CAPÍTULO 7 - 8 - Ejercicios: Energía Potencial y Conservación de la Energía

Un bloque de 2.00 kg se empuja contra un resorte de masa despreciable y constante de fuerza k = 400 N/m, comprimiéndolo 0.220 m. Al soltarse el bloque, se mueve por una superficie sin fricción que primero es horizontal y luego sube a 37.0° (figura P7.42). a) ¿Qué rapidez tiene el bloque al deslizarse sobre la superficie horizontal des- pués de separarse del resorte? b) ¿Qué altura sobre el plano inclinado alcanza el bloque antes de detenerse y regresar?

Un bloque de 2.8 kg que se desliza remonta la colina lisa, cubierta de hielo, de la figura P7.50. La cima de la colina es horizontal y está 70 m más arriba que su base. ¿Qué rapidez mínima debe tener el bloque en la base de la colina para no quedar atrapado en el foso al otro lado de la colina?

Un sistema que consta de dos cubetas de pintura conectadas por una cuerda ligera se suelta del reposo con la cubeta de pintura de 12.0 kg a 2.00 m sobre el piso (figura P7.55). Use el principio de con- servación de la energía para calcular la rapidez con que esta cubeta golpea el piso. Puede ignorar la fricción y la masa de la polea.

Una papa de 0.300 kg está atada a un hilo de 2.50 m, y el otro extremo está atado a un soporte rígido. La papa se sostiene con el hilo tensado horizontalmente y se suelta. a) ¿Qué rapidez tiene la papa en el punto más bajo de su movimiento? b) ¿Qué tensión hay en el hilo en ese punto?

Una esquiadora comienza su recorrido en la partesuperior de una enorme bola de nieve sin fricción, con rapidez inicial muy pequeña, y baja esquiando por el costado (figuraP7.63). ¿En qué punto pierde ella contacto con la bola de nieve y sigue una trayectoria tangencial? a Es decir, en el instante en que ella 

pierde contacto con la nieve, ¿qué ángulo a forma con la vertical una línea radial que va del centro de la bola a la esquiadora?

Un trineo junto con su pasajero que tienen una masa combinada de 125 kg viaja sobre la superficie cubierta de hielo de una co- lina perfectamente lisa, como se muestra en la figura P7.68. ¿A qué distancia del pie del risco aterriza el trineo?

Un bloque de madera con masa de 1.50 kg se coloca contra un resorte comprimido en la base de una pendiente de 30.0° (punto A). Al soltarse el resorte, el bloque sube por la pendiente. En el punto B, 6.00 m pendiente arriba de A, el bloque tiene una rapidez de 7.00 m/s dirigida pendiente arriba y ya no está en contacto con el resorte. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la pendiente es u= 0.50 m. La masa del resorte es despreciable. Calcule la energía potencial alma- cenada inicialmente en el resorte