TALLER DE TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA MULTIPLE CHOICE. Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question.

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1 TALLER DE TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA MULTIPLE CHOICE. Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question. 1) What is the correct unit of work expressed in SI units? 1) A) kg m2/s B) kg m/s2 C) kg m2/s2 D) kg2 m/s2 2) Can work be done on a system if there is no motion? 2) A) No, since a system which is not moving has no energy. B) Yes, since motion is only relative. C) Yes, if an outside force is provided. D) No, because of the way work is defined. 3) Is it possible for a system to have negative potential energy? 3) A) No, because this would have no physical meaning. B) Yes, as long as the total energy is positive. C) Yes, since the choice of the zero of potential energy is arbitrary. D) No, because the kinetic energy of a system must equal its potential energy. E) Yes, as long as the kinetic energy is positive. FIGURE 5-1 4) Which of the graphs in Fig. 5-1 illustrates Hooke's Law? 4) A) graph a B) graph b C) graph c D) graph d E) none of the above 5) A lightweight object and a very heavy object are sliding with equal speeds along a level frictionless surface. They both slide up the same frictionless hill. Which rises to a greater height? A) The lightweight object, because it weighs less. B) They both slide to the same height. C) The heavy object, because it has greater kinetic energy. D) cannot be determined from the information given 5)

2 FIGURE 6-1 6) A force moves an object in the direction of the force. The graph in Fig. 6-1 shows the force versus the object's position. Find the work done when the object moves from 0 to 2.0 m. A) 60 J B) 40 J C) 20 J D) 80 J 6) FIGURE 6-2 7) A roller coaster starts from rest at a point 45 m above the bottom of a dip (See Fig. 6-2). Neglect friction, what will be the speed of the roller coaster at the top of the next slope, which is 30 m above the bottom of the dip? A) 30 m/s B) 24 m/s C) 14 m/s D) 17 m/s 7)

3 ESSAY. Write your answer in the space provided or on a separate sheet of paper. FIGURE ) A 330-kg piano slides 3.6 m down a 28 incline and is kept from accelerating by a man who is pushing back on it parallel to the incline (Fig. 6-36). The effective coefficient of kinetic friction is Calculate: (a) the force exerted by the man, (b) the work done by the man on the piano, (c) the work done by the friction force, (d) the work done by the force of gravity, and (e) the net work done on the piano. FIGURE ) The force on an object, acting along the x axis, varies as shown in Fig Determine the work done by the force to move the object (a) from x = 0.0 to x = 10.0 m, and (b) from x = 0.0 to x = 15.0 m.

4 FIGURE ) The roller-coaster car shown in Fig is dragged up to point 1 when it is released from rest. Assuming no friction, calculate the speed at points 2,3, and 4. FIGURE ) A 380-g wood block is firmly attached to a very light horizontal spring, Fig The block can slide along a table where the coefficient of friction is A force of 22 N compresses the spring 18 cm. If the spring is released from this position, how far beyond its equilibrium position will it stretch on its first swing? MULTIPLE CHOICE. Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question. 12) Three cars (car F, car G, and car H) are moving with the same velocity, and slam on the breaks. The most massive car is car F, and the least massive is car H. Assuming all three cars have identical tires, which car travels the longest distance to skid to a stop? A) They all travel the same distance in stopping. B) Car G C) Car H D) Car F 13) A person drops one rock from rest and it falls 100 meters down a cliff before hitting the ground. The person then throws an identical rock downward. The amount of kinetic energy gained by the rock dropped from rest is that of the second rock, and the magnitude of the change in speed (between hitting the ground and its initial speed) of the rock dropped from rest is that of the second rock. A) equal to, equal to B) less than, less than C) equal to, greater than D) equal to, less than 12) 13)

5 Figure ) En la Figura 6.2, un cajón de 700 kg está sobre una superficie rugosa inclinada a 30. Una fuerza externa constante P = 5600 N se aplica horizontalmente al cajón. La fuerza empuja al cajón una distancia de 3.0 m hacia arriba de la pendiente, en un intervalo de tiempo de 2.9 s, y la velocidad cambia desde 1 = 0.5 m/s hasta 2 = 2.4 m/s. El trabajo hecho por la fuerza normal corresponde a: A) J B) cero C) +10,500 J D) J E) J 14) Figura 6.3 Un bloque de 8.0 kg es soltado desde el reposo, 1 = 0 m/s, sobre una pendiente rugosa. El bloque se mueve una distancia de 1.6 m hacia abajo de la pendiente, en un intervalo de tiempo de 0.80 s, y adquiere una velocidad 2= 4.0 m/s. 15) En la Figura 6.3, el ritmo promedio al cuál el bloque gana energía cinética durante el intervalo de 15) 0.80 s corresponde a: A) 89 W B) 86 W C) 77 W D) 80 W E) 83 W 16) A 50-N object was lifted 2.0 m vertically and is being held there. How much work is being done in holding the box in this position? A) less than 100 J, but more than 0 J B) 0 J C) 100 J D) more than 100 J 17) Cierto automóvil que viaja a 15.0 mph patina y se detiene a 24 metros desde el punto donde fueron aplicados los frenos. Aproximadamente a que distancia puede detenerse el automóvil si viaja a 33.0 mph? A) 53 metros B) 36 metros C) 78 metros D) 24 metros E) 116 metros 16) 17)

