Trabajo y Energía

La fuerza ejercida entre dos átomos en una molécula diatómica puede representarse aproximadamente por la función de energía potencial:

en donde U₀ y a son constantes. a) ¿Para qué valor de x la energía potencial es cero? b) Determinar la fuerza F_x. c) ¿Para qué valores de x es mínima la energía potencial? ¿Cuál es el valor de ese mínimo?

Problema de Trabajo y Energía.

Una varilla circular delgada se mantiene inmóvil en un plano vertical mediante un soporte A. Unido a éste y enrollado holgadamente alrededor de la varilla hay un muelle de constante k=44 N/m y longitud natural igual a la del arco AB. Un cursor C de 225 g, no unido al muelle, puede deslizar sin rozamiento por la varilla. Sabiendo que el cursor se suelta desde el reposo cuando θ=30^o hallar: a) la altura máxima a que llega el cursor por encima de B; b) su velocidad máxima; c) la fuerza que sobre el cursor ejerce la varilla en B; d) el menor ángulo θ desde el que habría que soltar el cursor, inicialmente en reposo, para que llegara hasta D.

Problema de Trabajo y Energía.

A la esfera A se le comunica una velocidad descendente v₀ y oscila describiendo una circunferencia vertical de radio L=2 m y centro O. Hallar: a) la menor velocidad v₀ para la que la esfera llegará al punto B al oscilar alrededor del punto O si AO es una cuerda; b) la menor velocidad v₀ para la que la esfera llegará al punto B al oscilar alrededor del punto O si AO es una varilla delgada de masa despreciable; c) si AO es una cuerda y la velocidad v₀ tiene un módulo de 5 m/s, hallar el ángulo θ para el que se rompe la cuerda sabiendo que ésta puede soportar una tensión máxima igual al doble del peso de la esfera; d) si la cuerda no se rompiese, decir si podría con esa velocidad inicial trazar el círculo completo, y en caso contrario, determinar a qué altura dejaría la trayectoria circular.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2011.

El bloque A de la figura, que puede considerarse una partícula, tiene una masa de 250 g y una velocidad v₀. Se pretende que después de recorrer el bucle liso BCDEB, de radio r= 30 cm, siga por el trozo rugoso horizontal BG y comprima al muelle de constante de fuerza k=200 N/m. Determinar: a) la mínima velocidad v₀ que debe tener el bloque en B para que recorra todo el bucle sin perder contacto con el mismo; b) la fuerza que el bucle ejerce sobre el bloque en el punto C; c) la máxima compresión del resorte si en el tramo rugoso BG el coeficiente de rozamiento es μ=0.25.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de FEB2001.

Tres paquetes de 20 kg descansan sobre una cinta transportadora que pasa sobre una polea y está unida a un bloque de 40 kg. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre la cinta y la superficie horizontal y también entre la cinta y los paquetes es 0.50, determinar la velocidad del paquete B cuando cae de la cinta por el punto E.

Problema de Trabajo y Energía.

Considere el diagrama de energía mostrado en la figura. a) ¿Cuáles son los límites del movimiento cuando las energías son E₁ y E₂? Haga un nuevo diagrama y nombre sus partes. b) Describa las circunstancias bajo las cuales la partícula siempre está en reposo; c) determine las energías y posiciones para las cuales es posible el movimiento dentro de los puntos de retorno; d) determine las posiciones de equilibrio en la figura. ¿Son estables o inestables?

Problema de Trabajo y Energía.

Una tolva deposita mineral sobre una cinta transportadora que lo lleva a velocidad constante hasta el lugar de la carga. Si el movimiento es horizontal, ¿es verdad que la cinta, en ausencia de rozamientos, no consumirá energía?

Cuestion de Trabajo y Energía.

La corredera de 3 kg se abandona partiendo del reposo en el punto A y desliza con rozamiento despreciable en un plano vertical a lo largo de la guía circular. El resorte al que está unida tiene una constante de 400 N/m y su longitud sin deformar es de 60 cm. Determinar: a) aceleración de la corredera y reacción de la barra en el punto A; b) velocidad de la corredera al pasar por el punto B; c) aceleración de la corredera y reacción de la barra en el punto B inmediatamente antes de pasar al tramo horizontal; d) aceleración de la corredera y reacción de la barra en el punto B inmediatamente después de pasar al tramo horizontal.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2012.

Analogías y diferencias entre los conceptos de impulso y trabajo.

Cuestion de Trabajo y Energía.

Cuatro paquetes de 25 kg cada uno están colocados sobre una cinta transportadora que está desconectada de su motor de arrastre. El paquete 1 está justo en el borde derecho de la zona horizontal de la cinta. Si el sistema parte del reposo, determinar la velocidad del paquete 1 cuando cae fuera de la cinta por el punto A. Suponer que el peso de la cinta y los rodillos es despreciable comparado con el peso de los paquetes, y que el rozamiento es suficiente como para impedir el deslizamiento.

Problema de Trabajo y Energía.