TRABAJO Y ENERGIA 01

Problema n° 1) Transformar 250 kpm a Joul y kW.h.
Problema n° 2) ¿Cuántos kpm y Joul representan 25 kW.h?.
Problema n° 3) Indicar cuántos Joul y kW.h son 125478 kpm.
Problema n° 4) Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.
Problema n° 5) ¿Qué trabajo realiza un hombre para elevar una bolsa de 70 kp a una altura de 2,5 m?. Expresarlo en:
a) kpm
b) Joule
c) kW.h
Problema n° 6) Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s en tocar tierra. Si su peso es de 4 N, ¿qué trabajo deberá efectuarse para elevarlo hasta el lugar desde donde cayó?. Expresarlo en:
a) Joule.
b) kpm.

MUÑECO LANZADO

Dos niños que están parados en un puente situado 15 m sobre la carretera, sujetan un muñeco que piensan lanzar en el momento preciso para que caiga sobre un automóvil que viaja en línea recta sin acelerar. Si lanzan el muñeco con una velocidad de 6,4 m/s y el automóvil viaja a 50Km/h. ¿Dónde debe estar el auto cuando lanzan el muñeco? El parabrisas del vehículo (que es donde debe caer el muñeco) se encuentra a 1,20 m del suelo.

SUPERMAN EN LA TORRE EIFFEL

Superman vuela al nivel de los árboles cuando ve que el elevador de la Torre Eiffel empieza a desplomarse (el cable se rompe). Su visión de rayos x le indica que Luisa Lane está en el interior. Si Superman se encuentra a 1 km de distancia de la torre, y el elevador cae desde una altura de 240 m (sobre los árboles), ¿cuánto tarda Superman en salvar a Luisa y cuál debe ser su velocidad media?

CAMBIO DE DIRECCION

Un avión vuela hacia el este a una velocidad de 300 km/h durante 40 minutos desde la ciudad P y luego hacia el sur a una velocidad constante de 240 km/h durante 45 minutos. Calcular el desplazamiento.

UN PAR DE PIEDRAS

Una piedra es lanzada verticalmente hacia arriba desde el techo de un edificio con una velocidad de 29,4 m/s. Otra piedra se deja caer 4 segundos después que se lanza la primera. Demostrar que la primera piedra pasará a la segunda exactamente 4 s después que se soltó la segunda.

UNA PELOTA EN LA AZOTEA

Una pelota se lanza horizontalmente desde la azotea de un edificio de 35 m de altura. La pelota golpea el suelo en un punto a 80 m desde la base del edificio. Encuentre:
El tiempo que la pelota permanece en vuelo.
Sol. tv = 2,67 s
La velocidad inicial de la pelota.
Sol. vo = 30 m/s
Las componentes "x" y "y" de la velocidad justo antes de que la pelota pegue en el suelo.
Sol. Vx = 30 m/s; Vy = 26,2 m/s
La velocidad total justo en el momento que pegue en el suelo.
Sol. Vt = 39,8 m/s

TIRO PARABOLICO

Problema n° 1) Se lanza un proyectil con una velocidad inicial de 200 m/s y una inclinación, sobre la horizontal, de 30°. Suponiendo despreciable la pérdida de velocidad con el aire, calcular:
a) ¿Cuál es la altura máxima que alcanza la bala?.
b) ¿A qué distancia del lanzamiento alcanza la altura máxima?.
c) ¿A qué distancia del lanzamiento cae el proyectil?.
Respuesta: a) 39,36 m
b) 1732,05 m
c) 3464,1 m

Problema n° 2) Se dispone de un cañón que forma un ángulo de 60° con la horizontal. El objetivo se encuentra en lo alto de una torre de 26 m de altura y a 200 m del cañón. Determinar:
a) ¿Con qué velocidad debe salir el proyectil?.
b) Con la misma velocidad inicial ¿desde que otra posición se podría haber disparado?.
Respuesta: a) 49,46 m/s
b) 17 m

Problema n° 3) Un chico golpea una pelota contra la portería con una velocidad inicial de 13 m/s y con un ángulo de 45° respecto del campo; la portería se encuentra a 13 m. Determinar:
a) ¿Qué tiempo transcurre desde que dispara hasta que la pelota llega a la portería?.
b) ¿Convierte el gol?, ¿por qué?.
c) ¿A qué distancia de la portería saldría por primera vez?.
Respuesta: a) 1,41 s
b) No
c) 17,18 m

