Mecánica

Se deja caer un cuerpo, partiendo del reposo, por un plano inclinado que forma un ángulo de 30⁰ con la horizontal. Después de recorrer 2 m llega al final del plano inclinado con una velocidad de 4 m s^-l y continúa deslizándose por un plano horizontal hasta detenerse. La distancia recorrida en el plano horizontal es 4 m.

a) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque cuando se encuentra en el plano inclinado y determine el valor del coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano inclinado.

b) Explique el balance energético durante el movimiento en el plano horizontal y calcule la fuerza de rozamiento entre el cuerpo y el plano.

G = 9,8 m s^-2

a) Energía potencial asociada a una fuerza conservativa.

b) Si la energía mecánica de una partícula es constante, ¿debe ser necesariamente nula la fuerza resultante que actúa sobre la misma? Razone la respuesta.

Un bloque de 5 kg se encuentra inicialmente en reposo en la parte superior de un plano inclinado de 10 m de longitud, que presenta un coeficiente de rozamiento μ= 0,2 (ignore la diferencia entre el coeficiente de rozamiento estático y el dinámico).

a) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque durante el descenso por el plano y calcule el ángulo mínimo de inclinación del plano para que el bloque pueda deslizarse.

b) Analice las transformaciones energéticas durante el descenso del bloque y calcule su velocidad al llegar al suelo suponiendo que el ángulo de inclinación del plano es de 30⁰

g = 9,8 m s^-2

Un bloque de 2 kg se lanza hacia arriba por una rampa rugosa (μ= 0,2), que forma un ángulo de 30⁰ con la horizontal, con una velocidad de 6 m s ^-1. Tras Su ascenso por la rampa, el bloque desciende y llega al punto de partida con una velocidad de 4,2 m s^-1.

a) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque cuando asciende por la rampa y, en otro esquema, las que actúan cuando desciende e indique el valor de cada fuerza.

b) Calcule el trabajo de la fuerza de rozamiento en el ascenso del b oque y comente el signo del resultado obtenido.

g = 10 m s^-2

a) Conservación de la energía mecánica.

b) Se lanza hacia arriba por un plano inclinado un bloque con una velocidad v₀.

Razone cómo varían su energía cinética, su energía potencial y su energía mecánica cuando el cuerpo sube y, después, baja hasta la posición de partida. Considere los casos: i) que no haya rozamiento; ii) que lo haya

Un bloque de 200 kg asciende con velocidad constante por un plano inclinado 30 ⁰ respecto a la horizontal bajo la acción de una fuerza paralela a dicho plano. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0, 1

a) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque y explique las transformaciones energéticas que tienen lugar durante su deslizamiento.

b) Calcule el valor de la fuerza que produce el desplazamiento del bloque y el aumento de su energía potencial en un desplazamiento de 20 m.

g = 9,8 m s^-2 

a) Energía potencial asociada a una fuerza conservativa.

b) Una partícula se desplaza bajo la acción de una fuerza conservativa. ¿Aumenta o disminuye su energía potencial? ¿Y su energía cinética? Razone las respuestas.

a) Explique qué son fuerzas conservativas. Ponga un ejemplo de fuerza conservativa y otro de fuerza que no lo sea.

b) ¿Se puede afirmar que el trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es siempre igual a la variación de su energía cinética? ¿Es igual a la variación de su energía potencial? Razone las respuestas.

En un instante t₁ la energía cinética de una partícula es 30 J y su energía potencial 12 J. En un instante posterior, t₂, la energía cinética de la partícula es de 18 J.

a) Si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre la partícula, ¿cuál es su energía potencial en el instante t₂?

b) Si la energía potencial en el instante t₂ fuese 6 J, ¿actuarían fuerzas no conservativas sobre la partícula?

Razone las respuestas.

Otra resolución:

a) Explique el principio de conservación de la energía mecánica y en qué condiciones se cumple.

b) Un automóvil desciende por un tramo pendiente con el freno accionado y mantiene constante su velocidad. Razone los cambios energéticos que se producen