TPE Problemes

download

of 15

  • date post

    04-Apr-2015
  • Category

    Documents
  • view

    5.714
  • download

    2

Embed Size (px)

transcript

Fsica Batxillerat

.1T, P i E. Problemes.1 Una vagoneta de 200 kg es troba sobre una via horitzontal i recta. Calcula el treball realitzat en els segents casos: .a .b .c Empentem amb una fora de 100 N sense que la vagoneta es mogui. Lempentem fent 200 N de fora en la direcci de la via i la vagoneta es mou 10 metres. Estirem pel costat de la via, formant un angle de 30 graus amb la direcci de la via, fent una fora de 200 N i la vagoneta recorre 20 metres.Resultat: 0 J 2.000 J 3.440 J

.2

Volem pujar un ascensor de 700 kg fins a 20 metres daltura. .a .b Calcula el treball necessari per fer-ho. Quina ser la potncia del motor si sabem que tarda 28 segons en fer el recorregut?Resultat: 140.000 J 5.000 W

.3

Una bomba hidrulica puja un metre cbic daigua a 12 m dalada. .a .b Quin ser el treball que haur realitzat? Quina ser la potncia de la bomba si puja 200 litres per minut?Resultat: 120.000 J 400 W

.4

Una grua aixeca un objecte de 200 kg a una altura de 30 metres en 12 segons. Calcula: .a .b .c El treball que realitza sobre el cos. La potncia efectiva desenvolupada. El rendiment del motor, sabent que aquest t una potncia de 10 CV.Resultat: 6.104 J 5 kW 68%

.5

Dintre dun camp de forces constants de valor F = (0, -10) N desplacem una partcula seguint la trajectria ABCD. .a Quin s el treball realitzat per la fora al llarg de tota la trajectria?Resultat: 0J y (m) 4 2 A D

.6

(PAU juny 97) Un cami de 60 tones porta una velocitat de 72 km/h quan comena a frenar. Si satura 10 segons desprs, quina ha estat la potncia mitjana de la frenada? (1 tona = 103 kg)Resultat: 1.200.000 W

.7

B Un vaixell de vela es mou grcies al vent que fa sobre les veles una fora de 580 N. La fora forma un angle de 30 graus amb la direcci del moviment.

-2

4 C

8

x (m)

.a .8

Calcula el treball realitzat quan el vaixell ha recorregut 2 km.Resultat: 1.004.589 J

Un tren de 20.000 kg triga 45 minuts en pujar un port de muntanya de 600 metres de desnivell. .a Quina s la potncia de la mquina?

Fsica Batxillerat.b Quina fora ha de fer la mquina si puja per un pendent de 10 graus?Resultat: 44.444 W 34.729 N

.9

Un objecte de 50 kg est situat a una alada de 30 metres respecte del terra. .a .b .c Quant val la seva energia potencial? Si el cos cau, quina energia cintica tindr quan arribi a terra? Quina ser la seva velocitat en aquest instant?Resultat: 15.000 J 15.000 J 24,49 m/s

.10

(PAU setembre 99) Un cotxe de 800 kg arrenca del reps i assoleix una velocitat de 100 km/h en 8 segons. Suposant negligible el fregament, determina el treball i la potncia mitjana desenvolupats pel motor.Resultat: 308.642 J 38.580 W

.11

Amb lesquema de la figura i considerant que no hi ha fricci,50 cm 25 cm 0 cm B A C

.a .b

Calcula la velocitat en els punts B i C. A quina alada mxima arribar la bola per la paret de la dreta?Resultat: 3,16 m/s 2,23 m/s

.12

Una pedra de 2 kg de massa lligada a lextrem duna corda de 0,5 metres de longitud gira a 2 revolucions per segon. .a .b .c Quina s la seva energia cintica? Quant val la fora centrpeta que actua sobre ella? Quin treball realitzar la fora centrpeta en una volta?Resultat: 39,5 J 158 N 0J

.13

(PAU juny 08) En la grfica segent es mostra com varia lacceleraci dun cos de massa 10 kg que es mou en lnia recta. Quin treball sha efectuat sobre el cos per a mourel des de x = 0 fins a x = 8 m?

Resultat:

800 J

.14

Es dispara un cos verticalment i cap amunt amb una velocitat de 1.200 m/min. La massa del cos s de 50 grams. .a .b .c Quina s la mxima alada a la qu arriba? Quina energia cintica t quan est a 5 metres de terra? Quant temps transcorre des del moment que es dispara fins que arriba a terra?

Fsica BatxilleratResultat: 20 m 7,5 J 4s

.15

Un objecte de 5 kg es deixa caure des de 20 m dalada. .a .b Amb quina velocitat arribar a terra? A quina alada estar quan vagi a 10 m/s?Resultat: 20 m/s 15 m

.16

Un objecte cau des dun terrat. Quan li falten 16,25 metres per arribar a terra va a una velocitat de 30 m/s. .a .b Amb quina velocitat xocar amb el terra? Des de quina alada sha deixat anar?Resultat: 35 m/s 61,25 m

.17 .18

Troba la velocitat amb qu arriba a terra la massa de 15 kg de lesquema de la dreta.Resultat: 12,24 m/s

Calcula la velocitat dun pndol d1 metre de longitud quan passa per la vertical si el deixem anar des duna desviaci de 37.Resultat: 2 m/s

15 kg

.19

Una massa de 150 grams cau a terra des duna altura d1 metre i desprs del xoc torna a pujar fins a una altura de 80 cm. .a .b Quanta energia sha perdut en el xoc? Indica el percentatge daquesta prdua.Resultat: 0,3 J

