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WorksheetsTEMA 5 TRABAJO, ENERGÍA Y ENERGÍA MECÁNICA
Total questions: 60
Worksheet time: 45mins
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1.
¿Qué establece el Principio de conservación de la energía mecánica en un sistema sin fuerzas no conservativas?
a)
La energía total del sistema disminuye con el tiempo.
b)
La suma de energía cinética y potencial se mantiene constante si no actúan fuerzas disipativas.
c)
La energía potencial se transforma en calor en presencia de rozamiento.
d)
La energía mecánica siempre aumenta debido a la acción de fuerzas externas.
2.
¿Cómo se define la energía potencial gravitatoria para un cuerpo respecto a un nivel de referencia?
a)
Como la energía almacenada debido a la posición del cuerpo en un campo gravitatorio, proporcional a su altura.
b)
Como la energía relacionada con el movimiento del cuerpo en el campo gravitacional.
c)
Como la energía generada únicamente por la elasticidad del sistema.
d)
Como la energía que se pierde en forma de calor cuando un cuerpo cae.
3.
Según Young y Freedman, ¿qué caracteriza a la potencia en un sistema físico?
a)
Es una cantidad vectorial que mide la rapidez con la que se realiza trabajo.
b)
Es una cantidad escalar que mide la rapidez con la que se realiza trabajo en un sistema.
c)
Es la capacidad de un sistema para almacenar energía potencial.
d)
Es el trabajo total realizado en un intervalo de tiempo, sin importar la rapidez.
4.
¿Qué indica la diferencia entre trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas?
a)
Solo las fuerzas no conservativas producen cambios en la energía mecánica total del sistema.
b)
El trabajo de fuerzas conservativas siempre es positivo.
c)
El trabajo de fuerzas no conservativas puede disipar energía en forma de calor, alterando la energía mecánica total.
d)
La energía total del sistema aumenta cuando actúan fuerzas no conservativas.
5.
¿En qué consiste la energía mecánica en un sistema según Hewitt y Freedman?
a)
Solo en la energía potencial de un sistema en reposo.
b)
En la suma de la energía cinética y la energía potencial (gravitatoria o elástica).
c)
En la energía que se pierde por efecto de fuerzas disipativas.
d)
En la energía almacenada exclusivamente en los resortes elásticos.
6.
¿Cuál es la unidad del Sistema Internacional (SI) en la que se expresa la energía?
a)
Newton (N)
b)
Joule (J)
c)
Watt (W)
d)
Kilogramo (kg)
7.
De acuerdo con la definición de energía, ¿qué caracteriza a la energía mecánica en un sistema?
a)
Es una magnitud que solo depende de la velocidad del sistema.
b)
Es una magnitud que solo depende de la posición del sistema.
c)
Es la suma de las energías cinética y potencial, y se conserva si no hay fuerzas disipativas.
d)
Es la diferencia entre la energía potencial y la energía cinética del sistema.
8.
¿Qué establece la definición de energía potencial como la energía asociada a la posición de un sistema?
a)
Solo puede realizar trabajo si el sistema está en movimiento.
b)
Es independiente de la posición en un campo gravitatorio o en resortes.
c)
Es la energía almacenada en un sistema debido a su posición o deformación, relacionada con fuerzas conservativas.
d)
Se disipa en forma de calor cuando el sistema cambia de posición.
9.
¿Cuál es la contribución principal del trabajo en la conservación de la energía en un sistema mecánico?
a)
La conversión de energía cinética en energía potencial en presencia de fuerzas disipativas.
b)
La transferencia de energía entre diferentes componentes sin pérdida neta si no hay fuerzas no conservativas.
c)
La generación de calor y otras formas de energía en procesos irreversibles.
d)
La disminución de energía total a medida que el sistema realiza trabajo.
10.
Un sistema de masas está en reposo en una posición donde la energía potencial gravitatoria promedio es 50 J. Si la masa se eleva a una altura adicional, duplicando su energía potencial, ¿cuál será el valor de la energía potencial en esa nueva posición?
a)
25 J
b)
50 J
c)
100 J
d)
150 J
11.
