600 J

Un pozo tiene una profundidad de 10 m desde la superficie hasta el nivel del agua que contiene. Si la magnitud de la aceleración de gravedad es  10ms2 , ¿cuál es el trabajo mínimo que se debe realizar para subir un balde de 1 kg que contiene 5 kg de agua, desde el nivel del agua dentro del pozo hasta la superficie?
DEMRE / Universidad de Chile (2020). Modelo de Prueba de Ciencias Física.

Habilidades Científicas

Un pozo tiene una profundidad de 10 m desde la superficie ha...

Para resolver correctamente esta pregunta se debe aplicar el teorema del trabajo y la energía, con el objetivo de determinar el trabajo mínimo que se necesita para trasladar un balde con agua una cierta distancia.
En el enunciado de la pregunta se afirma que se traslada un balde con agua, de masa total conocida, desde la superficie del agua contenida en un pozo hasta 10 m por sobre dicha superficie.
Para determinar el trabajo mínimo necesario para subir el balde con agua, se requiere que la variación de energía cinética sea nula durante el desplazamiento que experimenta, ya que de lo contrario se realizará trabajo mecánico adicional para cambiar su velocidad. Como consecuencia de esto, el trabajo neto WN realizado sobre el balde con agua es nulo, de modo que el trabajo W debido a la fuerza aplicada para subir el balde es equivalente al trabajo realizado por su peso. Entonces, dado que el trabajo realizado por una fuerza se obtiene del producto entre esta y el desplazamiento vertical d del balde con agua, se tiene que:
WN = m⋅g⋅d - W
y como se había establecido que WN=0,
W = m⋅g⋅d
considerando los datos proporcionados en la pregunta,
W = 6 kg ⋅ 10ms2 ⋅ 10m
W=600 J
Por lo tanto, el trabajo mínimo para subir el balde con agua por el interior del pozo es 600 J, siendo E) la respuesta correcta de la pregunta.

Preguntas de Habilidades Científicas de la Prueba de Transición, DEMRE

Pregunta de Habilidades Científicas

Respuesta correcta:

Agregar Explicación

¡Sé el primero en resolver este ejercicio!

Mejora tu última nota en el simulador