6 18) 18) Un bloque de 1.37 kg es colocado en un lugar y empuja un resorte con una fuerza horizontal externa de 74 N. Se quita la fuerza externa, y el bloque es lanzado con una velocidad 1 = 1.2 m/s separándose del resorte. El bloque desciende una rampa y tiene en la parte inferior una velocidad 2 = 1.4 m/s. El camino no presenta fricción entre los puntos A y B. El bloque entra a una sección rugosa en B, que se prolonga hasta E. El coeficiente de fricción cinética es La velocidad del bloque es 3 = 1.4 m/s en C. El bloque se mueve hasta D, donde se detiene. En la Figura 7.4, la compresión inicial del resorte, en cm, corresponde a: A) 2.7 B) 5.3 C) 3.6 D) 1.4 E) ) 19) Un bloque de 0.74 kg es colocado en un lugar y empuja un resorte con una fuerza horizontal externa de 48 N. Se quita la fuerza externa, y el bloque es lanzado con una velocidad 1 = 1.2 m/s separándose del resorte. El bloque desciende una rampa y tiene en la parte inferior una velocidad 2 = 1.8 m/s. El camino no presenta fricción entre los puntos A y B. El bloque entra a una sección rugosa en B, que se prolonga hasta E. El coeficiente de fricción cinética es La velocidad del bloque es 3 = 1.4 m/s en C. El bloque se mueve hasta D, donde se detiene. En la Figura 7.4, la compresión inicial del resorte, en cm, corresponde a: A) 5.0 B) 1.2 C) 2.8 D) 4.4 E) ) Cuál, si la hay, de las oraciones siguientes relativas al trabajo realizado por una fuerza conservativa no es verdadera?. A) Es independiente de la trayectoria del cuerpo y depende unicamente de los puntos de inicio y final. B) Cuando los puntos de inicio y final son los mismos, el trabajo total es igual a cero. C) Es reversible D) Siempre puede expresarse como la diferencia entre los valores iniciales y finales de una función de la energía potencial. E) Todas las oraciones dichas anteriormente son verdaderas. 20)

7 Figura 7.8 Un bloque de 2.5 kg, que se desliza sobre una superficie rugosa, tiene una velocidad de 1.2 m/s cuando hace contacto con un resorte. El bloque llega a detenerse momentáneamente cuando la compresión del resorte es de 5.0 cm. El trabajo efectuado por la fricción, desde el instante en que el bloque hace contacto con el resorte hasta que llega a detenerse momentáneamente, es de J. 21) En la Figura 7.8, la constante de fuerza del resorte corresponde a: 21) A) 990 N/m B) 840 N/m C) 890 N/m D) 1040 N/m E) 940 N/m 22) Cuál de las oraciones siguientes es exacta? 22) A) La energía total siempre es positiva. B) La energía cinética siempre es positiva. C) La energía potencial siempre es positiva. D) Ninguna de estas es verdadera. E) Más de una de estas es verdadera Figura ) En la Figura 7.9, se presenta una gráfica de energía potencial contra posición para una partícula que se mueve en línea recta. A partir de esta curva, para la región que se muestra, deducimos que: A) la fuerza sobre la partícula sería mayor cuando la partícula está cerca del punto D. B) esto no podría representar una situación física real, ya que el gráfico muestra que la energía potencial se vuelve negativa, lo que físicamente no es factible. C) para un valor dado de x, la partícula puede tener una energía total que está por encima o por debajo del valor dado por la curva en aquel punto. D) hay tres posiciones de equilibrio estable. E) la fuerza sobre la partícula sería más fuerte cuando la partícula es cercana al orígen. 24) La constante de fuerza de un resorte es 600 N/m y la longitud natural es de 0.56 m. Un bloque de 3.0 kg está suspendido del resorte. Una fuerza externa jala ligeramente al bloque hacia abajo, hasta que el resorte se ha estirado una longitud de 0.67 m. Entonces se retira la fuerza externa, y el bloque sube. En esta situación, la fuerza externa sobre el bloque antes de ser removida corresponde a: A) 38 N B) 374 N C) 122 N D) 290 N E) 206 N 23) 24)

8 25) Una pelota de masa m está suspendida de una cuerda de longitud R. La pelota se pone en movimiento circular libre de oscilación en un plano vertical. La aceleración centrípeta de la pelota en la parte superior del círculo es de 4 g. La aceleración centrípeta de la pelota en la parte inferior del círculo corresponde a: A) 7 g B) 6 g C) 10 g D) 9 g E) 8 g 25) Figura ) En la Figura 7.3, un carro de carreras de juguete de masa m es liberado desde el reposo sobre una pista de dos rizos. Si es lanzado desde una altura 2R sobre el piso, que tan alto estará sobre el piso cuando abandone la pista, sin tomar en cuenta la fricción?. A) 2.00 R B) 1.50 R C) 1.67 R D) 1.33 R E) 1.25 R 26) 27) Cuando hablamos de una fuerza conservativa, que es lo que está siendo "conservado". 27) A) La energía mecánica total B) La energía cinética C) La energía potencial D) La fuerza E) El momento lineal 28) Figura La constante de fuerza de un resorte es de 800 N/m y su longitud natural es de 20 cm. El resorte es colocado dentro de un tubo liso que tiene 20 cm de alto ( Figura a). Un disco de 0.63 kg es Un disco baja sobre el resorte (Figura b). Una fuerza externa empuja al disco más lejos hacia abajo, hasta que el resorte tiene 8.0 cm de largo (Figura c). Es retirada la fuerza externa, el disco es disparado hacia arriba y sale del tubo (Figura d). 28) 20 cm 8.0 cm En la Figura 7.7.2, la energía potencial elástica del resorte en la Figura C corresponde a: A) 1.9 J B) 5.8 J C) 3.2 J D) 3.8 J E) 4.5 J