¿Cuál es la principal característica de las fuerzas conservativas en un sistema físico?
a)
La energía mecánica total siempre se conserva en presencia de estas fuerzas.
b)
Su trabajo depende de la trayectoria seguida y en un circuito cierra un trabajo distinto de cero.
c)
Desarrollan un trabajo independiente de la trayectoria y en una trayectoria cerrada su trabajo es cero.
d)
La energía potencial que generan no depende de la posición del sistema.
12.
¿Qué diferencia fundamental existe entre las fuerzas conservativas y las fuerzas no conservativas?
a)
Las fuerzas conservativas siempre disipan energía en forma de calor, mientras que las no conservativas no.
b)
Las fuerzas no conservativas dependen de la trayectoria y pueden disipar energía, mientras que las conservativas no.
c)
Las fuerzas conservativas producen trabajo que depende de la trayectoria.
d)
En presencia de fuerzas no conservativas, la energía mecánica total se mantiene constante.
13.
Según la ley del trabajo y la energía, ¿qué relación existe entre el trabajo neto realizado sobre un cuerpo y su energía cinética?
a)
El trabajo neto es igual a la variación de la energía potencial del sistema.
b)
El trabajo neto realizado es directamente proporcional a la masa del cuerpo.
c)
El trabajo neto es igual a la variación de la energía cinética del cuerpo.
d)
El trabajo neto y la energía cinética no tienen relación en sistemas aislados.
14.
¿Qué condición se cumple en un sistema cuando la energía mecánica total se conserva?
a)
Cuando solo actúan fuerzas no conservativas.
b)
Cuando el trabajo de las fuerzas no conservativas es igual a la variación de energía potencial.
c)
Cuando no hay fuerzas no conservativas actuando o su trabajo es cero.
d)
Cuando solo se consideran fuerzas externas.
15.
¿Cuál es la expresión de la energía potencial gravitatoria de un cuerpo respecto de un nivel de referencia?
a)
EP = ½mv²
b)
EP = mgh
c)
EP = mgh²
d)
EP = mvh
16.
¿De qué forma se expresa la energía potencial elástica en un sistema que involucra un resorte?
a)
EPE = ½kx²
b)
EPE = kx
c)
EPE = 2k·x²
d)
B y C son correctas dependiendo del contexto.
17.
Un cuerpo de 4 kg es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 15 m/s. ¿Cuál será la velocidad justo antes de llegar a la altura máxima?
a)
0 m/s
b)
15 m/s
c)
30 m/s
d)
7,5 m/s
18.
Un sistema realiza un trabajo neto de 150 J en desplazarse, y su energía cinética en el punto final es de 200 J. Si la energía cinética inicial era 50 J, ¿cuál fue la variación de energía potencial en el sistema?
a)
0 J
b)
100 J
c)
200 J
d)
-100 J
19.
¿En qué condiciones el trabajo realizado por fuerzas conservativas en una trayectoria cerrada es diferente de cero?
a)
Cuando no hay fuerzas no conservativas actuando.
b)
Cuando actúan fuerzas no conservativas que disipen energía.
c)
Cuando el sistema está en equilibrio.
d)
Cuando la energía potencial máxima se alcanza en toda la trayectoria.
20.
¿Cuál es la relación entre el trabajo de una fuerza y su dependencia con la trayectoria en sistemas donde actúan fuerzas no conservativas?
a)
El trabajo es independiente de la trayectoria.
b)
El trabajo depende de la trayectoria seguida y puede variar.
c)
El trabajo siempre es negativo en estas situaciones.
d)
El trabajo no influye en la energía mecánica del sistema.
21.