Problema n° 4) Sobre un plano inclinado que tiene un ángulo α = 30°, se dispara un proyectil con una velocidad inicial de 50 m/s y formando un ángulo β = 60° con la horizontal. Calcular en que punto del plano inclinado impactará.
Respuesta: 165,99 m

Problema n° 5) Un cañón que forma un ángulo de 45° con la horizontal, lanza un proyectil a 20 m/s, a 20 m de este se encuentra un muro de 21 m de altura. Determinar:
a) ¿A qué altura del muro hace impacto el proyectil?.
b) ¿Qué altura máxima logrará el proyectil?.
c) ¿Qué alcance tendrá?.
d) ¿Cuánto tiempo transcurrirá entre el disparo y el impacto en el muro?.
Respuesta: a) 9,75 m
b) 10,2 m
c) 40,82 m
d) 1,41 s

Problema n° 6) Un mortero dispara sus proyectiles con una velocidad inicial de 800 km/h, ¿qué inclinación debe tener el mortero para que alcance un objetivo ubicado a 4000 m de este?.
Respuesta: 26° 16´ 16"

TIRO HORIZONTAL

Problema n° 1) Un piloto, volando horizontalmente a 500 m de altura y 1080 km/h, lanza una bomba. Calcular:
a) ¿Cuánto tarda en oír la explosión?.
b) ¿A qué distancia se encontraba el objetivo?.

Problema n° 2) Un avión que vuela a 2000 m de altura con una velocidad de 800 km/h suelta una bomba cuando se encuentra a 5000 m del objetivo. Determinar:
a) ¿A qué distancia del objetivo cae la bomba?.
b) ¿Cuánto tarda la bomba en llegar al suelo?.
c) ¿Dónde esta el avión al explotar la bomba?.

Problema n° 3) Un proyectil es disparado desde un acantilado de 20 m de altura en dirección paralela al río, éste hace impacto en el agua a 2000 m del lugar del disparo. Determinar:
a) ¿Qué velocidad inicial tenía el proyectil?.
b) ¿Cuánto tardó en tocar el agua?.

Problema n° 4) Una pelota esta rodando con velocidad constante sobre una mesa de 2 m de altura, a los 0,5 s de haberse caído de la mesa esta a 0,2 m de ella. Calcular:
a) ¿Qué velocidad traía?.
b) ¿A qué distancia de la mesa estará al llegar al suelo?.
c) ¿Cuál era su distancia al suelo a los 0,5 s?.

Problema n° 5) Un avión vuela horizontalmente con velocidad vA = 900 km/h a una altura de 2000 m, suelta una bomba que debe dar en un barco cuya velocidad es vB = 40 km/h con igual dirección y sentido. Determinar:
a) ¿Qué tiempo tarda la bomba en darle al barco?.
b) ¿Con qué velocidad llega la bomba al barco?.
c) ¿Qué distancia recorre el barco desde el lanzamiento hasta el impacto?.
d) ¿Cuál será la distancia horizontal entre el avión y el barco en el instante del lanzamiento?.
e) ¿Cuál será la distancia horizontal entre el avión y el barco en el instante del impacto?.

COMPOSICION DE MOVIMIENTOS

Problema n° 1) Un barco que avanza con rumbo sur, a una velocidad de 1 m/s es atacado por otro, con un torpedo disparado con una velocidad constante de 3 m/s en sentido este-oeste, ¿con qué velocidad el barco ve acercarse el torpedo?.

Problema n° 2) Un remero observa en la otra orilla del río, justo frente a su muelle, una torre; cruza el río perpendicularmente a la orilla con una velocidad de 3 km/h y alcanza la otra orilla a 600 m de la torre. Calcular la velocidad de la corriente si el ancho del río es de 200 m.

Problema n° 3) En un día de verano en que no hay viento se descarga un chaparrón, de modo tal que las gotas de agua siguen trayectorias verticales. El conductor de un automóvil que marcha a 10 km/h ve que las gotas llegan en dirección vertical al parabrisas. Sabiendo que el parabrisas forma un ángulo de 60° con la horizontal, determinar:
a) La velocidad con que descienden las gotas de lluvia vistas desde tierra.
b) La velocidad con que golpean al parabrisas.