15 m

5 kg

20%

.20

Troba lalada h del dibuix de sota sabent que la velocitat de la massa de 6 kg en el moment darribar a terra s de 12 m/s.4 kg 6 kg

h Resultat: 12 m

.21

Un projectil de 40 kg es mou amb una velocitat de 200 m/s. .a Quina s la seva energia cintica? Aquest projectil xoca amb una paret i shi enfonsa 20 cm, de manera que es transforma tota la seva energia cintica en treball de penetraci. .b Pots calcular la fora de resistncia de la paret?Resultat: 800.000 J 4.000.000 N

.22

Calcula amb quina velocitat surt una bala de 15 g de massa desprs dhaver travessat un taul de 7 cm de gruix que li oposa una resistncia de 1.800 N. La velocitat inicial de la bala era de 450 m/s.Resultat: 430,92 m/s

Fsica Batxillerat.23 Un cami de 10 tones circula a 90 km/h. Frena i satura desprs de recrrer 62,5 metres. .a .b .c Quina s lenergia cintica inicial del cami? Quant temps tarda en aturar-se? Quina s lacceleraci amb qu frena?Resultat: 3.125.000 J 5s - 5 m/s2

.24

Una fora de 580 N actua verticalment i cap amunt sobre un cos de 10 kg durant 5 segons. .a .b .c Quina ser la velocitat que tindr desprs daquests 5 segons? I lenergia cintica? En aquest instant quina s la seva energia potencial?Resultat: 240 m/s 288.000 J 60.000 J

.25

Un cos de 5 kg de massa es llena per un pla inclinat 30 amb una velocitat de 15 m/s cap amunt. Calcula quina distncia recorre fins aturar-se, .a .b En cas que no hi hagi friccions. En cas que el coeficient de fricci entre el pla i lobjecte sigui 0,1.Resultat: 22,5 m 19,18 m

.26

Un bloc de 5 kg s llanat cap amunt dun pla inclinat 30 amb una velocitat de 9,8 m/s. Observem que recorre una distncia de 6 metres abans daturar-se i tornar a la posici inicial. Calcula: .a .b La fora de fricci que actua sobre el bloc. La velocitat amb qu arriba al punt de partida.Resultat: 15,52 N 4,64 m/s

.27

(PAU juny 08) Un bloc de massa 20 kg cau lliscant per un pla inclinat, salvant un desnivell de 25 m. Si parteix del reps i assoleix una velocitat final de 15 m/s, determineu lenergia perduda per fricci.Resultat: -2.650 J

.28

(PAU setembre 02) Un cos de 2 kg, inicialment en reps, baixa per un pla inclinat 42 respecte de lhoritzontal. Desprs de recrrer una distncia de 3 m sobre el pla inclinat, arriba a un terra horitzontal i, finalment, puja per un altre pla inclinat 30 respecte de lhoritzontal (observa el dibuix). Suposant que els efectes del fregament sn negligibles, calcula: .a .b El temps que triga a arribar al peu del primer pla inclinat i la velocitat del cos en aquest moment. La mxima longitud recorreguda pel cos en la pujada pel pla inclinat de la dreta.

Si el coeficient de fregament entre el cos i el primer pla inclinat fos = 0,4, .c quanta energia salliberaria en forma de calor des de linstant inicial fins a arribar al peu del primer pla inclinat?

L=3m 42 30

Fsica BatxilleratResultat: 0,96 s i 6,3 m/s 4,01 m 17,5 J

.29

Una molla necessita 160 N per comprimir-se 1 cm. .a Calcula lenergia potencial elstica que t quan est comprimida 6 cm.Resultat: 28,8 J

.30

Una molla t una constant de deformaci k = 0,69 N/mm. Es mant comprimida 2 cm contra el terra i es deixa anar de cop de manera que surt impulsada cap amunt. La seva massa s de 0,5 grams. .a .b Calcula lalada a la que arribar. Amb quina velocitat surt disparada del terra?Resultat: 27,6 m 23,49 m/s

.31

Sobre una superfcie horitzontal disposem duna molla de constant elstica 3 N/m. Des dun punt situat a 3 metres de la molla, li llancem un cos d1 kg de massa amb una velocitat de 4 m/s. .a Calcula la mxima compressi de la molla si el coeficient de fricci entre el cos i el terra s 0,1.Resultat: 1,52 m

.32

(PAU juny 01) Lamplitud en un moviment harmnic simple originat per una molla de constant recuperadora k = 500 N/m s de 40 cm. Quina ser lenergia total del mbil? Quant val la seva energia cintica a linstant en qu lelongaci s de 30 cm?Resultat: 40 J i 17,5 J

.33

Es deixa caure des de 3,4 metres dalada un objecte de 100 grams de massa sobre una molla vertical dun metre de llargada i 75 N/m de constant de deformaci, tal com es veu en la figura.0,1 kg

3,4 m x k = 75 N/m 1m

Nota: Has de tenir en compte lenergia potencial de lobjecte quan la molla lha aturat. .a Calcula la mxima compressi x de la molla.Resultat: 0,26 m

.34

(PAU setembre 06) Tenim una molla collocada verticalment amb un extrem fix a terra. Deixem caure una massa de 2,50 kg des duna altura d1 m respecte a lextrem lliure de la molla, i la molla experimenta una compressi mxima de 15 cm. El fregament amb laire s negligible. .a Lenergia cintica amb qu la massa impacta contra lextrem lliure de la molla val: a) 24,5 J. b) 245 J. c) 245 N. .b La constant elstica de la molla val: a) 2,50 N. b) 2,50 103 Nm1. c) 2,50 106 Nm1.Resultat: a.a), b.b)

.35

Una corda descalada fa 40 metres de llarg