Trabajo y Energía

Una deslizadera de 1.5 kg está unida a un muelle y desliza sin rozamiento a lo largo de una barra circular que se encuentra en el plano horizontal. El muelle está sin deformar cuando la deslizadera está en C y su constante es de 400 N/m. a) Si la deslizadera se deja en reposo en B, determinar su velocidad cuando pasa por el punto C; b) se deja a continuación la deslizadera en el punto A en reposo. Determinar la componente horizontal de la fuerza ejercida por la barra sobre la deslizadera cuando la misma pasa por el punto B, y comprobar que dicha componente no depende de la masa; c) determinar en esa posición la aceleración de la deslizadera; d) a continuación, se sitúa todo el sistema en un plano vertical, de modo que el punto más alto de la trayectoria sea el punto A. Si se suelta la deslizadera desde el reposo en el punto A, determinar la aceleración de la deslizadera y la reacción de la barra sobre ésta cuando pasa por el punto B.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de FEB1998.

Un móvil se desplaza a lo largo del eje OX bajo la acción de una fuerza conservativa dirigida a lo largo de dicha recta, cuya energía potencial es la representada en la figura. a) ¿Qué necesitamos para conocer su velocidad en un punto cualquiera y cuál sería su expresión? b) ¿Cuál sería la expresión de la fuerza a la que está sometido en un punto?

Cuestion de Trabajo y Energía.

a) ¿Qué se entiende por trabajo elemental de una fuerza sobre una partícula? ¿Cuál es el trabajo efectuado por una fuerza al llevar una partícula desde una posición A a una B? b) Sobre una curva energía potencial U(x) genérica (ver figura) explicar detalladamente cuál es el sentido de la fuerza F_x en cada punto y justificar cuáles van a ser los puntos de equilibrio estables e inestables.

Cuestion de Trabajo y Energía.

Cuál será la trayectoria de una partícula con velocidad inicial perpendicular a la fuerza en un campo de fuerzas centrales.

Cuestion de Trabajo y Energía.

Un bloque de 2 kg está en reposo sobre un muelle de constante 400 N/m. Un bloque de 4 kg se mantiene sobre el bloque de 2 kg para que justamente lo toque, y en ese instante se suelta. Determinar: a) la máxima velocidad alcanzada por los bloques; b) la máxima fuerza ejercida sobre los bloques.

Problema de Trabajo y Energía.

Una canica se mueve sobre el eje X en un campo de fuerzas del que se muestra la energía potencial en la figura. Responder a las siguientes preguntas justificando la respuesta: a) ¿En cuál de las coordenadas x marcadas la fuerza sobre la canica es cero? b) ¿Cuál de esas coordenadas corresponde a una posición de equilibrio estable? c) ¿Y de equilibrio inestable?

Cuestion de Trabajo y Energía.

Un tramo de montaña rusa ABCD se compone de dos arcos circulares lisos AB y CD unidos por un tramo recto BC rugoso, de coeficiente de rozamiento μ=0.1. El radio de AB es de 72 m y el de CD de 27 m. El coche y sus ocupantes, de masa total 254 kg, llegan al punto D prácticamente sin velocidad. Determinar: a) la velocidad del coche en A y en C; b) los valores máximo y mínimo de la fuerza normal que la pista ejerce sobre el coche cuando se desplaza de A a D; c) la fuerza normal que la pista ejercería sobre el coche al entrar en el tramo curvo en el punto C si el tramo BC fuera liso.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2005.

a) Para una masa unida a un muelle, ¿cuál es la energía potencial elástica Ep_elástica(x)? Explicar cómo se relaciona con la fuerza elástica. Representar la curva Ep_elástica(x). b) Para una energía mecánica dada (constante), explicar sobre la curva Ep_elástica(x) qué se entiende por los conceptos “puntos de retorno”, zonas de “pozo de potencial” y zonas de “barrera de potencial”. c) A partir del análisis de dicha curva, explicar cómo es el movimiento posible de la partícula.

Cuestion de Trabajo y Energía.

El par de bloques representado en la figura está conectado mediante un hilo inextensible y sin peso. El resorte tiene una constante k=500 N/m y una longitud natural l₀=400 mm. El rozamiento y la masa de las poleas son despreciables. Si se suelta el sistema desde el reposo cuando el bloque de 2 kg está 800 mm a la izquierda de O, determinar para la posición x=0: a) la velocidad de los bloques; b) la tensión en la cuerda; c) la aceleración de los bloques; d) la reacción normal que ejerce el suelo sobre el bloque de 2 kg.

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2003.

El vástago del pistón vertical de 2.3 kg ocupa la posición rayada cuando permanece en equilibrio bajo la acción del muelle de constante elástica k=17.5 N/cm. Los extremos del muelle están soldados, el superior al pistón y el inferior a la placa base. Se levanta el pistón 3.8 cm sobre su posición de equilibrio y se suelta partiendo del reposo. Calcular la velocidad v cuando golpea el botón A. El rozamiento es despreciable.

Problema de Trabajo y Energía.