Problema n° 4) Una avioneta cuya velocidad respecto del aire es 205 km/h, pasa sobre la ciudad A, dirigiéndose hacia la ciudad B situada 400 km al norte de A. La oficina meteorológica en tierra le informa que sopla viento en dirección Este-Oeste, a 45 km/h.
a) Determinar la dirección en que se desplaza la avioneta en esas condiciones.
b) Hallar el ángulo que debe desviar su rumbo, para desplazarse efectivamente hacia B, suponiendo que se mantienen constantes las velocidades.
c) Hallar cuánto tardará en llegar.

Problema n° 5) Entre los muelles A y B que están en la misma orilla de un canal rectilíneo hay una distancia de 400 m. Un bote de remos tarda 40 s en ir de A hasta B, y 50 s en regresar. Considerando constantes los módulos de las velocidades del bote respecto del agua y de la corriente respecto de la orilla, hallar los valores de los mismos.

CAIDA LIBRE

Problema n° 1) Desde el balcón de un edificio se deja caer una manzana y llega a la planta baja en 5 s.
a) ¿Desde qué piso se dejo caer, si cada piso mide 2,88 m?.
b) ¿Con qué velocidad llega a la planta baja?.
Problema n° 2) Si se deja caer una piedra desde la terraza de un edificio y se observa que tarda 6 s en llegar al suelo. Calcular:
a) A qué altura estaría esa terraza.
b) Con qué velocidad llegaría la piedra al piso.
Problema n° 3) ¿De qué altura cae un cuerpo que tarda 4 s en llegar al suelo?.
Problema n° 4) Un cuerpo cae libremente desde un avión que viaja a 1,96 km de altura, ¿cuánto tarda en llegar al suelo?.
Problema n° 5) A un cuerpo que cae libremente se le mide la velocidad al pasar por los puntos A y B, siendo estas de 25 m/s y 40 m/s respectivamente. Determinar:
a) ¿Cuánto demoró en recorrer la distancia entre A y B ?.
b) ¿Cuál es la distancia entre A y B ?.
c) ¿Cuál será su velocidad 6 s después de pasar por B ?.
Problema n° 6) Se deja caer una piedra en un pozo y al cabo de 10 s se oye el choque contra el fondo, si la velocidad del sonido es de 330 m/s, ¿cuál es la profundidad del pozo?.

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Problema n° 1) Un automóvil que viaja a una velocidad constante de 120 km/h, tarda 10 s en detenerse. Calcular:
a) ¿Qué espacio necesitó para detenerse?.
b) ¿Con qué velocidad chocaría con otro vehículo situado a 30 m del lugar donde aplicó los frenos?.
Problema n° 2) Un ciclista que va a 30 km/h, aplica los frenos y logra detener la bicicleta en 4 segundos. Calcular:
a) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.
b) ¿Qué espacio necesitó para frenar?.
Problema n° 3) Un avión, cuando toca pista, acciona todos los sistemas de frenado, que le generan una desaceleración de 20 m/s ², necesitando 100 metros para detenerse. Calcular:
a) ¿Con qué velocidad toca pista?.
b) ¿Qué tiempo tardó en detenerse el avión?.
Problema n° 4) Un camión viene disminuyendo su velocidad en forma uniforme, de 100 km/h a 50 km/h. Si para esto tuvo que frenar durante 1.500 m. Calcular:
a) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.
b) ¿Cuánto tiempo empleó para el frenado?.
Problema n° 5) La bala de un rifle, cuyo cañón mide 1,4 m, sale con una velocidad de 1.400 m/s. Calcular:
a) ¿Qué aceleración experimenta la bala?.
b) ¿Cuánto tarda en salir del rifle?.
Problema n° 6) Un móvil que se desplaza con velocidad constante, aplica los frenos durante 25 s, y recorre una distancia de 400 m hasta detenerse. Determinar:
a) ¿Qué velocidad tenía el móvil antes de aplicar los frenos?.
b) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.
Problema n° 7) Un automóvil marcha a una velocidad de 90 km/h. El conductor aplica los frenos en el instante en que ve el pozo y reduce la velocidad hasta 1/5 de la inicial en los 4 s que tarda en llegar al pozo. Determinar a qué distancia del obstáculo el conductor aplico los frenos, suponiendo que la aceleración fue constante.
Problema n° 8) Un automóvil parte del reposo con una aceleración constante de 3 m/s ², determinar:
a) ¿Qué velocidad tendrá a los 8 s de haber iniciado el movimiento?.
b) ¿Qué distancia habrá recorrido en ese lapso de tiempo?.