EXAMEN TEMA 5

 

1-Una pelota de 200 gramos se deja caer desde una altura de 50 metros hacia abajo. Que velocidad lleva cuando se encuentra a 20 metros de tierra?

200 grs. = 0’2 Kgr

La energía potencial  a 50 metros será:

La energía potencial a 20 metros de altura será:

Ahora vamos a calcular la energía cinética a 20 metros:

E .Cinética (a 20m) + E. Potencial (20m) = E. Potencial (50m)

Luego la Velocidad a 20 metros la podemos calcular aplicando la siguiente formula:

Esta será la velocidad a 20 metros de altura

 

2- a) Si una grúa tiene una potencia de 4000 CV. A que altura podrá levantar una carga de 200 Kgr en 2 minutos?

 

4000 CV = 4000 * 736 = 2944000 Watios

2 minutos = 2 * 60 = 120 segundos

Si conocemos la potencia y el tiempo, podemos calcular el trabajo que realiza la máquina en ese tiempo (120 seg.)

 

Si sabemos el trabajo que hace en 120 segundos, sabremos a altura a la que podrá levantar 200 Kgr.

Donde F es el Peso  y x es la altura

 

b) Un motor de 16 CV eleva un ascensor de 50 metros de altura en 25 segundos. Cual es el rendimiento de esta máquina?

El Trabajo Realizado es:

 

La potencia Real será:

La Potencia Teórica es:

16 CV=16*736=11776 Watios

 

Luego su rendimiento será:

 

3- Haz los cambios de unidades correspondientes:

            a) 800 W a CV

                        1 CV = 736 W

                        800 W = 800 / 736 CV

            b) 2 Kw. a Julios

                       

                       

            c) 3650 CV a MW

                        3560 CV = 3560*736  = 2620160W

                        2620160 W = 2620160 W *1000000=

            d) 5 Julios a W h

                       

                       

4- a) Que peso puede levantar una palanca de 2 metros de larga si le aplicas una fuerza de 200 Newton y el punto de soporte esta situado a 25 cms de la fuerza resistente?

El brazo de la fuerza motriz será: 200 – 0’25 = 1’75 metros

 

b) Que trabajo hemos de hacer para empujar un peso de 400 Newton a una altura de 5 metros con una polea fija? Y si la fuera una polea móvil?

En la polea fija, la fuerza motriz es igual a la fuerza resistente

La fuerza resistente es el peso =400 Newton

El trabajo será:

W = F * x

W = 400 * 5

W = 2000 Julios

Si la polea Fuera móvil, la Fuerza motriz seria la mitad de la fuerza resistente:

el trabajo será:

W = F * x

W = 200 * 5

W = 1000 Julios

 

c) Es necesario empujar un mueble de 500 Kgrs a un camión de mudanzas, la plataforma del cual esta a 1 metro de altura. Que fuerza hay que aplicar si la longitud de la rampa disponible es de 2 metros?

 

Aplicando la formula del plano inclinado:

Fuerza Motriz * Longitud = Peso x Altura

Fuerza Motriz*2= (500*9’81)* 1

Fuerza Motriz *2 = 4905

Fuerza Motriz = 4905/2

Fuerza Motriz =2452’5 Newton

 

5- Una bala de 20 gramos perfora una madera de 10 centímetros de grosor a una velocidad de 350 m/s. La fuerza de rozamiento tiene un valor de 950 N. Determina la velocidad de salida de la bala una vez que atraviesa la madera. A continuación esta bala comprime un muelle de 10 cms. Considerando nulos los rozamientos, calcula la constante elástica del muelle.

20 g = 0’02 Kgr.

10 cms = 0’1 metros

Vamos a calcular la energía cinética en el momento de entrar la bala en la madera.

Julios

El trabajo realizado por la madera (rozamiento), será:

W = F . x

W= 950 * 0’1

W= 95 Julios

 

La resistencia de la madera al movimiento (por el rozamiento), provoca que la energía potencial en el momento de la salida de la bala de la madera haya disminuido:

 

Sabiendo la energía cinética de la  salida, podemos calcular la Velocidad de la bala cuando sale de la madera aplicando la siguiente formula:

 

 

 

La bala comprime un muelle con una energía cinética de 1130 Julios, esta energía se va trasformando en potencial, hasta que el muelle para, en este momento, la energía potencial es igual a la cinética de la bala del el momento en que esta  contacta con el muelle, y la cinética será nula.

 

 este es el valor de la constante elástica del muelle