Energía - Ejercicios de física y matemática

Ejercicios de Energía
Use g = 10 m/s 2
1.- Una bola de masa 0,5 kg se lanza por un camino horizontal a razón de 4 m/s.
La bola recorre 3 metros antes de chocar con un resorte de constante k = 40 N/m.
¿Aproximadamente cuánto se comprime el resorte?. Considere que durante los 3
metros el coeficiente de fricción entre la bola y la superficie fue de 0,2.
a) 90 cm
b) 45 cm
c) 23 cm
d) 12 cm
e) 6 cm
2.- Un cuerpo cuya masa es de 8 kg se mueve con una rapidez de 4 m/s a una altura
constante de 6 m sobre el suelo. La energía cinética del cuerpo, expresada en Joule,
vale:
a) 16
b) 64
c) 128
d) 480
e) 544
3.- Un cuerpo pesa 40 N y cuelga a una altura de 15 m sobre el suelo. Si cae desde
el reposo y despreciamos la resistencia del aire, cuando esté a 6 m del suelo su energía
potencial y cinética, en Joules son:
a) U = 360 K = 240
b) U = 300 K = 300
c) U = 240 K = 360
d) U = 600 K = 100
e) U = 100 K = 500
4.- En un sistema mecánico cerrado, un cuerpo de masa m tiene una energía
cinética K. Por fenómenos ocurridos en el sistema la energía potencial U empieza a
aumentar a otro valor U’. Se puede afirmar que:
I. K disminuye en la misma cantidad que aumenta U
II. K + U’ = K + U
III. U’ + nuevo valor de K = U + K
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo I y II
e) sólo I y III
5.- La energía potencial de un cuerpo situado a 60 m de altura es de 600 J, entonces
la masa del cuerpo es:
a) 100kg
b) 0,1kg
c) 10kg
d) 0,01kg
e) 1kg
6.- La bola, de masa m, de la figura se deja caer de cierta altura. En su recorrido gira
por el rizo de radio R y la velocidad que lleva en la parte más alta del mismo es la mínima
para no caer. La bola sale del rizo y sigue moviéndose sobre el plano e impacta con un
resorte de constante k. Ignorando las posibles fuerzas de fricción que pueden existir, la
deformación x del resorte es:
Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl
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a)
b)
c)
d)
e)
5mgR
k
5mgR
k
5mgR
2k
5mgR
2k
10mgR
k
7.- Un avión de 20.000 kg vuela a una altura de 1.000 m. Su velocidad, constante, es
de 720 km/h. Entonces:
I. su energía potencial es 2x10 8 J
II.
su energía cinética es 4x10 8 J
III.
su energía total es 6x10 8 J
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo I y II
e) I, II y III
8.- Un cuerpo de masa igual a 4 kg se está moviendo en línea recta horizontal, con una
rapidez de 8 m/s respecto a la Tierra y a una altura constante de 20 m sobre el suelo.
De acuerdo con esta información, la energía cinética de este cuerpo, es, en Joules:
a) (4x8 2 )/2 + (4x20x9,8)
b) (4x9,8x8 2 )/2
c) 4x20x9,8
d) (4x8 2 )/2
e) 4x8
9.- Una pelota de 2 kg se deja caer desde 10 m de altura, da un bote en el suelo, en
esa interacción no pierde energía, ¿hasta qué altura llegará luego del rebote?
a) más de 10 m
b) se queda en el suelo
c) 10 m
d) menos de 10 m
e) falta información
10.- Se lanza una esfera rodando hacia arriba por un plano inclinado. A medida que
la esfera va subiendo, va adquiriendo:
a) mayor energía potencial
b) mayor energía mecánica
c) mayor energía cinética
d) menor energía potencial
e) menor energía mecánica
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11.- Una esfera de 100 gramos cae de un metro de altura sobre una placa de metal
que se comporta como un resorte de constante k. La esfera al impactar sobre la placa la
hunde 4 cm. El valor aproximado de la constante k de la placa es (N/m):
a) 62,5
b) 125
c) 250
d) 625
e) 1.250
12.- Un cuerpo que está a una altura h, tiene una energía potencial U. Si se le
suelta y no hay fricción en el aire, ¿cuál será su energía cinética cuando su altura se
haya reducido a 1/3 de la inicial?
a) 1/3 U
b) 2/3 U
c) 1/9 U
d) 4/9 U
e) no se puede determinar pues no se conoce su velocidad
13.- Un cuerpo se mueve con cierta velocidad. Si su masa se reduce a las dos
quintas partes y su velocidad se hace 5 veces mayor, entonces su energía cinética:
a) aumenta al doble
b) aumenta el 10%
c) aumenta 25/2 veces
d) aumenta 5 veces
e) aumenta 10 veces
14.- Una partícula gira en un círculo, la fuerza centrípeta que actúa sobre ella no
realiza trabajo pues:
I. se anula con la centrífuga
II.
el desplazamiento de la partícula es perpendicular a la fuerza
III.
