Ejercicios: Trabajo y calor como transferencias de energía

En el Sistema Internacional, tanto el trabajo como el calor se miden en julios ($\text{J}$), la misma unidad que la energía. Explica con tus palabras por qué tiene sentido que las tres cosas compartan unidad.

El trabajo que realiza una fuerza constante que empuja un cuerpo en la dirección del movimiento se calcula con $W = F \cdot d$, donde $d$ es la distancia recorrida. En el supermercado, Noa empuja el carrito con una fuerza de $20\ \text{N}$ a lo largo de $5\ \text{m}$ por el pasillo, como se muestra en la figura.

1. a) Calcula el trabajo que ha realizado.
2. b) ¿En qué se ha convertido principalmente ese trabajo si el carrito va cada vez más deprisa?

Un montacargas de obra sube una caja de herramientas tirando del cable con una fuerza de $250\ \text{N}$ durante $6\ \text{m}$ de ascenso, como se muestra en la figura.

1. a) Calcula el trabajo realizado por el montacargas con $W = F \cdot d$.
2. b) ¿Qué le ha ocurrido a la energía de la caja al ganar ese trabajo?

En una obra hay dos grúas: la grúa A sube una viga tirando con $400\ \text{N}$ durante $3\ \text{m}$ y la grúa B sube un saco de cemento tirando con $250\ \text{N}$ durante $5\ \text{m}$.

1. a) Calcula el trabajo de cada grúa.
2. b) ¿Cuál de las dos ha transferido más energía? Comenta si la grúa que tira con más fuerza es también la que más trabajo hace.

En el gimnasio, Héctor levanta una pesa de $20\ \text{kg}$, cuyo peso es de unos $200\ \text{N}$ (toma $g = 10\ \text{m/s}^2$), desde el suelo hasta $1,5\ \text{m}$ de altura.

1. a) Calcula el trabajo que realiza en cada levantamiento.
2. b) ¿Cuánto trabajo acumula en una serie de $12$ levantamientos?
3. c) ¿De dónde sale la energía que Héctor transfiere a la pesa?