f_t_septima_edicion

alta del plano inclinado si fik = 0.4? Compare este
resultado con el trabajo necesario para levantar el
bloque verticalmente hasta la misma altura.
*8.17. ¿Cuál es el trabajo resultante cuando el bloque de
8 kg se desliza desde la parte más alta hasta la más
baja del plano inclinado de la figura 8.11? Suponga
que ¡ik = 0.4.
Resp. 492 J
Sección 8.4 Trabajo y energía cinética
8.18. ¿Cuál es la energía cinética de una bala de 6 g en el
instante en que su rapidez es de 190 m/s? ¿Cuál es
la energía cinética de un automóvil de 1200 kg que
viaja a 80 km/h?
8.19. ¿Cuál es la energía cinética de un automóvil de 2 400
Ib cuando circula a una rapidez de 55 mi/h? ¿Cuál es
la energía cinética de una pelota de 9 Ib cuando su rapidez
es de 40 ft/s? Resp. 244 000 ft Ib; 225 ft Ib
8.20. ¿Cuál es el cambio en la energía cinética cuando
una pelota de 50 g golpea el pavimento a una velocidad
de 16 m/s y rebota a la velocidad de 10 m/s?
8.21. Una carreta de 400 kg entra sin control en un campo
de maíz a una velocidad de 12 m/s y finalmente se
detiene. ¿Cuál fue la magnitud del trabajo realizado
por esa carreta?
Resp. —28.8 kJ
8.22. Un automóvil de 2400 Ib aumenta su rapidez de 30
mi/h a 60 mi/h. ¿Qué trabajo resultante se requirió para
lograrlo? ¿Cuál es el trabajo equivalente en joules?
8.23. Un martillo de 0.6 kg se mueve a 30 m/s justo antes
de golpear la cabeza de una alcayata. Calcule
la energía cinética inicial. ¿Qué trabajo realizó la
cabeza del martillo? Resp. 270 J, —270 J
8.24. Un martillo de 12 Ib que se mueve a 80 ft/s golpea
la cabeza de un clavo y lo hunde en la pared hasta
una profundidad de 4 in. ¿Cuál fue la fuerza media
de detención?
8.25. ¿Qué fuerza media se necesita para incrementar la
velocidad de un objeto de 2 kg de 5 m/s a 12 m/s
en una distancia de 8 m? . Resp. 14.9 N
*8.26. Compruebe la respuesta del problema 8.25 aplicando
la segunda ley de Newton del movimiento.
*8.27. Un proyectil de 20 g choca contra un banco de fango
(véase la figura 8.12) y penetra 6 cm antes de
80 m/s 6 cm
detenerse. Calcule la fuerza de detención F si la velocidad
de entrada es de 80 m/s. Resp. —1 070 N
*8.28. Un automóvil de 1500 kg transita a 60 km/h por
una carretera nivelada. ¿Qué trabajo se requiere
para frenarlo? Si ¡ik = 0.7, ¿cuál es la distancia de
frenado?
Sección 8.5 Energía potencial
8.29. Un bloque de 2 kg reposa sobre una mesa a 80 cm
del piso. Calcule la energía potencial del bloque en
relación con: (a) el piso, (b) el asiento de una silla
que está a 40 cm del piso y (c) el techo, a 3 m del
piso.
Resp. 15.7 J, 7.84 J, —43.1 J
8.30. Un ladrillo de 1.2 kg está suspendido a 2 m de distancia
arriba de un pozo de inspección y luego se le deja
caer. El fondo del pozo está 3 m por debajo del nivel
de la calle. Con respecto a la calle, ¿cuál es la energía
potencial del ladrillo en cada uno de esos lugares?
¿Cuál es el cambio en términos de energía potencial?
8.31. En cierto instante, un proyectil de mortero desarrolla
una velocidad de 60 m/s. Si su energía potencial
en ese punto es igual a la mitad de su energía cinética,
¿cuál es su altura sobre el nivel del suelo?
Resp. 91.8 m
*8.32. Un trineo de 20 kg es empujado en una pendiente de
34° hasta una altura vertical de 140 m. Una fuerza
de fricción constante de 50 N actúa durante toda esa
distancia. ¿Qué trabajo externo se requirió? ¿Cuál
fue el cambio en la energía potencial?
*8.33. Se requiere una fuerza media de 600 N para comprimir
un resorte una distancia de 4 cm. ¿Cuál es el
valor del trabajo realizado por el resorte? ¿Cuál es
el cambio en la energía potencial del resorte comprimido?
Resp. —24 J, +24 J
Sección 8.6 Conservación de la energía
8.34. Una pesa de 18 kg se levanta hasta una altura de 12
m y después se suelta en caída libre. ¿Cuáles son
la energía potencial, la energía cinética y la energía
total en: (a) el punto más alto, (b) 3 m sobre el nivel
del suelo y (c) en el suelo?
8.35. Un martillo de 4 kg se levanta a una altura de 10 m
y se deja caer. ¿Cuáles son las energías potencial
y cinética del martillo cuando ha caído a un punto
ubicado a 4 m del nivel del suelo?
R esp.157 J, 235 J
8.36. ¿Cuál será la velocidad del martillo del problema
8.35 justo antes de golpear el suelo? ¿Cuál es la velocidad
en el punto ubicado a 4 m?
8.37. ¿Qué velocidad inicial debe impartirse a una masa
de 5 kg para elevarla a una altura de 10 m? ¿Cuál
es la energía total en cualquiera de los puntos de su
trayectoria?
Resp. 14 m/s, 490 J
Capítulo 8 Resumen y repaso 175