Parciales Finales y Libres

5/26/2018 Parciales Finales y Libres

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Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica NacionalFacultad Regional La PlataFacultad Regional La PlataFacultad Regional La PlataFacultad Regional La Plata

DepartDepartDepartDepartamento de Ciencias Bsicasamento de Ciencias Bsicasamento de Ciencias Bsicasamento de Ciencias BsicasUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica Fsica

Ctedra:Ctedra:Ctedra:Ctedra: Fsica Fsica Fsica Fsica

Alumno:

Especialidad:Legajo N 05-

La Plata, 6 de Agosto de 2007

Final de Fsica I

1 2 3 Teora

Calificacin:

1 Una persona sobre la parte superior de una roca hemisfrica de radio R = 9,8m patea una pelota (inicialmente en reposo en la

parte superior de la roca) de manera que su velo-cidad inicial es horizontal como en la figura.a) Cul debe ser la velocidad inicial mnima si lapelota no tocara la roca despus de patearla?b) Con esta velocidad inicial, a qu distancia de labase de la roca la pelota golpear el suelo?

2 Dos discos de un juego de mesa de igual masa, uno naranja y el otro amarillo,

sufren una colisin indirecta perfectamente elstica. El disco amarillo est inicial-mente en reposo y es golpeado por el disco naranja que se mueve con una velo-cidad de 5,00 m/s. Despus del choque el disco naranja se mueve por una direc-cin que forma un ngulo de 37 con su direccin inicial de movimiento, y la velo-cidad del disco amarillo es perpendicular a la del disco naranja (despus del cho-que).a) Determine la velocidad final de cada disco.b) Evaluar las Energas Mecnicas inicial y final del sistema.c) Qu puede decir del trabajo de las fuerzas exteriores?

3 En el sistema representado en la figura, lamasa M del cilindro es de 1,00 kg, y R = 0,20 m,la masa m del cuerpo suspendido de 0,2 kg. Lapolea es ideal. Calcular la aceleracin lineal dela masa m, la aceleracin angular del cilindro M,y la tensin en la cuerda.

m

M R


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Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica Nacional Universidad Tecnolgica NacionalFacultad Regional La PlataFacultad Regional La PlataFacultad Regional La PlataFacultad Regional La Plata

Departamento de Ciencias BsicasDepartamento de Ciencias BsicasDepartamento de Ciencias BsicasDepartamento de Ciencias BsicasUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica FsicaUnidad Docente Bsica Fsica

Ctedra:Ctedra:Ctedra:Ctedra: Fsica Fsica Fsica Fsica

Alumno:

Especialidad:Legajo N 05-

La Plata, 18 de Agosto de 2007

Final de Fsica I

1 2 Teora

Calificacin:

1 Dos discos de un juego de mesa de igual masa, uno naranja y el otro amarillo,

sufren una colisin indirecta perfectamente elstica. El disco amarillo est inicial-mente en reposo y es golpeado por el disco naranja que se mueve con una velo-cidad de 5,00 m/s. Despus del choque el disco naranja se mueve por una direc-cin que forma un ngulo de 37 con su direccin inicial de movimiento, y la velo-cidad del disco amarillo es perpendicular a la del disco naranja (despus del cho-que).a) Determine la velocidad final de cada disco.b) Evaluar las Energas Mecnicas inicial y final del sistema.c) Qu puede decir del trabajo de las fuerzas exteriores?

2 En la figura se ve un bloque de 10,0 kg que se suelta desde el punto A. La pis-ta no ofrece friccin excepto en la parte BC; de 6,00 m de longitud. El bloque semueve hacia abajo por la pista, golpea un resorte de constante de fuerza k = 2250 N/m y lo comprime 0,30 m a partir de su posicin de equilibrio antes de que-dar momentneamente en reposo. Determine el coeficiente de friccin cintico

entre la superficieBC

y el bloque.


