Trabajo, Potência e Energia em Física

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S- Trabajo y energía
Ejercicio 1. Trabajo y potencia
Las ruedas de una locomotora de ejercen una fuerza de tracción de . La locomotora arrastra un conjunto de vagones que tienen una masa total de , que ejercen fuerzas de fricción de , que se oponen al movimiento del tren. El tren parte desde el reposo y adquiere una velocidad de en un tiempo de .
a) ¿Cuál es la distancia recorrida en el tiempo de ?
 =
 
D= 
D= 44.70s
D=620.65m
b) Calcula el trabajo realizado por la locomotora del tren.
 
=f + d
.5 kN *620.65m
c) Calcula el trabajo realizado por las fuerzas de fricción.
d) ¿Cuál es el trabajo total?
 = + 
e) ¿Cuál es el cambio en la energía cinética del tren? 
K=
K = 
K = 231,481.47kj
f) Determina la potencia suministrada por la locomotora en los , en caballos de fuerza ().
1 kw =1.3410 hp
 
P =w/t
P =304,428.83 kj/44.70s
P =6,810.49 kw 
P =9,133,00hp
g) Calcula la potencia consumida por las fuerzas de fricción en los , en caballos de fuerza ().
1 kw =1.34102hp
P = w/t
P = 44,686.80kj/44.70 s
P = 999.70 kw
P = 1,340.62hp
Ejercicio 2. Trabajo y energía
Una máquina centrifugadora para producir sedimentación trabaja a , con muestras colocadas a una distancia radial de del eje de giro. Partiendo del reposo la máquina tarda en alcanzar su velocidad de operación. La masa de cada tubo muestra es de 
3000 rpm * 
A=
A ==15.71 rad/s²
Ø=cot +
Ø =0 (20s) +=3142rad
a) ¿Cuál es el ángulo girado por las muestras en el arranque?
Ø=
Ø = 0+¿
x =3142 rad
x=500.06 rev
b) ¿cuál es la distancia recorrida por las muestras en el arranque?
S =
S =(0.06m) (3142rad)(0.06m)
S=188.7 m
c) Calcula el trabajo por las fuerzas que actúan sobre las muestras en el arranque.
 
W=mas
W=m a) ² r s 
W = (6) * 0.020kg) (314.16 rad/s)²0.06m(188.52m)
W= 133.965.11 j
W=133.97 kj
d) ¿Cuál es la potencia de la centrifugadora para acelerar las muestras?
 P= w/t
P =133,965.11 j / 20s
P= 6,698.25w
P=6.70 kw
e) ¿Cuál es la energía cinética de las muestras al final del proceso de arranque?
Energía cinética = 
K = 
K= 
K =21.32 j
Ejercicio 3. Trabajo y potencia
Un bloque de granito de es arrastrado hacia arriba por un plano inclinado con una rapidez constante de , mediante un sistema mecánico. El coeficiente de fricción entre el bloque y la superficie del plano es de . La distancia recorrida por el bloque es de .
F = mg 
3,170.53N
 - =0T = + 
a) Determina el trabajo realizado por la fuerza de gravedad.
b) Calcula el trabajo realizado por la fuerza de fricción.
c) Determina el trabajo realizado por el sistema mecánico para subir el bloque.
=34366.071j
d) ¿Cuánta potencia debe suministrar el sistema mecánico para subir el bloque?
P = 
V =
T=
P=
P= 4389.025w