Otro posible examen.

EXÁMEN DEL TEMA DE ENERGÍA.

1. Con una fuerza horizontal de 150 N se empuja una caja de 40, kg (inicialmente está parada) durante  6,0 m sobre una superficie horizontal rugosa.  El coeficiente de rozamiento es 0,3. Calcular:

a) el trabajo realizado por la fuerza de 150 N y por la fuerza de rozamiento.

b) la energía cinética a los 6 m.

Wroz= -720J   WFhor = 900J     EC=180J

2. Una bola de acero de 5.0 kg se deja caer sobre una placa de plastelina desde una altura de 3 m.  La bola deja una abolladura de 0,82 cm de profundidad.

a) ¿Con qué velocidad impacta contra el corcho? (se supone que el rozamiento con el aire es despreciable?

b) ¿Qué energía pierde la bola al ser frenada por el corcho?

c) ¿Cuál es  la fuerza promedio ejercida sobre la bola por la placa durante el  frenado?

v=7,66 m/s    Energía perdida:-147J   F=18000N

3. Un ciclista ha comido por la mañana 300g de pasta, 100 g de carne de pollo y  300 g de naranjas. Se supone que la energía de esta comida la emplea en una contrareloj  que se desarrolla sobre 70 km en línea recta y horizontal. Vamos a suponer que la velocidad en la contrareloj es uniforme y que tarda 1h 40 minutos en  el recorrido.

a) Calcular el trabajo que tiene que desarrollar si todos los rozamientos se pueden estimar en 20N.

b) Calcular la potencia que ha desarrollado.

c) Calcular la energía que ha consumido y el rendimiento que  tienen sus músculos.

Valor energético:  1g de pasta 12kJ/g      1g de carne 17kJ/g   1g de naranjas 1,5 kJ/g

Tiempo empleado 6000s   distancia 70000m    W=1.400.000J   Potencia:233 W

Energía consumida: 5750000J  rendimiento 24%

4.     Un cochecito de una montaña rusa está situado a una altura de 30m. La masa del carrito y sus ocupantes es 500kg. Se suelta y coge velocidad. Vamos a suponer en principio que hay poco rozamiento.

a)    calcular la velocidad que llevarán en la parte inferior.

b)    Calcular la velocidad que llevarán en la parte superior de  un looping de radio 9m.

c)    Seguirán dando vueltas en la parte superior del looping o se caerán.

d)    ¿Cómo influiría el rozamiento en este problema al resolver la parte a, b y c?

v=24,2 m/s,    v=15,3 m/s,   a=26 m/s2  no se caen, El rozamiento influiría en que disminuye la energía en la caída y la velocidad sería menor en A y en B. Podría caerse entonces en la parte superior.

5. Tenemos una sartén con 300 mL de aceite a 200ºC. Añadimos 200 g de patatas a 18ºC.

-Calcular la temperatura de la mezcla.

- Si queremos que al añadir las patatas no baje mucho la temperatura del aceite ¿Qué podríamos hacer?

calor específico de las patatas: 3000 J/g.ºC  calor especifico aceite 2200 J/gºC  daceite=0,95g/mL

t final  108ºC

podríamos disminuir la cantidad de patatas que echamos