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Fsica (03) CBC U.B.A Pg. 1

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Fsica (03) Final: 01/03/02

Tema A (Cdigo:SQLRSRHM)

Problema 1: La cabina de un ascensor rpido, de 500 Kg. cuelga de un cable y est detenida en

planta baja. Comienza su ascenso con aceleracin constante, de modo que a los dos segundos departir recorri cinco metros. Desde ese punto frena con una aceleracin, tambin constante, de 2,5

m/s2, hasta que se detiene en el tercer piso. a) Hallar a qu altura de la planta baja est el tercer piso.b) Despreciando todo rozamiento, graficar, en funcin de tiempo, la fuerza Fy que ejerce el cableque sostiene la cabina, indicando sus valores, en el recorrido desde planta baja hasta el tercer piso.

Rta.: a) 10 m b)

F(N)

2 4 t(seg)

62503750

Problema 2: Dos cuerpos, A de 2 Kg. y B de 8 Kg. se mueven como indica la figura, siendo el

coeficiente de rozamiento entre A y el plano 0,3 (puede despreciarse el rozamiento entre B y elplano). La soga es inextensible y tanto la polea como la soga sonde masa despreciable. a) Calcular la aceleracin del sistemaformado por los dos cuerpos y la soga. b) Calcular el trabajo de la

fuerza peso del cuerpo A cuando ste se ha desplazado D (D = 2m). c) Si en el instante inicial la velocidad era de 2 m/s, calcular la

energa cintica que tiene el sistema formado por ambos cuerpos y la soga al cabo de 0,4 segundos.

Rta.: a) 3,12 m/s2 b) 24 J c) 52,7 J

Problema 3: Un cuerpo A de 2 Kg. que se mueve con velocidad de 5 m/s en la direccin y sentido

del vector r choca plsticamente con otro B de 6 Kg. que estaba enreposo. Refriendo las magnitudes vectoriales a dicho vector r,responda: a) Cul es la variacin de la cantidad de movimiento del

cuerpo B durante el choque? b) Cul es la variacin de energa cintica que experimenta el sistemaformado por ambos cuerpos debido al choque? c) Qu impulso recibi el cuerpo A durante el

choque?

Rta.: a) 7,5 Kg. m/s b) 18,75 J (pierde) c) 7.5 N.s

Pregunta 1: El grfico posicin tiempode la figura corresponde a una carrera entre dos ciclistas Ly M, de igual masa (con sus respectivas bicicletas) que corren hacia la meta que est en x = 0.

Entonces:

a) La velocidad de L es siempre mayor que la de Mb) Ambos estn frenando con igual aceleracin

c) Entre 0 y 15 segundos, L se desplaza ms que Md) La velocidad de L respecto a la de M es ceroe) Sobre M acta una fuerza resultante mayor que sobre L

f ) El corredor L gana la carrera

Rta.: d

Pregunta 2: Cuando una pelota describe un tiro oblicuo, despreciando rozamientos, se verifica que:

a) En el punto ms alto de la trayectoria su cantidad de movimiento es nula.b) Su energa mecnica en el punto ms alto de la trayectoria es igual a la mitad de la inicial

37 37

B ADvB

A B r

150

15

x(m)

t (s)

L

M


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c) Su energa mecnica al llegar al nivel de la partida es menor que al partir

d) En el punto ms alto de la trayectoria su aceleracin cambia de sentidoe) En el punto ms alto de la trayectoria su energa cintica es mnima pero no cerof ) En el punto ms alto de la trayectoria su energa cintica es cero

Rta.: e

Pregunta 3: Los pares de grficos siguientes representan, aproximadamente, la energa potencialgravitatoria Epg, la energa elstica Epe y la energa cintica Ec. De un sistema en funcin de lacoordenada x. El cuerpo parte del reposo. El resorte es ideal, su masa y elrozamiento son despreciables.

Qu grupo de tres grficos corresponde al sistema de la figura desde la posicin

x= 0, hasta que el resorte se comprime totalmente?