¿Qué caracteriza a las fuerzas conservativas en términos del trabajo realizado y la energía mecánica en un sistema?
a)
Desarrollan trabajo dependiente de la trayectoria y conservan la energía mecánica en trayectorias cerradas.
b)
Desarrollan trabajo independientemente de la trayectoria y no conservan la energía mecánica en trayectorias cerradas.
c)
Desarrollan trabajo independiente de la trayectoria y en trayectorias cerradas el trabajo es cero, conservando la energía mecánica.
d)
No realizan trabajo y siempre disminuyen la energía mecánica del sistema.
22.
¿En qué consiste el principio de conservación de la energía mecánica en presencia de fuerzas no conservativas?
a)
La energía mecánica total se mantiene constante si las fuerzas no conservativas realizan trabajo.
b)
La energía mecánica total puede variar, y su cambio es igual al trabajo de las fuerzas no conservativas.
c)
La energía potencial elimina las fuerzas no conservativas del sistema.
d)
La energía cinética se conserva siempre, independientemente de las fuerzas no conservativas.
23.
¿Cuál es la definición de potencia instantánea en un sistema mecánico?
a)
La cantidad de trabajo realizado en un intervalo de tiempo.
b)
La rapidez con la cual se realiza un trabajo en un momento específico.
c)
La energía total transferida a un cuerpo en un instante dado.
d)
La tasa de cambio de energía potencial en un sistema.
24.
¿Qué relación expresa el trabajo neto realizado sobre un cuerpo en términos de su energía cinética?
a)
El trabajo neto es igual a la suma de las energías cinéticas en los puntos inicial y final.
b)
El trabajo neto es la diferencia entre la energía potencial gravitatoria y la energía cinética.
c)
El trabajo neto es igual a la variación de la energía cinética entre dos puntos de la trayectoria.
d)
El trabajo neto siempre es cero en sistemas con fuerzas no conservativas.
25.
¿Cómo se define la energía mecánica total en un sistema que tiene energía cinética, potencial gravitatoria y potencial elástica?
a)
Solo la suma de la energía cinética y la energía potencial gravitatoria.
b)
La suma de la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica.
c)
La energía cinética menos la energía potencial total.
d)
La energía potencial gravitatoria únicamente, en sistemas sin elasticidad.
26.
¿A qué tipos de fuerzas se les atribuye el carácter disipativo, y qué efecto tiene en la energía mecánica del sistema?
a)
A las fuerzas conservativas, que mantienen constante la energía mecánica.
b)
A las fuerzas no conservativas, que provocan la disipación de energía en forma de calor.
c)
A las fuerzas que sólo realizan trabajo en trayectorias cerradas.
d)
A las fuerzas elásticas, que aumentan la energía mecánica en el sistema.
27.
Un cuerpo de 4 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una rapidez inicial de 15 m/s. ¿Cuál es su altura máxima alcanzada, considerando g = 10 m/s², y sin pérdidas de energía?
a)
11,25 m
b)
15 m
c)
9 m
d)
22,5 m
28.
En un sistema en el que se realiza un trabajo neto de 150 J, y la energía cinética pasa de 30 J a 180 J, ¿cuál fue el trabajo realizado por fuerzas no conservativas?
a)
30 J
b)
150 J
c)
120 J
d)
180 J
29.
¿Cuál es la relación entre el trabajo realizado por fuerzas conservativas y la energía potencial en un sistema?
a)
El trabajo realizado por fuerzas conservativas siempre aumenta la energía cinética.
b)
El trabajo realizado por fuerzas conservativas equivale a la disminución o aumento de la energía potencial.
c)
El trabajo de fuerzas conservativas no afecta la energía potencial, solo la energía cinética.
d)
El trabajo de fuerzas conservativas no depende del desplazamiento.
30.
¿Qué unidades de medida se utilizan para expresar la potencia, y cuál es su equivalencia en vatios?
a)
Horse Power (HP) y kilowatt-hora (kWh); 1 HP = 746 W, y 1 kWh = 3,6 × 10^6 J.
b)
Solo en julios por segundo (J/s).
c)
Newton-metro por segundo (Nm/s).
d)
Watt (W), equivalente a J/s.
