TALLER N° 4 – FÍSICA MECÁNICA
TRABAJO Y ENERGÍA DE UNA PARTÍCULA
1. Se une un extremo de una cuerda de longitud L a un
punto fijo O. Una masa m atada al otro extremo se suelta
desde el reposo en la posición horizontal. Si la cuerda se
rompe cuando la tensión en la cuerda es dos veces el peso
de la masa, halle:
a. El ángulo 𝛽 en el cual la cuerda se rompe
b. La velocidad de m en ese instante
R/. a. 𝛽 = 41.8°, b. 𝑉 = √4𝑔𝐿
3
2. Se lanza un bloque de masa m por una mesa horizontal rugosa
contra un resorte de constante K fijo a un muro. Si la máxima
compresión del resorte es d y el coeficiente dinámico de fricción
entre el bloque y el piso es 𝝁
a. Halle la velocidad que llevaba el bloque en el instante que
golpeó el resorte.
(Sugerencia: si m =1 kg, K = 1 N/m, d = 1 m, g = 10 m/s2 y 𝝁=1/2, entonces 𝑽𝟎= √11 𝑚/𝑠)
b. Demuestre que para que el bloque se devuelva, se debe cumplir que 𝜇𝑒<𝐾𝑑/𝑚𝑔. (donde
𝜇𝑒 = coeficiente estático de fricción entre el bloque y la mesa).
R/. a. 𝑉2=2𝜇𝑑𝑚𝑔 + 𝑘𝑑2
𝑚
3. Se lanza una bola de 0.5 kg verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s y alcanza una
altura de 15 m. ¿Cuánta energía se pierde debido a la resistencia del aire?
R/. Energía que se pierde debido a la resistencia del aire: 26.5 J
4. Un bloque de masa m, unido a un resorte de constante elástica
K, reposa sobre un plano inclinado rugoso (coeficiente de
fricción dinámico 𝝁, e inclinación 𝜽). Si el bloque se suelta
cuando el resorte está en su longitud natural, halle la distancia
que el bloque recorre sobre el plano inclinado.
R/. 𝑑 = 2𝑚𝑔 (𝑠𝑒𝑛𝜃− 𝜇𝑐𝑜𝑠𝜃)
𝐾