Epg

x

Epg

x

Epe

x

Epe

x

Ec

x

Ec

x

1

2

3

4

5

6

a) 1 3 5 b) 2 4 6 c) 2 3 6 d) 1 4 5 e) 1 3 6 f ) 2 3 5

Rta.: b

Pregunta 4: Dos cuerpos A y B unidos por sogas (inextensibles y de masas despreciables) giransiempre alineados con el clavo C sobre un plano horizontalcomo indica la figura, entonces:

a) A y B tienen igual aceleracin

b) La velocidad tangencial de A es mayor que la de Bc) La fuerza que ejerce la soga 1 sobre el clavo C es demayor intensidad que la fuerza que la soga 2 hace sobre A

d) La intensidad de la fuerza que hace la soga 1 sobre A es igual a la que ejerce la soga 2 sobre Be) Ambos cuerpos tienen la misma velocidad tangencial

f) La aceleracin de A es mayor que la de B.

Rta.: d

x0

C A B


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Fsica CBC 2000 Pg.1

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Ciudad Universitaria - Libre (Marzo): 2000

1) Un hombre tira desde una altura de 6 m unas manzanas. Otro hombre acostado sobre el piso a 8

m de la base del edificio dispara una flecha con velocidad suficiente para ensartarlas. Cual es la tg

del ngulo de disparo de la flecha?

2) La tensin de la cuerda entre los bloques 1 y 2 es de 50 N. La masa del bloque 1 es de 10 Kg. yla del bloque 2 es de 20 Kg. Averiguar el valor de la fuerza

1 230

3) Un colectivo avanza a 50 Km/h. Las gotas de lluvia golpean contra el vidrio frontal del colecti-vo formando un ngulo de 40 con la vertical. Cual es la velocidad de las gotas con respecto a latierra?.

4) Sabiendo que F1=100 N Cuales deben ser los valores de F2 y F3para que el barco se muevahacia la derecha con a= 1 m/s2

60

60

F1

F2

F3

5) Javier se mueve con MRU con |v| = 50Km/h. y Eugenio se mueve con MRU y |v| = 50 Km/h.

Se encuentran a las 4 hs. de marcha. Si Eugenio duplicara su v, a que distancia se encontraran?.

Respuestas:

1) Un hombre tira desde una altura de 6m una manzana, mientras que otro a 8m (horizontal) del

piso dispara una flecha que se clava en la fruta. Lo que de-bemos hallar es la tangente del ngulo de disparo. Estamosfrente a un problema de encuentro, por lo tanto, escribamos

la ecuacin horaria para cada uno (flecha y manzana).

Cada libre para la manzana, tiro oblicuo para la flecha.

2

2

1)(

2

2

1)(

)seg0)(10(seg)0(sen0

)seg0)(10(6

2

2

??????

???

ttvmy

tmy

seg

mofle

seg

mman

Como no tenemos la velocidad inicial, debemos hallarla utilizando la distancia (alcance):

8 m = vocos ? (t 0 seg.)

seg)0(cos

m8

??

??

t

vo


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Fsica CBC 2000 Pg.2


Reemplacemos: 2212

21

)( )10(senm.8)10(.sen.cos

m80

22 ttt

tmy

seg

m

seg

mfle ?????

???

Igualamos las ecuaciones horarias para poder averiguar la tangente del ngulo:

2212

21 )10(sen

cosm8)10(6

22 ttm

seg

m

seg

m??

???

?? tg.8m6

4

3tgtg

8

6?????

2) Sabemos que la tensin de la cuerda entre los dos bloques es de 50 N y conocemos la masa deambos bloques. Nos conviene hacer un diagrama de cuerpo libre para cada uno (como ejemplo aquest el del cuerpo 2, t debes hacer el del cuerpo 1):

Ejexcuerpo 2: Fx T = m2. a(para cada uno de los cuerpos)

Ejexcuerpo 1: T = m1. a ? a= T / m1= 50 N/ 10 Kg. ? a= 5 m/seg.

