado fue de 
5000 J? 
 Rta: 51,02 m 
 
17) Calcúlese la energía cinética de un automóvil de 1200 kg de masa que lleva una velocidad de 
20 km/hora, ¿Cuántas veces aumenta la energía cinética si se duplica su velocidad? 
 Rta: 1,85 x 104 J; 4 veces. 
 
18) Calcúlese la energía cinética de una bala de rifle de 2 g de masa que lleva una velocidad de 
500 m/ seg?Rta: 250 J 
 
19) Un electrón choca con la pantalla de un tubo de rayos catódicos con una velocidad de 1 x 107 
m/seg. Calcúlese su energía cinética sabiendo que la masa de un electrón es de 9,11 x 10 –31 kg. 
 Rta: 4,5 x 10-17 joules 
 
20) Si queremos que una manzana de 100 g acumule energía potencial gravitatoria de 1 J, ¿Hastá 
qué altura debemos elevarla a partir de su posición inicial? Explica como razonó para resolver el 
problema? 
 Rta: 1,019 m 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 8 
 
 21) ¿Cuánta energía hay que entregarle a una bandera de 1 kg de masa para izarla desde el suelo 
hasta lo alto de un mástil de 8 metros de altura? Suponga que el aire no ofrece resistencia. 
 Rta: 78,48 J 
 
22) Un ciclista que con su bicicleta pesa 686 N adquiere una velocidad de 36 km/h, ¿cuánta 
energía cinetica tendrá? 
 Rta: 3.496 J 
 
23) Un automóvil de 1200 kg de masa que se desplaza a 60 km/hora necesita aproximadamente 15 
metros para detenerse por completo. a) calcule la energía que deben absorber los frenos para 
detener completamente el automóvil. b) Supongamos ahora que el vehículo se desplaza a 120 
km/hora y que los frenos mantienen su capacidad de frenado. ¿Cuánta energía cinética posee el 
vehículo a esta velocidad? c) ¿Cuánta es la energía que deberán absorber los frenos en este 
caso? d) Cuántos metros necesitará ahora el vehículo para detenerse completamente? e) en 
ambos casos, ¿qué paso con la energía cinética, en que se convirtió? 
 
 Rta: a) 1,665.105J; b) 6,666.105J; c) 6,666. 105J; d) 60 m; e) calor. 
 
24) Calcular la energía potencial almacenada en un tanque con 1500 lts de agua, situado a 10 m 
de altura respecto del suelo. 
 Rta: 147.150 J 
 
25) Hallar la energía cinética de un proyectil de 200 gramos de masa, cuya velocidad es de 1080 
km/hora. 
 Rta: 9 x 103 J 
 
26) ¿Qué energía cinética tiene al tocar el suelo un cuerpo de 981 N de peso que cae desde 
40.000 cm de altura? ¿Cuál será su velocidad al impactar? 
 Rta: 39.240 J; 28,01 m/s 
 
27) ¿Cuál es la energía potencial de cuerpo de 981 N de peso a una altura de 40 m? Supongamos 
que comienza a descender en caída libre, ¿Qué energía potencial y cinética tiene en el punto 
medio de la trayectoria, y cuál es su velocidad en este punto? ¿ y cuando le faltan 10 m para llegar 
al suelo, qué valor tiene cada energía y cuál es su velocidad? Cuánto vale la suma de la E pot. Y 
de la E cin. a los 20 m de altura y a los 10 m de altura? 
 
 Rta: E pot.= 19620 J; E cin. 20m = 19620 J; E pot. 20 m = 19620 J; V 20m = 19,80 
m/s; E pot. 10m = 9810 J; E cin. 10m = 29430 J; V 10m = 24,26 m/s; E pot. + E cin. 20m = 39240 J; 
E pot. 10m + E cin, 10m = 39240 J. 
 
