1. Universidad Técnica Particular de Loja
La universidad Católica de Loja
TRABAJO BIMESTRAL
FÍSICA UNIVERSITARIA
Autora: Gabriela Victoria Mendieta Cabrera.
Fecha: 20/Noviembre/2012.
Paralelo: “A”.
 5) a) Cuando un levantador de pesas se esfuerza por levantar una barra del piso, ¿está
efectuando trabajo? ¿Por qué? b) Al levantar la barra sobre su cabeza, ¿está efectuando
trabajo? Explique. c) al sostener la barra sobre su cabeza, ¿está efectuando más trabajo,
menos trabajo o la misma cantidad de trabajo que al levantarla? Explique. d) Si el atleta
deja caer la barra, ¿se efectúa trabajo sobre la barra? Explique qué sucede en esa
situación.
a) No está efectuando trabajo, ya que el trabajo implica fuerza y también
desplazamiento, en este caso solo está implicando una fuerza, no existe ningún
desplazamiento.
b) Sí en este caso si aplica trabajo ya que al levantar la barra sobre su cabeza existe
fuerza y un desplazamiento en positivo.
c) Realiza la misma cantidad de trabajo que al levantarla, pero este trabajo que debe
aplicar el levantador de pesas, viene a ser producto de la gravedad.
d) Si, ya que al dejarla caer el levantador ejerce una fuerza sobre la barra impulsándola al
piso, entonces se crea cierto trabajo sobre la barra ya que está tiene fuerza y también
desplazamiento.
 6) Un estudiante lleva una mochila por la universidad. ¿Qué trabajo efectúa su fuerza
portadora vertical sobre la mochila? Explique.

2. Pues no aplica ninguna fuerza vertical, ya que sabemos que una fuerza realiza trabajo sólo
en la dirección que tenga el desplazamiento y entonces la fuerza transportadora es
perpendicular al mismo.
Si el estudiante carga su mochila en la espalda al ir a la universidad entonces la única
fuerza que se generará solo podrá ser en dirección al desplazamiento en este caso
horizontal no vertical.
Así entonces podemos decir que no existe una fuerza portadora vertical alguna sobre la
mochila, pero sí una fuerza horizontal conforme a su desplazamiento.
 7) Un avión a reacción describe un círculo vertical en el aire. ¿En qué regiones del
círculo es positivo el trabajo efectuado por el peso del avión y en cuáles es
negativo? Si no lo es, ¿tiene valores instantáneos mínimos y máximos? Explique.
Las regiones del círculo en la que el trabajo efectuado por el peso del avión será positiva
cuando el avión se dirige hacia abajo (línea roja) y se hará negativa cuando se dirige hacia
arriba (línea azul).
La fuerza gravitacional es negativa al momento en el que el avión baja y positiva en el

3. momento en el que el avión se dispone a subir, entonces se resume que la gravedad
actuaría en forma contraria al movimiento del avión, y por ende da el signo negativo y si la
gravedad actuaría en el mismo sentido que el desplazamiento del avión el signo daría
como positivo.
 23) Con respecto a su posición de equilibrio ¿se requiere el mismo trabajo para
estirar un resorte de 2cm, que estirarlo 1cm? Explique.
Pues no implica más trabajo ya que según la ley de Hooke que dice: “El alargamiento
unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada”,
entonces se dice que la fuerza aumenta conforme el resorte se estira. Entonces en este caso
tanto la fuerza como el desplazamiento serán mayores.
Con la aplicación de la ley de Hooke antes mencionada se puede afirmar que el resorte podrá
ser estirado un cm más con la misma cantidad de trabajo que se haya aplicado al inicio.
 24) Si un resorte se comprime 2.0cm con respecto a su posición de equilibrio y luego
se comprime otros 2.0cm, ¿cuánto trabajo más se efectúa en la segunda compresión
que en la primera? Explique su respuesta.
Se efectúa la misma cantidad de trabajo ya que como se dijo en el ejercicio anterior según
Hooke: “El alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente
proporcional a la fuerza aplicada”, la fuerza se aumenta conforme el resorte se estira,
entonces el trabajo sería el mismo solo la fuerza, el desplazamiento y la medida del
resorte respecto a su estiramiento variarán.
 41) Queremos reducir la energía cinética de un objeto lo más posible, y para ello
podemos reducir su masa a la mitad o bien su rapidez a la mitad. ¿Qué opción conviene
más y por qué?
Pues para explicar utilizaremos la fórmula de la energía cinética que es:
Entonces si reducimos a la mitad su masa, como la energía cinética depende directamente
de la masa, se reducirá lo mismo, es decir, a la mitad.
En cambio, si reducimos la velocidad a la mitad, como la energía cinética depende del
cuadrado de la velocidad, si se reduce la velocidad a la mitad, se reducirá la energía
cinética a la cuarta parte.