Ahora podemos trabajar con el cuerpo 2 para hallar el valor de la fuerza.Reemplazamos los valores que ya sabemos y despejamos.

F . cos 30 50 N = 5 m/seg. 20 Kg. ? F = (50 N + 100 N)/ cos 30 ? F = 173,2 N

3) Es un movimiento relativo que conviene analizarlo vectorialmente. S que instintivamente unointenta buscar la velocidad de la gota, pero para el problema

esta velocidad (respecto al suelo) no nos interesa, slo respectoal colectivo. Y el colectivo se est moviendo 50 Km/h de ma-nera horizontal, por lo tanto el chofer ver a la gota moverse

con la misma velocidad sentido contrario ( 50 Km/h). La gotacae en un ngulo de 40 por lo que proyectando el vector v

sobre el eje xnos quedar: vx= 50 Km/h ? ?vsen 40 = 50 Km/h ? v= 50 Km/h : sen 40

? v= 77,7 Km/h

4) Armemos el diagrama de cuerpo libre y en base a l escribamos las ecuaciones correspondientesen el ejexey: Se desarrollar un sistema de ecuaciones.

Eje y: El sistema no se mueve en este eje, por lo tanto se lo iguala acero. De este se puede llegar a una igualdad entre las fuerzas 1 y 2.Averiguamos el valor de F2.

F1sen 60 F2sen 60 = 0

100 N sen 60 = F2sen 60 ? F2= 100 N

Eje x: El sistema se mueve en este eje, por lo tanto se lo iguala masapor aceleracin. La aceleracin es dato, sabemos el valor de F1y de F2

reemplazamos y averiguamos F3.

F1cos 60 + F2cos 60 F3= m. a

F

F = |F| cos ?

F = |F| sen ?

x

y

T

P

N

50 km/h

40

F1

F2

F3


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Fsica CBC 2000 Pg.3


100 N cos 60 + 100N cos 60 F3= m. 1 m/seg.2? F3= 100N m.1 m/seg.

2

5) Presuponemos que se encuentran separados por una distancia ?x. Como cada uno camina durante

4 hs. recorren 200 km (50.4), as que se encontraban a 400 Km.de distancia.

Ahora Eugenio duplica su velocidad. Armemos las dos ecua-ciones horarias para esta nueva situacin, igualmoslas para averiguar el punto de encuentro.

Eugenio:x= 400 km 100 km/h t

Javier: x= 50 km/h t

400 km 100 km/h t= 50 km/h t? 400 Km. = 150 km/h. t? 2,7 h= t

Se encontraron (desde la posicin de Javier) enx= 2,7 h . 50 km/h = 133,33 Km.

Breve aclaracin (por qu siempre preguntan): Todo examen libre consta de dos perodosuno escrito (eliminatorio) y el otro oral (tambin eliminatorio).

No dejes ningn tema sin ver.


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CBC Fsica Final libre: Diciembre 2003 Pg. 1

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Final libre de Fsica Diciembre de 2003

1. Una barra de la figura de 2 m de largo est construida uniendo dos barras homogneas de 1 m de largocada una y de pesos diferentes, PAB= 8 kgf. y PBC= 2 kgf. Se desea mantenerlaen equilibrio en posicin horizontal, suspendida de una nica cuerda, entoncesla distancia desde el extremo A hasta el punto del que hay que colgarla es: a) 0,4 m b) 0,7 m c) 1 m d)

0,5 m e) 0,2 m f) 1,2 m

Solucin: es un ejercicio de palanca donde el punto que se busca es

donde se coloca una fuerza equilibrante cuyo mdulo debe ser la suma delas otras dos fuerzas: 10 Kgf. Aplicando el teorema de Varignon (sumato-ria de los momentos de las fuerzas) del sistema en equilibrio, o sea que lasumatoria es cero.

