-
8/8/2019 Taller 35. Trabajo
1/5
TALLER 35
3 Resuelve los siguientes problemas:
(a) Qu trabajo realiza una fuerza de 15 N, cuando desplaza un
cuerpo 13 m en ladireccin que se aplic?
F = 15 N x = 13 m T = ?
T = F. x = (15 N)(13 m)
T = 195 J
(b) Un bulto de cemento de 30 kg es conducido horizontalmente
por un operario unadistancia de 24 m, luego lo lleva hasta una
plataforma que se encuentra a 6,4 m dealtura. Qu trabajo realiza el
operario?
El operario solo realiza trabajo cuando lleva el bulto a 6,4 m
de altura:
T = F. x = mg. x = (30 kg)(9,8 m/s2)(6,4 m)
T = 1.881,6 J
(c) Un deportista de 75 kg asciende por una cuerda hasta una
altura de 5,6 m. Qutrabajo realiza el deportista?
T = F. x = mg. x = (75 kg)(9,8 m/s2)(5,6 m)
T = 4.116 J
(d) La locomotora de un tren ejerce una fuerza constante de
50.000 N sobre el tren cuandolo arrastra por una via horizontal a
la velocidad de 50 km/h. Qu trabajo realiza lalocomotora en cada
kilmetro de recorrido?
F = 50.000 NV = 50 km/h = 13,89 m/s
x = 1 km = 1000 mT = ?
T = F. x = (50.000 N)(1.000 m)
T = 5 x 107
J
(e) Un bloque de 9 kg es empujado mediante una fuerza horizontal
de 150 N durante untrayecto de 26 m. Si el coeficiente de
rozamiento entre la superficie y el bloque es 0,3,calcula el
trabajo realizado por la fuerza externa, por la fuerza de
rozamiento y eltrabajo neto.
-
8/8/2019 Taller 35. Trabajo
2/5
m = 9 kgF = 150 N
x = 26 m
= 0,3
TF = ?TFr= ?
Tneto = ?
TF = F.x.cos0 = (150 N)(26 m)(cos0)
TF = 3.900 J
TFr= Fr.x.cos180 = N.x.cos180 = .m.g.x.cos180 = (0,3)(9 kg)(9,8
m/s2)(26 m)(cos180)
TFr= 687,96 J
La Fuerza Normal y el Peso no realizan ningn trabajo.
Tneto = 3.900J 687,96 J
Tneto = 3.212,04 J
(f) Un bloque de 70 kg es empujado 16 m sobre un piso horizontal
mediante una fuerzaque forma hacia arriba un ngulo de 30 respecto a
la horizontal. Si el coeficiente derozamiento cintico entre el
bloque y la superficie es 0,25 y el bloque se mueve convelocidad
constante, calcula el trabajo realizado por la fuerza externa, por
la fuerza derozamiento y el trabajo neto.
-
8/8/2019 Taller 35. Trabajo
3/5
m = 70 kgx = 16 m
= 30
= 0,25 V = cte.TF = ?
TFr= ?Tneto = ?
== 0FrsenmgFFX (1)
== 0cosmgNFY (2)
De la ecuacin (2) tenemos que:
N = mgcos
Fr = N = mgcos
De la ecuacin (1) se tiene que:
F = mgsen + Fr
Por lo tanto:
TF = (mgsen + Fr).x.cos0 = (mgsen + mgcos ).x.cos0 = mg(sen
+
cos ).x.cos0
TF = (70)(9,8)(sen30 + 0,25cos30)(16cos0)
TF = 7.864,37 J
TFr= Fr.x.cos180 = mgcos .x.cos180 =
(0,25)(70)(9,8cos30)(16cos180)
TFr= 2.376,37 J
Tpeso = mgsen .x.cos180 = (70)(9,8sen30)(16cos180)
Tpeso = 5.488 J
Tneto = 7.864,37 J 2.376,37 J 5.488 J
Tneto = 0 J
(g) Un bloque de 12 kg es empujado sobre un plano inclinado que
forma un ngulo de 38con la horizontal hasta una altura de 4 m,
mediante una fuerza de 480 N paralela a lasuperficie del plano, si
el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es
0,18,calcula:
(1) El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actan
sobre el bloque.(2) El trabajo neto realizado sobre ste.
-
8/8/2019 Taller 35. Trabajo
4/5
m = 12 kg
= 38
h = 4 mF = 480 N
= 0,18TF = ?
TN = ?Tpeso = ?
TFr= ?TNeto = ?
== 0FrsenmgFFX (1)
== 0cosmgNFY (2)
Se calcula el desplazamiento del cuerpo hasta llegar a la parte
superior:
m5,638sen
m4
sen
hx
x
hsen ==
==
Trabajo realizado por la fuerza externa:
TF = F.x.cos0 = (480)(6,5cos0)
TF = 3.120 J
Trabajo realizado por la fuerza normal:
TN = N.x.cos90 = N.x.(0)
TN = 0 J
Trabajo realizado por la fuerza de friccin:
De la ecuacin (2) tenemos que:
N = mgcos
Fr = N = mgcos
TFr= Fr.x.cos180 = mgcos .x.cos180 =
(0,18)(12)(9,8cos38)(6,5cos180)
TFr= 108,42 J Trabajo realizado por el peso:
-
8/8/2019 Taller 35. Trabajo
5/5
Tpeso = mgsen .x.cos180 = (12)(9,8sen38)(6,5cos180)
Tpeso = 470,61 J
Trabajo neto:
Tneto = 3.120 J + 0 J 108,42 J 470,61 J
Tneto = 2.540,97 J
