Física 1 (Ing.) Práctica 2.6 - Trabajo y Energía

A un objeto de 5 kg que solo se puede mover según el eje “x”, se le aplica una fuerza cuya componente F_x varía según el siguiente gráfico. 

  

a)     Calcular el trabajo realizado por el vector F entre x = 0 m y x = 12 m. 

 

 

W = área de la curva Fx(x) = triangulo azul + triangulo rojo

     = 10 N 8 m / 2 + 10 N (12 m – 8 m) / 2 = 60 J

 

 

b)    Calcular la velocidad en el punto x = 8 m.

 

ΔEc = W

 

Donde

ΔEc = variación de la energía cinética = Ecf – Eci

Ecf = energía cinética final = 1 /2 m vf^2

m = masa = 5 kg

vf = velocidad final

Eci = energía cinética inicial = 0

W = trabajo de la fuerza F = triangulo azul = 10 N 8 m / 2 = 40 J

 

Reemplazando y despejando vf

vf = [ 2 W / m]^(1/2) = [2 * 40 J / 5 kg]^(1/2) = 20 m/s

 

 

Física 1 (Ing.) Práctica 2.5 - Trabajo y Energía

Un cuerpo de masa m se mueve con velocidad V en relación con un observador O y con velocidad V' con respecto a O'. La velocidad de O' con respecto a O es u. Encontrar la relación entre las energías cinéticas Ec y Ec´ del cuerpo medidas por los observadores ubicados en O y O'.

 

 Ec = 1 / 2 m V^2

 

Donde

Ec = energía cinética respecto de O

V = velocidad respecto de O = V´ + u

V´= velocidad respecto de O´

.u = velocidad de O´ respecto de O

Ec´= energía cinética respecto de O´ = 1 / 2 m V´^2

 

Reemplazando

Ec = 1 / 2 m (V´+ u)^2 = 1/ 2 m V^2 + 2 * 1/ 2 m V´ u + 1/ 2 m u^2

Ec = Ec´ + m V´ u + 1 /2 m u^2

 

 

 

 

 

 

Física 1 (Ing.) Práctica 2.4 - Trabajo y Energía

¿Qué sucede con la energía cinética del cuerpo que se mueve por la espiral, mientras la desarrolla, su rapidez es constante, pero el módulo de su aceleración varía?? ¿Cuánto vale el trabajo de la fuerza neta que actúa sobre la partícula?

¿Por qué? 

 

Energía cinética

 

“… rapidez es constante … “ à ΔEc = 0

 

  

Aceleración

 

a = at + ac

 

Donde

a = aceleración

at = aceleración tangencial = 0 (rapidez constante)

ac = aceleración centripeta = v^2 / R 

v = velocidad (constante)

R = radio (variable)

reemplazando

| a | = (at^2 + (v^2 / R)^2 )^(1/2) = v^2 / R

R variable à  | a | variable  

  

Trabajo

 

ΔEc = 0 à W = 0 

W = F . d

Donde

W = trabajo

F = fuerza neta es radial (m ac)

d  = distancia recorrida es tangencial 

"." = producto escalar

reemplazando

W = F(ǔr) . d(ǔt) = 0 

    

 

Física 1 (Ing.) Práctica 2.3 - Trabajo y Energía

 

a.     ¿Qué fuerza constante debe ejercer el motor de un automóvil cuya masa es de 1500 kg para que aumente la velocidad del auto de 4 km/h a 40 km/h en 8 s?

 

F = m a

 

Donde

F = fuerza

m = masa = 1500 kg

a = aceleración = (vf – vi) / t

vf = velocidad final = 40 km/h (1000 m/1 kg) (1 h / 3600 s) = 11,11 m/s

vi = velocidad inicial = 4 km/h (1000 m/1 kg) (1 h / 3600 s) = 1,11 m/s

t = tiempo = 8 seg

 

Reemplazando

F = 1500 kg (11,11 m/s – 1,11 m/s) / 8 seg = 1875 N

 

 

b.     Determinar la variación de la cantidad de movimiento y de la energía cinética.

 

cantidad de movimiento (p)

Δp = pf – pi

 

Donde

Δp = variación de la cantidad de movimiento

pf = cantidad de movimiento final = m vf

pi = cantidad de movimiento inicial = m vi

 

reemplazando

Δp = m (vf – vi) = 1500 kg (11,11 m/s – 1,11 m/s) = 15000 kg.m/s

 

 Energía cinética (Ec)

ΔEc = Ecf – Eci

 

Donde

ΔEc = variación de la energía cinética

Ecf = energía cinética final = 1/ 2 m vf^2

Eci = energía cinética inicial = 1/ 2 m vi^2

 

Reemplazando

ΔEc = 1 /2 m (vf^2 – vi^2) = 1/ 2 * 1500 kg ((11,11 m/s)^2 – (1,11 m/s)^2) = 91667 J

 

 

c.      Determinar el trabajo hecho por la fuerza

 

 

ΔEc = W

 

Donde

ΔEc = variación de la energía cinética

W = trabajo de la fuerza neta

 

Reemplazando

W = ΔEc = 91667 J 

 

 

d.     Calcular la potencia media del motor. 