0,5 m P1+ 1,5 m P2xEq. = 0 0,5 m . 8 Kgf + 1,5 m . 2 Kgf x10 Kgf = 0 x= 0,7 m.

La respuesta es b.

2.- El grfico de la figura representa el mdulo de la velocidad de un mvil que se mueve en una trayec-toria rectilnea. Podemos afirmar:

a) para 0 < t < t1, el mvil est en reposob) para 0 < t < t1, acta una fuerza resultante aplicada sobre el cuerpo en la mismadireccin y sentido contrario al movimiento.c) Para t1< t < t2, la R aplicada sobre el mvil es constante y diferente de 0

d) Para t1< t < t2, la R aplicada sobre el mvil es variable y va disminuyendo con el tiempo.e) Para t1< t < t2, dej de actuar la R que estaba aplicada sobre el cuerpo.f) Para 0 < t < t1 acta una R aplicada sobre el cuerpo en la misma direccin y sentido del movimiento.

Solucin: a) es falsa ya que entre 0 y t1 el mvil se mueve a velocidad constante. b) falsa, nuevamente,

entre 0 y t1 el mvil se mueve en MRU, no hay fuerzas exteriores aplicadas. c) Verdadera, como la velo-cidad es positiva y va disminuyendo se deduce que se aplica una fuerza en contra del movimiento. d) Fal-

sa, la velocidad disminuye, la aceleracin es constante, por lo tanto, la fuerza tambin. e) Falso, entre t1 yt2se aplica una fuerza. f) falsa, entre 0 y t1no hay fuerzas exteriores aplicadas.

3. El grfico de la figura representa la velocidad en funcin del tiempo de dos mvi-les que se desplazan en la misma direccin y que se encuentran en la misma posicin

en el instante inicial. Si x1, v1, x2 y v2 son la posiciones y la velocidad de los mviles1 y 2 respectivamente, para el t = 2 hs., ser:

a)x1 v2 e)x1 v2 f)x1>x2 , v1 = v2

Solucin: El rea determinada por la grfica y el eje de las abscisas (eje de los tiempos) es menor para elmvil 1, por lo tanto, recorre menor distancia y su posicin es menor que la del mvil 2. Las velocidadesson las mismas. La respuesta es a

4.- En todo tiro oblicuo en al vaco en las proximidades de la superficie terrestre se cumple:

a) La fuerza neta (resultante) y la velocidad son siempre tangentes a la trayectoria.b) La fuerza neta y la aceleracin son siempre tangentes a la trayectoria.

A B C

v

t

t1 t2

P1 P20

0,5

1,5

x

40

20

2

v(Km/h)

t (h)

(1)

(2)


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c) La fuerza neta y la aceleracin tienen siempre direccin vertical y el mismo sentido.d) La fuerza neta y la velocidad son siempre perpendiculares entre sf) La fuerza neta y la aceleracin son siempre perpendiculares entre s.

g) No hay fuerza neta actuante y la velocidad es siempre tangente a la trayectoria

Solucin: En el tiro oblicuo la fuerza actuante es el propio peso del cuerpo y la aceleracin es la de lagravedad. Es cierto que la velocidad es tangente a la trayectoria, pero slo la velocidad. La nica respues-

ta correcta es la c.

5.- Un auto toma una curva circular de 80 m de radio mientras avanza a una vde mdulo constante de 20m/s. El valor del coeficiente de rozamiento para evitar los patinamientos deber ser:

a) e = 0,5 b) el rozamiento no influye c) e > 0,5 d) 1 > e> 0 e) e = 0 f) e < 0,5

Solucin: un auto toma una curva y no derrapa por que la fuerza de rozamiento no deja moverlo de la-do. En el CBC no quieren que se hable de fuerza centrfuga, as que la fuerza de rozamiento debe ser

igual o mayor que la fuerza centrpeta (pero para el otro lado). As que: Fr = m ac m. g > m v2 / r

2

m. 10 m/seg2> m (20 m/seg)2/ (80 m)2 > 0,5. La respuesta correcta es la c.