28) Calcular la energía que se disipara en los frenos al frenar un vagón de ferrocarril de 20.000 kg 
de masa que marcha a razón de 20 km/hora. 
 Rta: 3,085. 105 J 
 
 
 
 Autor: Ing. A. Laffaille Ingeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 9 
 
29) Cuando cierta pelota de caucho se deja caer desde una altura de 1,25 m sobre una superficie 
dura, pierde el 18 % de su energía mecánica en cada rebote. Determine: a) ¿Qué altura alcanzará 
la pelota en el primer rebote?; b) ¿En el segundo?; c) ¿Con qué rapidez tendría que lanzarse la 
pelota hacia abajo para que alcance la altura original en el primer rebote? 
 Rta: a) 1,025 m; b) 0,8405 m; c) v = 2,32 m/s 
 
Problemas sobre Máquinas Simples: 
 
30) Se desea levantar una piedra de 1000 N con una palanca de primer género. Se establece un 
punto de apoyo a 60 cm de la piedra y el brazo de la fuerza motriz es de 3m. Calcular: a) ¿Qué 
fuerza motriz hay que aplicar?; b)¿Cuál es la multiplicación de esa palanca?; c) Realice los 
diagramas indicando las fuerzas y las distancias correspondientes 
 Rta: a) 200 N; b) 5 
 
31) La piedra anterior se quiere levantar con una palanca de segundo género de 2 m de largo. La 
piedra esta sobre al barra a 20 cm del apoyo. Calcular: a) ¿Cuál es la fuerza motriz necesaria?; b) 
¿Cuál es la multiplicación de la esa palanca? Realice los diagramas indicando las fuerzas y las 
distancias correspondientes 
 Rta: a) 100 N; b) 10 
 
32) El acoplado de un camión pesa 2,8 T y mide 5 m de largo. La distancia entre ejes es de 3m, 
suponiendo que el peso equidista de los extremos, y que los ejes están colocados simétricamente 
respecto de la vertical que pasa por el centro de gravedad. Calcular: a) si dos hombres podrán 
levantar el acoplado aplicando en su extremo una fuerza de 75 kg fuerza c/u. b) en caso negativo 
¿cuántos hombres se necesitarán , suponiendo que todos pueden realizar la misma fuerza 
anterior? Realice los diagramas indicando las fuerzas y las distancias correspondientes 
 
 Rta: a) No; b) 14 hombres 
 
33) El sistema que eleva el montacargas de un edificio está formado por una polea fija y una móvil. 
El peso máximo del montacargas cargado es de 500 N ¿qué fuerza habrá que hacer para 
levantarlo? Realice los diagramas indicando las fuerzas y las distancias correspondientes 
 
 Rta: 250 N 
 
34) Un cuerpo de 2 Ton de peso (1 Ton = 9.810 N) es subido por un plano inclinado hasta una 
altura de 3 m. La fuerza necesaria para hacer esta operación es de 4.905 N. Calcule: a) ¿Cuál es la 
longitud del plano?; b) ¿Qué trabajo se realizó?; c) ¿Qué potencia, en HP, se puso en juego, 
suponiendo que la operación duró 2 minutos? Realice los diagramas indicando las fuerzas y las 
distancias correspondientes 
 Rta: a) 12 m; b) 58860 J; c) 0,657 HP 
 
35) Una polea móvil soporta un peso de 130 N, y cuyo peso es de 11,42 N, se apoya sobre la 
cuerda correspondiente en ¼ de su perímetro. ¿Qué fuerza hay que aplicar al extremo libre de la 
cuerda para mantener el equilibrio? 
 Rta: 100 N 
 Autor: Ing. A. LaffailleIngeniería Mecánica I – Guía de Estudio 2° parcial 2014 Página 10 
 
 
36) Un plano inclinado forma con la horizontal un ángulo de 30 º. ¿Qué fuerza, paralela al plano 
inclinado, será necesaria para mantener en equilibrio sobre el plano a un cuerpo que pesa 0,25 
Ton? (1 Ton = 9.810 N) Supongamos que esta fuerza comienza a mover el cuerpo haciéndolo subir 
por pendiente y lo hace llegar hasta una altura de 5 m, medida sobre la vertical, en un tiempo de 30 
segundos. ¿Qué trabajo realizó y cuál fue la potencia, en HP, que tuvo que entregar? 
 
 Rta: F// = 1226,25 N; T= 12262,50 J; P= 0,547 HP 
 
37) Un cuerpo que tiene una masa de 4,9 kg se desliza por un plano inclinado, de 5 m de longitud y 
1 m de altura. La fuerza de rozamiento es tal que el cuerpo desciende con velocidad constante. 
Calcular: a) ¿El valor del ángulo de la pendiente?; b) ¿El valor de la fuerza de rozamiento?; b) ¿el 
trabajo que realizo la misma a lo largo de todo el plano inclinado? 
 Rta: a) α = 11,53°; Froz = 9,613 N; T = 48, 069 J