31.
¿Cuál es la definición de potencia en el contexto de física mecánica?
a)
La cantidad de trabajo realizado en un intervalo de tiempo.
b)
La rapidez con la que se realiza trabajo, siendo una cantidad escalar.
c)
La energía requerida para mover un cuerpo en una distancia determinada.
d)
La fuerza necesaria para mantener un movimiento constante en línea recta.
32.
¿Qué fuerza, entre las siguientes, se considera conservativa en el análisis de energía mecánica?
a)
El rozamiento.
b)
La fuerza de fricción en movimiento.
c)
La fuerza de gravedad.
d)
La fuerza aplicada por un empujón externo no constante.
33.
¿En qué situaciones la energía mecánica de un sistema no se conserva, según el contenido del PDF?
a)
Cuando solo actúan fuerzas conservativas.
b)
Cuando actúan fuerzas no conservativas, como la fricción.
c)
Cuando el sistema está en equilibrio.
d)
Cuando las fuerzas netas en el sistema son iguales a cero.
34.
Según el teorema del trabajo neto y la energía cinética, ¿qué indica un trabajo neto positivo realizado sobre un cuerpo?
a)
El cuerpo desacelera.
b)
El cuerpo mantiene su velocidad constante.
c)
El cuerpo acelera y aumenta su energía cinética.
d)
La energía potencial del cuerpo disminuye.
35.
¿A qué se refiere la energía potencial en el contexto de fuerzas conservativas?
a)
La energía asociada al movimiento del cuerpo.
b)
La energía almacenada en un sistema debido a su posición o deformación.
c)
La energía que se disipa en forma de calor por efecto de fuerzas no conservativas.
d)
La energía generada por fuerzas externas que realizan trabajo en un sistema.
36.
En un sistema bajo fuerzas conservativas, ¿qué sucede en una trayectoria cerrada respecto al trabajo realizado por dichas fuerzas?
a)
El trabajo total es positivo en toda la trayectoria.
b)
El trabajo total es negativo en toda la trayectoria.
c)
El trabajo realizado es igual a la variación de energía potencial y, en cierre, es cero.
d)
El trabajo realizado en una trayectoria cerrada es igual al trabajo hecho por fuerzas no conservativas.
37.
Un cuerpo de 4 kg es lanzado con una velocidad inicial de 15 m/s. ¿Cuál será su energía cinética inicial?
a)
450 J
b)
225 J
c)
900 J
d)
150 J
38.
Una bomba hidráulica eleva 4,8 kg de agua a una altura de 10 metros en 60 segundos. ¿Cuál es la potencia mecánica media desarrollada por la bomba?
a)
8 W
b)
6 W
c)
13 W
d)
5 W
39.
¿De qué manera influye la presencia de fuerzas no conservativas en la conservación de la energía en un sistema físico?
a)
Incrementa la energía mecánica.
b)
Disipa energía en forma de calor, por lo que la energía mecánica total no se conserva.
c)
Solo afecta la energía potencial, sin modificar la energía cinética.
d)
No tiene ninguna influencia sobre la energía mecánica total.
40.
¿Cuál es la relación entre el trabajo realizado por una fuerza y el cambio en la energía cinética de un cuerpo?
a)
El trabajo realizado es independiente de la variación en la energía cinética.
b)
El trabajo neto realizado sobre un cuerpo es igual a la variación en su energía cinética.
c)
La energía cinética solo depende de la masa y la velocidad, sin relación con el trabajo.
d)
Un trabajo negativo siempre aumenta la energía cinética del cuerpo.
41.
¿Cuál es la unidad de medida de la energía en el Sistema Internacional (SI)?
a)
Newton
b)
Joule
c)
Watt
d)
Pascal
42.
¿Qué relación hay entre trabajo, fuerza y desplazamiento?
a)
Trabajo = Fuerza × Aceleración
b)
Trabajo = Masa × Aceleración
c)
Trabajo = Fuerza × Desplazamiento × cos(θ)
d)
Trabajo = Fuerza ÷ Tiempo
43.