6.- Sobre un cuerpo inicialmente en reposo y de masa 2 Kg. acta la fuerza en direccin

fija. El grfico muestra cmo vara R en funcin del tiempo. El desplazamiento delcuerpo al cabo de los primeros 5 segundos es: a) 25 m b) 12 m c) 21 m d) 9 m e)15 m f) 5 m

Solucin: durante los primeros tres segundos se aplica una fuerza de 4 N; en los dos segundos siguientes

(intervalo entre 3 y 5 segundos) se deja de aplicar la misma. As que durante la primera etapa tenemosMRUV, mientras que en la ltima hay MRU.

x= (4 N/ 2 Kg.) 9 seg2= 9 m es lo que recorre cuando acelera.

Hallemos la velocidad a los 3 segundos: v= (4 N/ 2 Kg.) 3 seg. = 6 m/seg.

La posicin que llega en los dos ltimos segundos es:x= 9 m + 6 m/seg(5 seg. 3 seg.) = 21 m.

La opcin correcta es c.

7.- Una persona estira un resorte y otra comprime otro. La afirmacin verdadera es:

a) La que lo comprime hace L positivo y la que lo estira, negativo.b) La que lo comprime hace L negativo y la que lo estira, positivo.

c) Ambas hacen trabajo positivo.d) Ambas hacen L negativo.f) Ninguna hace L.

g) La que lo comprime hace L positivo, la que lo estira no realiza L.

Respuesta: c (el ngulo est determinado por el desplazamiento y la fuerza, en ambos casos es cero res-pecto a la fuerza que hace la persona).

8.- Juan avanza en lnea recta con su automvil a una velocidad vo y el conjunto Juan automvil tieneuna masa mo En qu situacin es mayor el mdulo del vector impulso que recibe el conjunto?.

4

3 5

F

t


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A

B

r

a) Choca contra una pared y rebota retrocediendo con una velocidad diez veces menor.b) Choca contra una pared y queda detenido.c) Dobla en la esquina y prosigue en direccin perpendicular a la misma velocidad (en mdulo).

d) Frena hasta detenerse para que cruce una anciana.e) Acelera en el mismo sentido duplicando su velocidad.f) Prosigue la marcha a igual velocidad

Solucin:

a) p = m v= m (1/10 v ( v)) = 11/10 m v

b) p = m v= m (0 ( v)) = m v

c) p = m v= m (v i ( v)j) = m (vi + vj) = 2 mv(se calcula el mdulo de la velocidad aplicando Pitgoras)d) p = m v= m (0 ( v)) = m v

e) p = m v= m (2v v)) = m v

f) p = m v= m (v v) = 0

La opcin de mayor variacin de cantidad de movimiento es la opcin c.

9.- Un cuerpo de masa 2 kg sube desde A por un plano inclinado AB y desciende por otro BC con veloci-dad constante de 5 m/s hasta llegar a C. Ambos planos presentan rozamiento.

a) El L Fnocen todo el trayecto AC es 100 J.b) El L Fnoces 200 J.c) El L Fnoces 75 J.

d) El L Fnoc vale cero.e) El L Fnoc es negativo cuando el cuerpo sube y positiva cuando baja

f) El L Fnocvale cero en ambos tramos AB y BC.

Solucin: El sistema no es conservativo, por lo que: L Fnoc = Em que es positiva al subir y nega-tiva al bajar; la suma dar cero. La opcin correcta es la d.

10. Sobre un resorte de constante elstica 40 N/m y longitud libre d ubicado en forma vertical,

como muestra la figura, se deja caer un cuerpo de 1 Kg. desde una altura d. Si le compresinmxima del resorte es d/2, entonces, el valor de d ser: a) 1 m b) 4 m c) 6 m d) 3 m e) 1,41 m

f) 2 m

Solucin: el sistema es conservativo, por lo que, podemos igualar la energa potencial gravitatoria con laelstica para hallar d. Para facilitar las cuentas consideremos altura cero a la posicin donde se encuentra

comprimido el resorte. 10 N . 3/2 d = 40 N/m (d/2)2d = 3 m. La opcin correcta es la d.

