Problemas sobre Trabajo, Energía y Potencia

Problema n° 1) Transformar 250 kgf.m a Joul y kW.h.

Problema n° 2) ¿Cuántos kgf.m y Joul representan 25 kW.h?.

Problema n° 3) Indicar cuántos Joul y kW.h son 125478 kgm.

Problema n° 4) Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.

Problema n° 5) ¿Qué trabajo realiza un hombre para elevar una bolsa de 70 kgf a una altura de 2,5 m?. Expresarlo en:

a) kgf.m
b) Joule
c) kW.h

Problema n° 6) Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s en tocar tierra. Si su peso es de 4 N, ¿qué trabajo deberá efectuarse para elevarlo hasta el lugar desde donde cayo?. Expresarlo en:

a) Joule.
b) kgm.

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Problema nº 1)

Desarrollo
1 kgf.m ® 9,807 J
250 kgf.m ® x = 250 kgf.m × 9,807 J/1 kgf.m

x = 2451,75 J

1 W = 1 J/s
1kW = 1.000 J/s
1kW.h = 1.000 J.3.600 s/s
1kW.h = 3.600.000 J s/s
1 J = 1kW.h/3.600.000

1 kgf.m ® 9,807 J/3.600.000
250 kgf.m ® x = 250 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m

x = 6,81.10-4 kW.h

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Problema nº 2)

Desarrollo
1 kW.h ® 3.600.000 J
25 kW.h ® x = 25 kW × 3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.107 J

1 kW.h ® 3.600.000 kgf.m/9.807
25 kW.h ® x = 25 kW.h × 9,807 × 3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.177.118 kgf.m

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Problema nº 3)

Desarrollo
1 kgf.m ® 9,807 J
125.478 kgf.m ® x = 125.478 kgf.m × 9,807 J/1 kgf.m

x = 1.230.563 J

1 kgf.m ® 9,807 J/3.600.000
125.478 kgf.m ® x = 125.478 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m

x = 0,3418 kW.h

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Problema nº 4)

Desarrollo
L = F × d
L = 10 N × 2 m

L = 20 J

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Problema nº 5)

Desarrollo
a)

L = F × d
L = 70 kgf × 2,5 m
L = 175 kgf.m

b)

L = 175 kgf.m × 9,807 J/kgf.m
L = 1716,225 J

c)

L = 175 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m
L = 0,000477 kW.h

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Problema nº 6)

Desarrollo
L = F.d

En éste caso se trata de la fuerza peso, por lo tanto:

L = P.d

y al ser un movimiento vertical la distancia es la altura:

L = P.h

Mediante cinemática calculamos la altura para caída libre.

h = ½.g.t ²

h = ½ × 9,807 (m/s ²) × (3 s) ²
h = ½ × 9,807 (m/s ²) × 9 s ²
h = 44,1315 m

Luego:

a)

L = P × h
L = 4 N × 44,1315 m
L = 176,526 J

b)

L = 176,526 J/(9,807 kgf.m × J)
L = 18 kgf.m


Fuente: FísicaNet.com.ar