 

Pot = W / t

 

Donde

Pot = potencia media

W = trabajo = 91667 J

t = tiempo = 8 seg

 

Reemplazando

Pot = 91667 J / 8 seg = 11458 watt

 

 

e.      ¿Cuánto se desplazó?

 

W = F d

 

Donde

W = trabajo de la fuerza = 91667 J

F = fuerza = 1875 N

d = desplazamiento

 

Reemplazando y despejando d

d = W / F = 91667 J / 1875 N = 48,9 m

 

 

 

Física 1 (Ing.) Práctica 2.2 - Trabajo y Energía

Un cuerpo con una masa de 4 kg se mueve hacia arriba en un plano inclinado 20° con respecto a la horizontal. Bajo las fuerzas que se muestran en la figura, el cuerpo se desliza 20 m sobre el plano. Calcular el trabajo total hecho por el sistema de fuerzas que actúan sobre el cuerpo. 

 

 

 

Según x: Fx = 100 N – 10 N + 80 N cos 60° - P sen 20°

Según y: Fy = N – P cos 20° - 80 N sen 60° = 0

 

Donde

P = peso de cuerpo = m g = 4 kg 10 m/s² = 40 N  

N = reacción del plano

 

Reemplazando

Fx = 100 N – 10 N + 80 N 0,50 - 40 N sen 20° = 116,32 N

 

 

W = Fx d

 

Donde

W = trabajo

d = distancia recorrida en el plano = 20 m

 

Reemplazando

W = 116,32 N 20 m = 2326,4 J

 

 

 

 

Física 1 (Ing) Practica 2 Indice

Física 2 - Ingeniería

Práctica 2 -   Trabajo y Energía

1. https://noemifisica.blogspot.com/2026/08/fisica-1-ing-practica-21-trabajo-y.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2026/08/fisica-1-ing-practica-22-trabajo-y.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2026/09/fisica-1-ing-practica-23-trabajo-y.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2026/09/fisica-1-ing-practica-24-trabajo-y.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2026/09/fisica-1-ing-practica-25-trabajo-y.html 

6. https://noemifisica.blogspot.com/2026/09/fisica-1-ing-practica-26-trabajo-y.html

7. 

8. 

9. 

10. 

Indice

https://noemifisica.blogspot.com/2026/08/fisica-1-ingenieria-indice.html

Física 1 (Ing.) Práctica 2.1 - Trabajo y Energía

Una partícula se mueve sobre la trayectoria curva desde A hasta B en el plano xy. El módulo de la velocidad está continuamente disminuyendo entre A y B.

 

 

Las dos figuras, representan a la misma situación vista desde arriba y vista en perspectiva.

 

 

a.     El trabajo de la fuerza resultante sobre la partícula entre A y B, ¿es positivo, negativo o nulo?

ΔEc = W

 

Donde

ΔEc = variación de la energía cinética = EcB – EcA

EcB = energía cinética en B = 1 /2 m VB^2

EcA = energía cinética en B = 1 /2 m VA^2

W = trabajo de la fuerza resultante

 

“ … módulo de la velocidad está continuamente disminuyendo entre A y B ..” à VB < VA

 

Reemplazando

1 /2 m VB^2 – 1/ 2 m VA^2 < 0 à W < 0

 

 

Cuál o cuáles de los vectores numerados del 1 al 7 podría representar a:

  

b.     la cantidad de movimiento de la partícula,

 

p = m v

 

Donde

p = vector cantidad de movimiento

m = masa

v = vector velocidad de la partícula

 

El vector velocidad es tangencial a la trayectoria à vector cantidad de movimiento tiene la misma dirección y sentido del vector velocidad à vector 5

  

c.     la fuerza resultante sobre la partícula,

 

La velocidad disminuye à Fuerza tangencial  à vector 1

La trayectoria curva à Fuerza Normal à vector 3

 

Fuerza resultante à vector 2

 

 

d.      la dirección de momento angular de la partícula calculada respecto al origen de coordenadas

 

L = r x m v

 

Donde

L = vector momento angular

r = vector posición (desde origen A hasta m) (ǔr)

v = vector velocidad (tangente a la trayectoria) (ǔθ)

x = producto vectorial 

 

Reemplazando

L = r (ǔr) x m v (ǔθ)  = r m v (ǔz) à vector 6

  

 

e.     ¿cómo se relacionan entre sí?

 

F = dp / dt

 

Donde

F = fuerza resultante

p = cantidad de movimiento lineal

 

 

τ = dL / dt

 

Donde

τ = torque

L = cantidad de movimiento angular