11. Un cuerpo puntual de masa 0,5 Kg. Est obligado a moverse por una gua con dos tramos, uno recto

y el otro circular de 1 m de radio ubicado en un plano vertical. Al pasar por la posi-cin A lo hace con una velocidad de mdulo 8 m/seg y en la posicin B con unavelocidad vB. Si en el tramo AB pierde 2 J de energa mecnica a causa del roza-miento, entonces, el mdulo de la fuerza radial que la gua realiza sobre el cuerpo en

B es de: a) 0 N b) 8 N c) 3 N d) 16 N e) 13 N f) 5 N.

Solucin: en A la energa mecnica es de 0,5 Kg. (8 m/s)2= 16 J. Le sacamos los 2 J que pierde y en la

posicin B la energa mecnica es de 14 J.

5 mA

B

C

d

d

m


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Para hallar fuerza necesitamos la energa cintica en B, que es 14 J 0,5 Kg. 10 m/s2. 2m = 4 J.

Como en la posicin superior la normal y el peso tienen igual sentido podemos afirmar que:

P + N = m ac= m v2/ r La fuerza circular es m v

2/r que es igual al doble de la de la energa cintica.

P + N = 2 Ec/ r N = 2 Ec/ r P = 2 . 4 J / 1 m 5 N = 8 N 5 N = 3 N.

La opcin correcta es la c.

12. Del techo de un vagn cuelga un hilo de 1 m de largo con un objeto de 200g. El tren frena con ace-leracin. Se observa que el objeto puede permanecer en equilibrio con respecto al vagn con el hilo apar-tado 20 de la vertical. El mdulo de la aceleracin y el esfuerzo que soporta el hilo es de:

a) 9,4 m/seg2y 2,13 N b) 3,64 m/seg

2y 5,85 N c) 3,42 m/seg

2y 5,85 N

d) 3,42 m/seg2y 5,49 N e) 9,4 m/seg

2y 5,49 N f) 3,64 m/seg

2y 2,13 N

Solucin: Para poder explicar el movimiento del cuerpo que cuelga del techo debemos

inventar una fuerza (a la que llamo ficticia). El valor de la fuerza es el producto entre lamasa del cuerpo y la aceleracin del vagn.

Armamos el diagrama de cuerpo libre:

P

T

FTx

Ty

Ejey: Ty P = 0 T cos 20 = 0,2 Kg. 10 m/seg2

T = 2,13 N

Ejex: F Tx= 00,2 Kg. a= T sen 20 a= 2,13 N . sen 20 / 0,2 Kg. a= 3,64 m/seg2.

La opcin correcta es: f.

20

P

TF *

* fuerza ficticia


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Fsica (03) Final: 01/03/02

Tema A (Cdigo:SQLRSRHM)

Problema 1: La cabina de un ascensor rpido, de 500 Kg. cuelga de un cable y est detenida en

planta baja. Comienza su ascenso con aceleracin constante, de modo que a los dos segundos departir recorri cinco metros. Desde ese punto frena con una aceleracin, tambin constante, de 2,5

m/s2, hasta que se detiene en el tercer piso. a) Hallar a qu altura de la planta baja est el tercer piso.b) Despreciando todo rozamiento, graficar, en funcin de tiempo, la fuerza Fy que ejerce el cableque sostiene la cabina, indicando sus valores, en el recorrido desde planta baja hasta el tercer piso.

