Page 194 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

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