miércoles, 10 de marzo de 2010

EJERCICIOS DE ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR

1. - Dejamos caer un cubo de acero de 40 kg de masa por el hueco interior de un pozo industrial. ¿Cuál ha sido la variación de su energía potencial cuando ha descendido 15 m?:
Sol: 5880 J
2. ¿Qué velocidad lleva el cubo del ejercicio anterior en ese momento (15 metros)? (Cuando llega al nivel del agua tiene una velocidad de 40 m/s)
Sol: 36,14 m/s
3. - ¿Qué fuerza hay que ejercer en una palanca de primer género si la fuerza resistente es 70 N y su brazo 15 cm? El brazo de la fuerza que ejercemos es 45 cm.
Sol: 23,33 N
4. Si la palanca del ejercicio anterior fuera de tercer género que fuerza habría que hacer:

5. - Calcula la potencia que desarrolla una avioneta de 4 800 kg de masa que acelera desde 0 a 100 km/h en 20 s. :
Sol: 92607,41 w
6. El motor de un montacargas tiene una potencia de 12 CV ¿Cuánto tiempo tardará este motor en elevar un cuerpo de 500 kg a una altura de 15 m sabiendo que el montacargas pesa 2000 N?
Sol: 11,73 s
7. Se deja caer un objeto de 2 Kg de masa por un plano inclinado, sin rozamiento, desde una altura de 5 m. Si después se desliza por una superficie horizontal que tiene un coeficiente de rozamiento μ = 0,5 ¿Cuál será la energía cinética que tiene cuando llega a la superficie horizontal?
Sol: 98 J
8.En la cima de una montaña rusa un coche esta a una altura del suelo igual a 40 m y lleva una velocidad de 5 m/s. ¿Con qué velocidad llegará a la segunda cima situada a 25 m del suelo? Se supone que no hay rozamiento. La masa del coche con sus ocupantes es de 1000 kg
Sol: 17,86 m/s
9. El Hogar (Q1) de una máquina térmica produce 850 kcal/min y el rendimiento de la máquina es del 30 %. Calcula cuantos julios se ceden al refrigerante (Q2) por minuto, y cuál es el trabajo que realiza la máquina en un minuto.
Sol : Q2 = 595 kcal/min = 2487000 J/min; W = 255 kcal/min = 1065900 J/min
10. Calcula el calor total necesario para transformar 2 kilogramos de hielo a – 6°C en agua a 35°C.
(Datos: CeHielo = 2006 J/kg °K; CeAgua = 4180 J/kg °K; Lf = 334400 J/kg)
Sol: 985472 J
11. Se introduce un trozo de hierro de 3 kilogramos que se encuentra a una temperatura de 2 °C en un recipiente con agua a 40 °C. Si el agua tiene una masa de 10 kg. ¿Cuál será la temperatura del equilibrio?
(Datos: CeAgua = 4180 J/kg °K; CeHierro = 460 J/kg °K)
Sol: 311,78 K = 38,78 ºC
12. Calcula la temperatura, expresada en Kelvin y en grados Fahrenheit, a la que está ardiendo un libro, si en la escala Celsius sucede a 233 ºC.
Sol: 506 K; 451,4 ºF
13. La energía potencial que tiene un objeto de plomo de 0,2 kg es de 200 J. Si lo dejamos caer, toda su energía cinética se emplea en subir la temperatura del plomo. ¿Cuánto calor, expresado en calorías, recibe el objeto? ¿Cuánto se incrementa su temperatura?
Datos: ce plomo = 130 J/ºC kg
Sol: 48 cal; 7,69 ºC
14. Una bala de 20 g impacta a 375m/s en un taco de aluminio de 200 g. Si toda la energía de la bala pasa al aluminio, ¿a qué temperatura se encontrará el aluminio al final si estaba a 20,0 ºC?
Datos: ce (aluminio) = 898 J/ºC kg
Sol: 27,83 ºC
15.¿Qué potencia tiene un congelador que es capaz, en una hora, de congelar y llevar hasta –18 ºC una cubitera que contiene 1 L de agua a 20 ºC?
Datos: CeAgua = 4180 J/kg °K ; Ce Hielo = 2006 J/kgK ; Lf = 334400 J/kg
Sol: 126,14 w
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