el desplazamiento que produce es nulo en su dirección
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo I y II
e) sólo II y III
15.- El trabajo neto realizado por una fuerza es cero. Entonces, se puede decir que su
velocidad: (Trabajo W = Fd = K f – K i )
a) es acelerada
b) es constante
c) no tiene influencia
d) aumenta
e) disminuye
16.- Un sistema A y uno B realizan un mismo trabajo. Se observa que A lo hace
más rápido que B, entonces, se puede afirmar que: (Potencia P = W/t = Fd/t = Fv)
a) la potencia de A es menor que la de B
b) la potencia de A es mayor que la de B
c) el sistema A siempre es más rápido que el B
d) la potencia de A depende del tiempo que funciona B
e) el sistema A es más energético que el B
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17.- La fuerza de roce que afecta a un móvil es causante de que:
I. la energía mecánica no se conserve
II. haya disipación de energía en forma de
calor
III. el que trabajo que realiza sea negativo
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo I y II
d) sólo I y III
e) I, II y III
18.- Un resorte tiene mayor energía potencial si:
I. su constante es grande
II. se comprime al máximo
III. se estira al máximo
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo II y III
e) I, II y III
19.- La energía potencial gravitatoria de un objeto de masa m que está, respecto al
suelo, a una altura h, puede tener:
a) sólo I
I. energía potencial positiva
b) sólo II
II. energía potencial negativa
c) sólo III
III. energía potencial cero
d) I, II y III
e) Ninguna de las anteriores
20.- R es una fuerza conservativa. P es una fuerza no conservativa. Entonces, el
trabajo es independiente de la trayectoria, en el movimiento de un móvil, si:
a) sólo actúa P
b) sólo actúa R
c) sobre el móvil actúa R – P
d) sobre el móvil actúa P – R
e) R – P = 0
21.- Si la Tierra fuera una esfera perfecta y usted caminara del Polo Sur hacia
Santiago, su energía potencial gravitatoria:
a) aumentaría progresivamente
b) aumentaría en forma discontinua
c) sería constante
d) disminuiría en forma discontinua
e) disminuiría progresivamente
22.- Se dispara una flecha con un arco, en dirección vertical hacia arriba.
a) la energía potencial elástica del arco se convierte en energía potencial
gravitatoria de la flecha
b) la energía potencial elástica del arco se convierte en energía potencial
gravitatoria y cinética de la flecha
c) la energía potencial elástica del arco se convierte en energía cinética de la
flecha
d) la energía potencial elástica es mayor que la potencial gravitatoria de la flecha
en todo momento
e) la energía potencial elástica es menor que la cinética de la flecha en todo
momento
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23.- Una hormiga, un perro y un elefante hacen una carrera de 100 m planos. En
cierto momento llevan la misma velocidad. Se puede afirmar, para ese momento, que:
I. los tres tienen la misma energía cinética
II. los tres han recorrido la misma distancia
III. el elefante tiene más energía cinética que el perro y este más que la hormiga
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo I y III
e) I, II y III
24.- Un avión tiene forma puntiaguda en la parte delantera, ello le permite:
a) conservar la energía mecánica
b) realizar menor esfuerzo para mantener la velocidad
c) anular la fuerza de roce
d) mantener la energía potencial gravitatoria
e) ninguna de las anteriores
25.- Un automóvil A tiene más potencia que uno B. Entonces se puede afirmar que:
I. el A, por lo general, consume menos combustible que el B
II. el A, por lo general, alcanza una rapidez v en menor tiempo que el B
III. el A, por lo general, puede alcanzar una mayor energía cinética que el B.
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo III
d) sólo I y II
e) I, II y III
26.- Una cuerda ejerce una fuerza de 17 N de magnitud sobre una caja, mientras
ésta se desliza por el suelo un metro en línea recta. El trabajo que realiza esta fuerza
cuando la cuerda y el desplazamiento forman un ángulo de 60º es: (Trabajo W =
FdcosӨ, Ө es el ángulo entre F y d)
a) 34 J
b) 17 J
c) 8,5 J
d) – 8,5 J
e) – 17 J
27.- Una fuerza F = 2i + 3j – 5k se aplica sobre un cuerpo y le produce un
desplazamiento d = 8i + 4j + 6k. Entonces, el trabajo que realiza es: (Este ejercicio es
para los alumnos del electivo: W = F●d = Fdcos Ө, con F y d vectores)
a) falta el ángulo que hay entre la fuerza y el desplazamiento para calcularlo
b) máximo pues la fuerza y el desplazamiento son paralelos
c) es nulo pues la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares
d) 2 J
e) – 2 J
28.- Un bloque está unido a un resorte de constante k = 2.200 N/m y se desliza
sobre una superficie horizontal. El trabajo realizado por la fuerza del resorte cuando
este se mueve desde x 1 = 0,15 m y x 2 = 0,3 m, es: (Nuevamente, W = variación de
energía)
a) –24,75 J
b) – 74,25 J
c) 74,25 J
d) 24,75 J
e) 0 J
Hernán Verdugo Fabiani
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29.- Son fuerzas no conservativas:
I. la fuerza de roce
II.
la fuerza centrífuga
III.
la fuerza peso
a) sólo I
b) sólo II
c) sólo I y II
d) sólo I y III
e) sólo II y III
30.- La energía potencial de un resorte es:
a) negativa
b) positiva
c) neutra
d) depende si se estira o se comprime
e) falta información
Hernán Verdugo Fabiani
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