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Guía de ejercicios resueltos de trabajo y energía. TP01

Trabajo, Energía y Potencia: Solución del ejercicio n° 6 de cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh. Problema resuelto. Ejemplo, cómo calcular el trabajo realizado por una fuerza

Problema n° 6 de trabajo, energía y potencia.

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:

  1. Joule
  2. kgm

Desarrollo

Datos:

F = 4 N

t = 4 s

Fórmulas:

L = F·d

Solución

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

L = P·d

Al ser un movimiento vertical la distancia es la altura:

L = P·h

Mediante cinemática calculamos la altura para caída libre.

h = ½·g·t²

h = ½·9,807 (m/s²)·(3 s)²

h = ½·9,807 (m/s²)·9 s²

h = 44,1315 m

Luego:

a.

L = P·h

L = 4 N·44,1315 m

Resultado, el trabajo necesario para elevarlo hasta el punto de partida expresado en J es:

L = 176,526 J

b.

L = 176,526 J/(9,807 kgf·m·J)

Resultado, el trabajo necesario para elevarlo hasta el punto de partida expresado en kgf·m es:

L = 18 kgf·m

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Signos utilizados en las fórmulas y cálculos:

  • Signo separador de miles: punto (.)
  • Signo separador decimal: coma (,)
  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o × (para producto vectorial)
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

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