trabajo de una fuerza
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TRABAJO DE UNA FUERZA
F14.4. El dragster de 1.8Mg se desplaza a 125 m/s cuando el motor se apaga y el paracaídas se
abre. Si la fuerza de frenado del paracaídas puede ser representada de forma aproximada por la
gráfica. Determine la rapidez de dragster cuando ha recorrido 400m.
F14.6. al collarín de 5 lb lo jala por una cuerda que pasa alrededor de una pequeña clavija en C.
Si la cuerda se somete a una fuerza constante F = 10lb y el collarín está en reposo cuando está en
A. determine su rapidez cuando llega a B. ignore la friccion.
14.1. Un embalaje de 1500 lb se jala a lo largo del suelo a una rapidez constante durante una
distancia de 25 pies por medio de un cable que forma un ángulo de con la horizontal.
Determine la tensión en el cable y el trabajo realizado por esta fuerza. El coeficiente de friccion
cinética entre el suelo y el embalaje es μk = 0.55.
Datos
W = 1500lb
S =25 ft
T =?
μk = 0.55
Solución
14.10. La velocidad del automóvil es v= 100Km/h cuando el conductor ve un obstáculo frente al
automóvil cuya masa es de 2 Mg. Le toma 0.75 s para reaccionar y aplicar los frenos, lo que hace
que el automóvil patine. Determine la distancia que el automóvil recorre antes de detenerse. El
coeficiente de friccion cinética entre las llantas y la carretera es μk = 0.25
Datos:
V= 100Km/h
m = 2 Mg
t = 0.75s
μk = 0.25
s =?
Solución
μk.N (0.25) (19620) =4905N
s =157.31m
s^=v.t
s^= (27.78)(0.75) = 20.83m
s= s + s^
POTENCIA Y EFICIENCIA
F14.7 si la superficie de contacto entre el bloque de 20 kg el suelo es lisa, determine la potencia
de la fuerza F cuando t=4 s. En un principio, el bloque está en reposo.
Datos:
m = 20kg
P = ? ; t = 4 s
Vo = 0
Solucion
P= 115.2 lb.ft/s
F14.9 si el motor enrolla el cable a una rapidez constante de v= 3pies/s. Determine la potencia
suministrada al motor. La carga pesa 100lb y la eficiencia del motor es E = 0.8. Ignore la masa
de las poleas.
Datos:
P =?
W =100lb
V = 3 ft/s
ϵ = 0.8
ϵ = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
Solución
ϵ = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
Psal = (0.8) (300)
Psal = 375 lb.ft/s
14.62. Un motor levanta un embalaje de 60 kg a una velocidad constante hasta una altura h = 5m
en 2s. Si la potencia indicada del motor es de 3,2 kW. Determine la eficiencia del motor.
Datos:
m= 60kg
v= cte. a = 0
h= 5m
P= 3.2kw
ϵ =?
Solución
V=
dt.v=ds
∫
∫
V=
F=
ϵ = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
ϵ = 7
14.71. Al embalaje de 50 kg lo jala hacia arriba en el plano inclinado de 30 el sistema de polea y
motor M. si el embalaje comienza a moverse desde el punto de reposo y mediante una
aceleración constante alcanza una rapidez de 4 m/s, después de recorrer 8m a lo largo del plano.
Determine la potencia que debe suministrarse al motor en el instante en que el cable se ha
μk = 0.3. la movido 8m. si el coeficiente de fricción cinética entre el plano y el embalaje es
eficiencia del motor es de 0.74.
Datos:
M=50kg
Vo =0
a=cte.
V= 4m/s
ϵ =0.74
μk = 0.3
ϵ = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
a= 1m/s Pentr. =1595.91 watt
FUERZAS CONSERVADORAS Y ENERGIA POTENCIAL
CONSERVACION DE LA ENERGIA
F14.16. El collarín de 5lb se suelta del punto de reposo en A y se desliza a lo largo de la guía
libre de fricción. Determine la rapidez del collarín cuando choca con el tope B. la longitud no
alargada del resorte es de 0.5 pies
Datos:
W = 5lb
Xo =0.5 ft
Solución
= 0
. 2.5−0.52=8 ��.��/�
0 + 8 =
√
= -12.5
F14.18. el collarín C de 4kg tiene una velocidad de va = 2m/s cuando está en A. si la barra guía
es lisa. Determine la rapidez del collarín cuando está en B. la longitud no alargada del resorte es
Lo = 0.2m.
Datos:
m = 4kg
Xo =0.2 m
Solución
= 0 8J+ 2J =
√
1.976 m/s
√
= -15.696 J
14.82. El resorte no está alargado cuando s = 1 y el bloque de 15kg se suelta del reposo en esta
posición. Determine la rapidez del bloque cuando s = 3m. El resorte permanece horizontal
durante el movimiento y las superficies de contacto entre el bloque y el plano inclinado son lisas.
Datos = 15kg
s= 1m
Vo = 0
s = 3m
Solución
= 0
= 0
= 0
0 + 0 =
√
7
2.15 m/s
= -147.15 J
14.91. El dispositivo de resorte dispara la bola de 0.5 lb. Determine la rigidez mínima k
requerida para dispararla a una distancia máxima s = 30pulg hacia arriba del plano después de
que el resorte comprime 3 pulg y la bola se dispara desde el punto de reposo. Las cuatro cuerdas
C y la placa P mantienen el resorte comprimido 2 pulg cuando no hay carga en la placa.
Datos:
W = 0.5 lb
K =?
S = 30in
4 cuerdas
Xo = 2in
Solución
= 0
= 0 0 + = 0 + +
= 0.625ft.lg
= 0.625ft.lg/
k = 8.57 lb/ft
= 0
CINETICA DE UNA PARTICULA
PRINCIPIO DE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
F15.4. Las ruedas del automóvil de 1.5 Mg generan la fuerza de tracción F descrita por la
gráfica. Si el automóvil arranca desde el punto de reposo. Determine rapidez cuando t = 6s.
F15.6. El bloque de 10lb A alcanza una velocidad de 1 pie/s en 5 segundos, a partir del punto de
reposo. Determine la tensión en la cuerda y el coeficiente de friccion cinética entre el bloque A y
el plano horizontal. Ignore el peso de la polea. El bloque B pesa 8lb.
15.11. El pequeño bloque de 20 lb está colocado sobre el plano inclinado y sometido a fuerzas de
6lb y 15lb que actúan paralelas a los bordes AB y AC respectivamente. Si en un principio el
bloque esta en reposo. Determine su rapidez cuando t = 3s. El coeficiente de friccion cinética
entre el bloque y el plano es μk = 0.2.
15.20. Determine la velocidad de cada bloque 2s después de que los bloques se sueltan del punto
de reposo. Ignore la masa de las poleas y la cuerda.