En esta serie de ejercicios resueltos, exploraremos una variedad de problemas de trabajo y energía en diferentes contextos. Desde calcular la fuerza de fricción necesaria para realizar un trabajo, hasta calcular la energía cinética y potencial de un objeto.
Un objeto de 40 N descansa sobre una superficie horizontal. Encuentra el trabajo realizado por una fuerza horizontal de 30 N que actúa a lo largo de 5 m.
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema
3Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical
4Sustituyendo los datos conocidos, se tiene
Un objeto de 30 N descansa sobre una superficie horizontal. Encuentra el trabajo realizado al jalar el bloque 6 m con una fuerza de 20 N que forma 
con la horizontal.
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema
3Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical
4Sustituyendo los datos conocidos, se tiene
Un empuje de 20 N se aplica a lo largo del asa de una podadora de 30 N, produciendose un desplazamiento horizontal de 10 m. El asa forma un ángulo de con el suelo, ¿cuál es el trabajo realizado por la fuerza de 20 N?
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema
3Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical
4Sustituyendo los datos conocidos, se tiene
Una fuerza media de 35 N comprime un resorte hasta una distancia de 5 cm. Encuentra el tabajo realizado por el resorte y el trabajo neto.
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Como el desplazamiento es paralelo y en dirección contraria a la fuerza del resorte, entonces el trabajo para el resorte se obtiene de
3Sustituyendo los datos conocidos, considerando la distancia en metros, se tiene
4Por último, el trabajo resultante es cero, ya que la fuerza neta del sistema es cero puesto que el resorte realiza una fuerza de la misma magnitud y opuesta a la fuerza de 35 N
Un bloque de 10 kg es arrastrado 9 m por una fuerza paralela de 15 N. Si 
, encuentra el trabajo resultante y la aceleración que produce.
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema
3Por la condición de equilibrio vertical, ya que el movimiento es horizontal, se tiene que 
. Calculamos el peso W y con ello, la fuerza de fricción cinética
4Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical
5Sustituyendo los datos conocidos, se tiene
6Sustituyendo los datos conocidos en la fórmula de aceleración, se tiene
Un bloque de 8 kg descansa sobre un plano inclinado a 
. Si un empuje P de 90 N hacia arriba mueve el bloque 2 m. Encuentre el trabajo neto realizado para 
.
1 Dibujamos el diagrama de equilibrio
2Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema
3Por la condición de equilibrio vertical, ya que el movimiento es horizontal, se tiene que 
. Calculamos la componente vertical del peso W y con ello, la fuerza de fricción cinética
4Como el desplazamiento es paralelo al empuje P, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical
5Sustituyendo los datos conocidos, se tiene
Encuentre la energía cinética de un mazo de 2 \kg en el instante que su velocidad es de 20 m/s.
1 Aplicamos la fórmula de energía cinética
2Sustituyendo los datos conocidos, se obtiene
Una bala de 15 g viaja a 250 m/s penetra en un trozo de madera a una distancia de 14 cm. Encuentra la fuerza media necesaria para detener la bala.
1 El trabajo necesario para detener la bala es igual al cambio de energía cinética
2 La velocidades son
3 El trabajo resultante que el trozo de madera ejerce sobre la bala es igual al cambio de la energía cinética de la bala
4 Convertimos la masa a kilogramos y la distancia a metros
5Ahora sustituimos los valores en la fórmula de trabajo-energía
6Resolviendo para 
se obtiene
El signo negativo indica que la fuerza es opuesta al desplazamiento.
Un ladrillo de 2 kg reposa sobre una mesa a 1.2 m del piso. Encuentre la energía potencial respecto al piso.
1 Utilizamos la fórmula de energía potencial
2Sustituimos los datos conocidos
3Resolviendo para U, se tiene
Una caja de 250 kg se eleva por medio de una cadena de un montacargas hasta que su energía potencial es de 20000 J con relación al suelo. encuentra la altura a la que se encuentra la caja.
1 Utilizamos la fórmula de energía potencial
2Sustituimos los datos conocidos
3Resolviendo para h, se tiene
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Hola, no entiendo el problema 10 de Problemas resueltos de diagramas espacio-tiempo, me lo podrían explicar mas detalladamente por favor.
Hola si te refieres a la parte de calcular la velocidad de la fórmula [latex]\Delta x’=\frac\Delta x-v\Delta t\sqrtq-\fracv^2c^2[/latex] tendrías que sustituir los datos y te quedaria una ecuación de segundo grado y resolverla con fórmula general.
Como en el ejercicio 6 y 7 resuelve el sistema t1 t2
Hola, el sistema se puede resolver con el método de sustitución, se despeja t1 de la primera ecuación y el resultado se sustituye en la segunda ecuación y como solo queda como variable t2 esta se despeja y después el resultado se sustituye para calcular t1.
La fuerza normal como esta perpendicular a la superfeficie pertenece al eje Y, entonce no seria cos en ves del seno? es el ejercicio 4 qu elo saca con el seno y deberia ser con el coseno o no se si me equivoco
v¹= 1500 m/sy v²=4500 m/s?
Hola esa pregunta que haces es muy importante pues causa mucha confusión, en realidad debe usarse el seno en vez del coseno ya que el ángulo agudo se forma después de los 180 grados y construyendo un triangulo rectángulo el cateto opuesto queda en el eje y lo que implicaría usar la función seno.
Problema no.9 grados 40 en procedimiento 50??
Hola no sé qué artículo te refieres pues revise y no encontre el ejercicio 9 con los datos mencionados.