¿Cuál de los siguientes elementos no afecta el valor de la energía cinética?
a)
Velocidad
b)
Masa
c)
Altura
d)
Movimiento
44.
¿Qué ocurre con la energía mecánica si solo actúan fuerzas conservativas?
a)
Disminuye gradualmente
b)
Aumenta con el tiempo
c)
Se mantiene constante
d)
Se convierte completamente en calor
45.
¿Qué tipo de energía posee un objeto comprimido en un resorte?
a)
Energía cinética
b)
Energía potencial gravitatoria
c)
Energía potencial elástica
d)
Energía química
46.
Si un cuerpo se desplaza sin fricción, ¿qué sucede con su energía mecánica?
a)
Aumenta
b)
Disminuye
c)
Permanece constante
d)
Se transforma en energía sonora
47.
¿Qué representa el área bajo la curva de una gráfica Fuerza vs. desplazamiento?
a)
Energía cinética
b)
Energía potencial
c)
Trabajo
d)
Potencia
48.
¿Qué condición debe cumplirse para que una fuerza sea considerada conservativa?
a)
El trabajo depende de la trayectoria
b)
Su trabajo total en una trayectoria cerrada es cero
c)
Solo actúa sobre cuerpos en reposo
d)
Genera calor al actuar
49.
¿Cuál es la energía de un cuerpo de 2 kg que cae desde una altura de 5 m? (g=10 m/s²)
a)
10 J
b)
50 J
c)
100 J
d)
5 J
50.
Si un cuerpo cae libremente desde 20 m de altura, ¿qué tipo de energía tiene justo antes de tocar el suelo?
a)
Toda energía cinética
b)
Toda energía potencial
c)
Energía potencial y térmica
d)
Solo energía térmica
51.
¿Cuál es la expresión correcta para la potencia media?
a)
P = F·d
b)
P = mgh / t
c)
P = W / t
d)
P = Ek / t²
52.
¿Qué sucede con la energía potencial de un objeto cuando se eleva a una mayor altura?
a)
Disminuye
b)
Aumenta
c)
Se convierte en energía térmica
d)
Permanece constante
53.
Un bloque de 10 kg se desliza sin fricción por una pendiente y gana 400 J de energía cinética. ¿Qué trabajo se realizó sobre él?
a)
100 J
b)
200 J
c)
400 J
d)
0 J
54.
¿Cuándo una fuerza realiza trabajo nulo sobre un cuerpo?
a)
Cuando actúa en sentido contrario al movimiento
b)
Cuando no hay desplazamiento
c)
Cuando el cuerpo acelera
d)
Cuando el cuerpo está en caída libre
55.
Un objeto en caída libre parte del reposo. ¿Cómo varía su energía mecánica total?
a)
Aumenta
b)
Disminuye
c)
Permanece constante
d)
Depende del peso
56.
Si un resorte con constante k = 200 N/m se comprime 0,2 m, ¿cuánta energía almacena?
a)
4 J
b)
8 J
c)
2 J
d)
20 J
57.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe una fuerza no conservativa?
a)
No disipa energía
b)
Conserva la energía mecánica total
c)
Realiza trabajo dependiente de la trayectoria
d)
Realiza trabajo nulo en trayectorias cerradas
58.
Un cuerpo de 2 kg se mueve a 10 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
a)
10 J
b)
100 J
c)
20 J
d)
200 J
59.
Un motor realiza 3000 J de trabajo en 60 s. ¿Cuál es su potencia?
a)
60 W
b)
30 W
c)
50 W
d)
100 W
60.
¿Cuál es el efecto de la fricción sobre un objeto que se mueve?
a)
Aumenta su energía mecánica
b)
Mantiene constante su energía cinética
c)
Disipa parte de su energía en forma de calor
d)
Genera más energía potencial
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