Segundos medios. EJERCICIOS DE REPASO.

 

GUÍA DE EJERCICIOS: Trabajo, Potencia y Energía

📋 Formulario de Referencia Rápida

• Trabajo mecánico (W): W = F · d (Unidad: Joules, J)

• Potencia mecánica (P): P = W / t = F · v (Unidad: Watts, W)

• Energía cinética (Ec): Ec = (1/2) · m · v² (Unidad: Joules, J)

• Energía potencial gravitatoria (Ep): Ep = m · g · h (Usar g = 10 m/s²)

• Energía mecánica (Em): Em = Ec + Epg (Unidad: Joules, J)

🛠️ Ejercicios Prácticos

Sección I: Trabajo Mecánico

1. Un estudiante empuja una caja con una fuerza horizontal constante de 30 N a lo largo de un pasillo, desplazándola una distancia de 4 m. ¿Qué trabajo mecánico realiza el estudiante?

2. Una persona levanta verticalmente una bolsa de compras de 5 kg a una altura constante de 2 m a velocidad constante. ¿Qué trabajo realiza la fuerza aplicada por la persona? 

Sección II: Potencia Mecánica

3. Una máquina realiza un trabajo de 1.200 J en un tiempo de 4 s. ¿Cuál es la potencia desarrollada por la máquina?

4. Una grúa eleva un contenedor realizando un trabajo de 15.000 J durante un intervalo de 10 s. ¿Cuál es su potencia?

5. Un automóvil se desplaza a una velocidad constante de 20 m/s gracias a que su motor ejerce una fuerza de tracción constante de 600 N. ¿Cuál es la potencia del motor?

Sección III: Energía Cinética

6. Calcula la energía cinética de una bicicleta de 15 kg que viaja a una rapidez de 4 m/s.

7. Un carro de montaña rusa de 400 kg se desplaza por los rieles con una rapidez de 10 m/s. ¿Cuál es el valor de su energía cinética?

Sección IV: Energía Potencial Gravitatoria

8. Un florero de 2 kg se encuentra sobre una mesa a una altura de 1,5 m respecto al suelo. ¿Cuál es su energía potencial gravitatoria? 

9. Una roca de 25 kg está ubicada en la cima de un cerro a 40 m de altura. ¿Qué energía potencial gravitatoria almacena respecto al suelo? 

Sección V: Energía Mecánica

10. Un cuerpo de 2 kg se encuentra a una altura de 5 m del suelo y lleva una rapidez de 4 m/s. Calcula su energía mecánica total en ese instante. (Usa g = 10 m/s²)

11. Un objeto de 1 kg pasa por un punto de su caída donde su velocidad es de 6 m/s y se encuentra a una altura de 2 m. ¿Cuál es su energía mecánica? (Usa g = 10 m/s²)

12. En un punto específico de su trayectoria, un proyectil tiene una energía cinética de 120 J y una energía potencial gravitatoria de 280 J. ¿Cuál es el valor de su energía mecánica total en dicho punto?

🔑 Clave de Respuestas con g= 10m/s2(Para verificación)

1. 120 J

2. 100 J (Fuerza igual al peso: 50 N · 2 m)

3. 300 W

4. 1.500 W

5. 12.000 W (o 12 kW)

6. 120 J

7. 20.000 J

8. 30 J

9. 10.000 J

10. Em = 116 J (Ec = 16 J, Epg = 100 J)

11. Em = 38 J (Ec = 18 J, Epg = 20 J)

12. 400 J