4.  42) Se requiere cierto trabajo W para acelerar un automóvil, del reposo a una rapidez
v. ¿Cuánto trabajo se requiere para acelerarlo del reposo con una rapidez v/2?
El trabajo se determina en este caso con la aplicación del teorema de las fuerzas vivas que
nos dice que: "el trabajo sobre un cuerpo hace variar su energía cinética". Entonces si el
automóvil parte del reposo, la variación de energía cinética es la final.
W1 =1/2.m.v^2
W2 = 1/2.m.(2.v)^2 = 4.1/2.m.v^2
Luego el trabajo aumenta hasta 4 veces: W2 = 4W1
Se requerirá de 4 veces del trabajo inicial para lograr acelerar al automóvil.
 43) Se requiere cierto trabajo W para acelerar un automóvil, del reposo a una rapidez
v. Si se efectúa un trabajo de 2W sobre el auto, ¿Qué rapidez adquiere?
Se utiliza la misma ecuación del ejercicio anterior. Trabajo:
W = 1/2.m.v^2
Al despejar la velocidad de esta ecuación tomando en cuenta de que se efectúa un trabajo
de 2W se obtiene que la rapidez que adquiere el auto sea la raíz cuadrada de 2 veces su
velocidad:
r=
 56) Si un resorte cambia su posición de a x, ¿a qué es proporcional el cambio de
energía potencial? (Exprese el cambio en términos de y x).
Decimos que el trabajo efectuado al levantar un objeto es igual al cambio de energía
potencial gravitacional:
Energía potencial de un resorte:

5. El cambio en términos de y x sería:
 57) Dos automóviles van desde la base hasta la cima de una colina por diferentes rutas,
una de las cuáles tiene más curvas y vueltas. En la cima, ¿cuál de los dos vehículos tiene
mayor energía potencial?
Pues tendrán la misma energía potencial en la parte superior de la colina, ya que ambos
automóviles poseen la misma altura.
Ya que la energía potencial de un objeto es igual a la masa por la gravedad y por la altura a
la que éste se encuentre.
 69) Durante una demostración en clase, una bola de bolos colgada del techo se desplaza
respecto a la posición vertical y se suelta desde el reposo justo en frente de la nariz de
un estudiante. Si el estudiante no se mueve, ¿por qué la bola no golpeará su nariz?
La bola de bolos tiende a seguir una trayectoria rectilínea uniformemente acelerada,
siempre que ninguna fuerza externa se entrometa a su movimiento, por lo tanto caerá en
línea recta, y totalmente perpendicular al piso debido a la fuerza de gravedad de 9.8
metros por segundo cuadrado.

6. Entonces esto provocará que la bola de bolos no golpee al estudiante.
 70) Cuando usted lanza un objeto al aire, ¿su rapidez inicial es la misma que su
rapidez justo antes de que regrese a su mano? Explique el hecho aplicando el
concepto de la conservación de energía mecánica.
Sabemos que la conservación de la energía mecánica dice que: la energía mecánica total
es constante en un sistema conservativo:
Entonces la rapidez inicial si es la misma que la rapidez justo antes de que vuelva a mi
mano. Si se lanzara un objeto al aire se formaría una parábola:
En donde la punta de ella sea la altura máxima de el objeto y su velocidad es 0, su rapidez
al inicio es igual al final de la caída suponiendo que no hay fricción con el aire.
 71) Un estudiante lanza una pelota verticalmente hacia arriba hasta alcanzar la altura
de una ventana en el segundo piso en el edificio de los dormitorios. Al mismo tiempo
que la pelota se lanza hacia arriba, un estudiante asomado por la ventana deja caer
una pelota. ¿Las energías mecánicas de las pelotas son iguales a la mitad de la
altura de la ventana? Explique su respuesta.
Se sabe que sin considerar la fricción con el aire, se trata de un sistema conservativo.
Por lo tanto siendo la energía mecánica la suma de potencial gravitatoria y cinética, esta
energía debe permanecer constante no solamente en la mitad de la altura sino también en
cualquier otra posición intermedia.
En el punto medias las energías potenciales y cinéticas son iguales. Esto no implica que la
velocidad en ese punto sea la mitad de la velocidad máxima.
Sí, cuando la pelota lanzada hacia arriba está en su máxima altura, su velocidad es cero,
así que tiene la misma energía que la pelota que se deja caer. Entonces ambas pelotas
tendrán la misma energía cinética y potencial cuando estén a la mitad de la altura.

7.  91) Si usted revisa su cuenta de electricidad, notará que está pagando a la compañía
que le presta el servicio por tantos kilowatts-hora (kWh). ¿Realmente está pagando
por potencia? Explique su respuesta, Además, convierta 2.5kWh a J.
Pues no se paga por la cantidad de energía consumida porque kWh es la unidad de
potencia por tiempo de la energía.
1 kWh= 3,6x10^6 J
 92) a) ¿La eficiencia describe que tan rápido se realiza el trabajo? Explique su
respuesta. b) ¿Una máquina más potente siempre realiza más trabajo que una menos
potente? Explique por qué.
La eficiencia relaciona el trabajo producido con el aporte de energía(trabajo), en forma de
porcentaje: b) Sí, ya que una máquina con más potencia será mucho más eficiente
que una con menos potencia.
BIBLIOGRAFÍA:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/energia/energia.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)
http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/trabajo/aulatrabajo.pdf
Física Wilson.Buffa.Lou capítulo 5 Trabajo y Energía.