Exercicis 1

1. Calcula el treball necessari per elevar 12 m un ascensor que té una massa de 1.400 kg.

2. Expressa la potència d’un motor de 5 CV en kW .

3. Quina és la potència en CV que ha de desenvolupar el motor d’un cotxe, si per mantenir-lo a la velocitat de 90 km/h és necessari aplicar una força de 1.000 N.

4. Una grua en construcció té aixecat un cos que té una massa de 100 kg a 32 m del terra. En un moment determinat es trenca el cable i el cos cau. Calcula la velocitat i l’energia mecànica del cos, quan està a 10 m del terra. (suposem que el fregament de l’aire és nul).

5. Des de dalt de tot d’un edifici de 30 m deixem caure un cos de massa 50 g que arriba a terra a una velocitat de 20 m/s. Quina és l’energia que s’ha dissipat per fregament amb l’aire?

6. Llancem des de terra verticalment cap amunt, amb una velocitat de 15 m/s, una pedra de massa 1 kg. Si es menysprea la força de fregament de l’aire, calcula:

a) A quina alçada arribarà i quina energia potencial adquirirà.

b) L’alçada a què es trobarà quan la seva velocitat sigui de 8 m/s.

c) L’energia cinètica i potencial en aquest punt.

7. Una bombeta de 100 W està encesa durant tot un dia. Quina serà l'energia consumida? (Sol. 8,64x10^6 J)

8. Una estufa de 2.000 w està en funcionament durant 4 hores. Quina energia ha consumit durant aquest període de temps? (Sol. 28,8x10^6 J)

9. Un coet de massa 0,5 kg es mou a una velocitat de 40 m/s, explota i es parteix en dos fragments, un de massa 0,35 kg que surt llançat a 70 m/s i l’altre que surt a 120 m/s. Quina energia han adquirit entre tots dos a causa de l’explosió?

10. Un automòbil de massa 1.000 kg es desplaça a una velocitat de 72 km/h. Quina quantitat de calor s’ha produït en els frens per reduir-ne la velocitat a 50 km/h? (Sol. 10.367,28 Joules)

11. Un motor elèctric de 15 CV treballa a plena potència durant 20 hores. Quant val l’energia elèctrica que consumeix si el preu d’1 Kwh és de 0,12 €? (Sol. 26,49 €)

12. Si el rendiment d'un motor és del 60 % i consumeix una potència d'1 kW, quan val la potència perduda? (Sol. 400 W)

13. Completeu la taula amb el símbol de la unitat corresponent i la seva equivalència en Joule.

14. Calculeu i completeu les equivalències següents, que en tot cas són treball o energia , i potència.

a) 50 kJ = J c) 10 CV = kW e) 1500W= CV

b) 100 Wh = J d) 8 kWh= kJ

15. Hem trigat un minut en aixecar una galleda amb 5 litres d'aigua des del terra fins a una alçada de 10 metres. Per fer-ho, hem exercit una força pràcticament igual al pes de l'aigua, perquè el pes de la galleda el considerem nul. Quant val el treball que hem fet? Quina ha estat la potència que hem desenvolupat.? (Sol. W=490,5 J; P=8,175 Watt)

16. Calculeu el treball per una força de 500 N, que incideix en un mòbil amb un angle de 45 graus si aquest es desplaça 100 metres. Que passaria si l'angle fos de 90 graus , i de 0 graus. (Sol. W45=35.355,34 J; W90=0J; W0=50.000 J)

17. Determineu la energia cinètica d'un cos de 50 kg que es mou a una velocitat de 10 km/h.(Sol. Ec=192,90 J)

18. Quina es la energia potencial d'una pedra de 2 kg situada a tres m d'alçada?. I la energia cinètica? (Sol. Ep=58,86 J; Ec=0 J)

19. Un motor ha consumit una energia de 15 kJ per realitzar un treball efectiu de 10 kJ. Quan val el rendiment del sistema? (Sol. 66,66%)

20. Un motor elèctric, que té un rendiment d'un 40%, produeix un treball de 250 kJ. Quan val l'energia elèctrica consumida pel motor? (Sol. 625 W)

21. Calcula la potència, en CV, proporcionada per la línia elèctrica, a un motor de rendiment 0,9 que ens dóna una potència a l’eix de 3.312 W. (Sol. 5 Cv)

22. Calcula la potència que subministra una central hidroelèctrica, que aprofita l’energia d’un salt d’aigua de 50 m d’alçada amb un cabal de 5 m3/s, si el rendiment del grup turboalternador és d’un 76% (1 m3 equival a 1.000 kg).( Sol. 1.863.900 W)