Práctica para examen de energía cinética, potencial y mecánica

• Una niña de 55, 0 kg corre a 4,00 m/s en una pista que se encuentra a 50,0 m sobre el nivel del mar. ¿Cuál es la energía mecánica de la niña respecto al nivel del mar?

• Una esfera atada a un hilo de masa despreciable, se suelta desde la posición A, como muestra la figura

Si la esfera oscila libremente, al pasar por la posición B, ¿cuál es la magnitud de su velocidad?

• Un resorte de constante elástica 5,0 x 10³ N/m, descansa a lo largo sobre el suelo, donde espera la acción de un cuerpo de 4,0 kg lanzado contra su extremo libre a 10 m/s. Si el rozamiento es despreciable, la compresión máxima que sufrirá el resorte es

• Lea las siguientes afirmaciones

De las opciones, son correctas,

Un cuerpo de 5,00 kg está a una altura de 50,0 m sobre el suelo y posee una rapidez de 36,0 m/s. Posteriormente, la energí­a cinética del cuerpo pasa a ser 2,69 x 10³ J. Si sobre el cuerpo actúan solo fuerzas conservativas, entonces, ¿cuál es la energí­a potencial del cuerpo?

La energí­a cinética de una caja es 540 J, se mueve hacia un resorte por una superficie horizontal con fricción despreciable como se muestra en la siguiente figura:

Si el resorte tiene una constante de 550 N/m y se comprime 1,00 m, entonces, ¿cuánta energí­a potencial tiene la caja en ese momento de máxima compresión?

• Una caja de 1,00 kg comprime 0,100 m a un resorte de constante elástica 20,0 N/m, como muestra la siguiente figura:

Si para el sistema caja-resorte, hay conservación de la energía mecánica, entonces, cuando el resorte se estira, empuja a la caja, la cual en el momento de separarse del resorte lo hace con una rapidez

• Una caja en reposo, en el punto más alto de un plano inclinado, tiene una energía potencial gravitatoria de 350 J con respecto al nivel del suelo, como muestra la figura.

Si la caja se desliza por el plano sin fricción y en el punto S su energía cinética es 100 J, entonces, en ese preciso instante su energía mecánica es

• Una caja se desliza sobre una superficie horizontal sin rozamiento; con una energía cinética de 80 J, choca contra un resorte y lo comprime una longitud máxima x, como muestra la figura.

Si la constante elástica del resorte es 5,2 x 10³ N/m, ¿Cuál es la longitud máxima que se comprime ese resorte?

• Un carro de carga, de masa total m, inicialmente se mueve con rapidez v y se le asocia una energía cinética E_i. Si al final su masa total se duplicó y su rapidez se redujo a la tercera parte, entonces, la energía cinética final del carro, respecto de la inicial, es

• Un maleta en reposo, a cierta altura con respecto al suelo, tiene una energía potencial gravitatoria de 300 J. Si esta maleta es dejada caer y se desprecia la resistencia del aire, en cierto instante de la caída su energía cinética es 50 J; el valor de su energía mecánica en ese preciso instante es

• Una fuerza F comprime un bloque de madera contra un resorte colocado en forma vertical y le transfiere una energía potencial elástica de 5,0 J. Al suprimir las fuerzas de compresión, el resorte se estira y cuando ambos se separan despide al bloque con energía cinética de 4,5 J, como muestra la siguiente figura:

Si, en este proceso de estiramiento del resorte hasta despedir el bloque, el rozamiento es despreciable, el aumento en la energía potencial gravitatoria del bloque es

• Un auto de control remoto de 1,30 kg se mueve en una trayectoria rectilínea y con una rapidez constante durante 20,0 s; si en ese lapso de tiempo, la energía cinética del auto es 5,85 J, entonces, la rapidez del auto en ese trayecto es

• Desde una altura de 10,0 m, un bloque de 2,00 kg es dejado caer; en ese momento su energía potencial gravitatoria es 196 J. Si el rozamiento es despreciable, entonces, cuando el bloque está a 1,00 m del suelo, el valor de su energía cinética es

• Un resorte de constante 5,0 N/m estaba comprimido cierta longitud por medio de una caja de 0,30 kg, y ambos, resorte y caja, sobre una superficie horizontal de rozamiento despreciable. Si el resorte se estira y lanza la caja con rapidez 0,20 m/s, ¿cuál es la longitud a la cual estaba comprimido el resorte?

• Un ladrillo de 1,0 kg que estaba en reposo a cierta altura sobre la superficie terrestre, es dejado caer y llega al suelo con una rapidez de 10 m/s. El trabajo de la fuerza gravitacional sobre el ladrillo en esa caída es igual a

• De las siguientes opciones, sólo una es correcta; identifíquela

• Al mover un objeto desde una posición A hasta otra posición B y nuevamente hasta la posición A, se presentan las siguientes afirmaciones:

I. Si el trabajo neto sobre el objeto es constante y diferente de cero, es porque actúan fuerzas no conservativas.
II. Si el trabajo neto sobre el objeto es constante e igual a cero, es porque actúan sólo fuerzas conservativas.

De ellas, son correctas

Analice los ejemplos propuestos correspondientes a fuerzas conservativas o NO conservativas.

I. El ruedo lento de una pelota sobre una colina empedrada.
II. La atracción eléctrica entre dos cargas de diferente signo.
III. El magnetismo generado por un imán sobre un trozo de hierro.

De los ejemplos anteriores, es correcto afirmar que

• Una locomotora tira de varios vagones de ferrocarril con una fuerza de 2,5 x 10⁵ N y, en 5,0 s, recorren todos 100 m con rapidez constante; la potencia desarrollada por la locomotora es

• En una práctica de entrenamiento, un socorrista de 70 kg sube verticalmente por medio de una cuerda, hasta la altura 5,0 m, lográndolo después de transcurridos 40 s; ¿cuál es el valor de la potencia desarrollada por el socorrista?