Rta.: a) 10 m b)

F(N)

2 4 t(seg)

62503750

Problema 2: Dos cuerpos, A de 2 Kg. y B de 8 Kg. se mueven como indica la figura, siendo el

coeficiente de rozamiento entre A y el plano 0,3 (puede despreciarse el rozamiento entre B y elplano). La soga es inextensible y tanto la polea como la soga sonde masa despreciable. a) Calcular la aceleracin del sistemaformado por los dos cuerpos y la soga. b) Calcular el trabajo de la

fuerza peso del cuerpo A cuando ste se ha desplazado D (D = 2m). c) Si en el instante inicial la velocidad era de 2 m/s, calcular la

energa cintica que tiene el sistema formado por ambos cuerpos y la soga al cabo de 0,4 segundos.

Rta.: a) 3,12 m/s2 b) 24 J c) 52,7 J

Problema 3: Un cuerpo A de 2 Kg. que se mueve con velocidad de 5 m/s en la direccin y sentido

del vector r choca plsticamente con otro B de 6 Kg. que estaba enreposo. Refriendo las magnitudes vectoriales a dicho vector r,responda: a) Cul es la variacin de la cantidad de movimiento del

cuerpo B durante el choque? b) Cul es la variacin de energa cintica que experimenta el sistemaformado por ambos cuerpos debido al choque? c) Qu impulso recibi el cuerpo A durante el

choque?

Rta.: a) 7,5 Kg. m/s b) 18,75 J (pierde) c) 7.5 N.s

Pregunta 1: El grfico posicin tiempode la figura corresponde a una carrera entre dos ciclistas Ly M, de igual masa (con sus respectivas bicicletas) que corren hacia la meta que est en x = 0.

Entonces:

a) La velocidad de L es siempre mayor que la de Mb) Ambos estn frenando con igual aceleracin

c) Entre 0 y 15 segundos, L se desplaza ms que Md) La velocidad de L respecto a la de M es ceroe) Sobre M acta una fuerza resultante mayor que sobre L

f ) El corredor L gana la carrera

Rta.: d

Pregunta 2: Cuando una pelota describe un tiro oblicuo, despreciando rozamientos, se verifica que:

a) En el punto ms alto de la trayectoria su cantidad de movimiento es nula.b) Su energa mecnica en el punto ms alto de la trayectoria es igual a la mitad de la inicial

37 37

B ADvB

A B r

150

15

x(m)

t (s)

L

M


17/17



c) Su energa mecnica al llegar al nivel de la partida es menor que al partir

d) En el punto ms alto de la trayectoria su aceleracin cambia de sentidoe) En el punto ms alto de la trayectoria su energa cintica es mnima pero no cerof ) En el punto ms alto de la trayectoria su energa cintica es cero

Rta.: e

Pregunta 3: Los pares de grficos siguientes representan, aproximadamente, la energa potencialgravitatoria Epg, la energa elstica Epe y la energa cintica Ec. De un sistema en funcin de lacoordenada x. El cuerpo parte del reposo. El resorte es ideal, su masa y elrozamiento son despreciables.

Qu grupo de tres grficos corresponde al sistema de la figura desde la posicin

x= 0, hasta que el resorte se comprime totalmente?

Epg

x

Epg

x

Epe

x

Epe

x

Ec

x

Ec

x

1

2

3

4

5

6

a) 1 3 5 b) 2 4 6 c) 2 3 6 d) 1 4 5 e) 1 3 6 f ) 2 3 5

Rta.: b

Pregunta 4: Dos cuerpos A y B unidos por sogas (inextensibles y de masas despreciables) giransiempre alineados con el clavo C sobre un plano horizontalcomo indica la figura, entonces:

a) A y B tienen igual aceleracin

b) La velocidad tangencial de A es mayor que la de Bc) La fuerza que ejerce la soga 1 sobre el clavo C es demayor intensidad que la fuerza que la soga 2 hace sobre A

d) La intensidad de la fuerza que hace la soga 1 sobre A es igual a la que ejerce la soga 2 sobre Be) Ambos cuerpos tienen la misma velocidad tangencial

f) La aceleracin de A es mayor que la de B.

Rta.: d

x0

C A B

Parciales Finales y Libres

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