FÍSICA 110 CERTAMEN # 3 FORMA R 6 de diciembre 2008

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Sofia San Martín Martínez
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1 FÍSICA 110 CERTAMEN # FORMA R 6 de diciembre 008 AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRE ROL USM - PARALELO EL CERTAMEN CONSTA DE 10 PÁGINAS CON 0 PREGUNTAS EN TOTAL. TIEMPO: 115 MINUTOS IMPORTANTE: DEBE FUNDAMENTAR TODAS SUS RESPUESTAS: SE CORREGIRÁ LA JUSTIFICACIÓN Y/O DESARROLLO DE LAS RESPUESTAS CORRECTAS OMITIDAS NO DAN PUNTAJE Formulario: p m v Fext dp = = M a dt τ r F CM E pot,rav = my Impulso: J P = ext Alunos momentos de inercia: = I α m v i i F dt Varilla delada del laro L, eje perpendicular por el CM: τ E r E pot, elást 1 = k x J NETO= p m i ri = m i 1 = I ω CM k 1 ML 1 Disco o cilindro macizo de radio R, eje perpendicular por el CM: 1 MR L L R L R Placa rectanular plana, eje perpendicular por el CM: Esfera maciza de radio R, eje por el CM: MR 5 1 M(a b + ) 1 R b a 1. Considere un sistema de partículas. De las siuientes aseveraciones: I.- La enería mecánica del sistema se conserva si la suma de las fuerzas externas es cero. II.- El momentum del sistema es siempre iual al impulso neto que actúa sobre él. III.- El momentum del sistema se conserva cuando actúan sólo fuerzas conservativas. Son verdaderas: Sólo I y II Sólo II y III Sólo I y III I, II y III E) Ninuna

2 . Dos astronautas, Alicia y Bartolo, flotan en el espacio a una distancia de 60[m] uno del otro, unidos por una cuerda liviana, ambos inicialmente en reposo. Sus masas (incluyendo equipos de supervivencia) son 00 [k] y 00[k], respectivamente. Alicia Bartolo Alicia recoe cuerda hasta reunirse con Bartolo. Entonces las distancias recorridas por cada uno, desde la posición inicial hasta que se encuentran son: Alicia Bartolo 41,5[m] 18,5[m] 18,5[m] 41,5[m] 4[m] 6[m] 6[m] 4[m] E) 0[m] 0[m] ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS y 4: Dos carros de tren chocan de frente y quedan enanchados (unidos), con velocidad final cero. Las velocidades iniciales de los carros antes del choque eran va = 8 i [km/h] y v = 18 i [km / h], respectivamente. B A B x ma. Entonces la razón m B entre las masas de los carros es iual a: E) 4. Los vectores que mejor representan el cambio de momentum de cada carro, son: p A p E) Cero Cero B

3 ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 5 y 6: El carro de masa M1 = [k], que se mueve a 18[m/s], choca con el carro de masa M = 4[k], que está inicialmente en reposo. Los carros no se enanchan. El roce con los rieles es despreciable en el corto intervalo que dura el choque. V 0 = 0 M M 1 x M M 1 La componente F x de la fuerza ejercida por el carro 1 sobre el carro durante el choque (de 0 a 0,[s]), varía con el tiempo seún el ráfico adjunto F [ N ] x 0 t [s] 0 0,1 0, 0, 5. Las velocidades del centro de masa del sistema formado por los dos carros, antes del choque y después del choque son: Antes Después 1[m / s] 6[m / s] 6[m / s] 6[m / s] 9[m / s] 9[m / s] 1[m / s] 1[m / s] E) 1[m / s] 9[m / s] 0,4 6. La velocidad del carro de masa M1 después del choque es: 1 i [m/ s] 9 i [m/ s] 6 i [m/ s] 6i [m/ s] E) 9i [m/ s]

4 ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 7 y 8: El sistema de la fiura está formado por dos carritos de masas M1 = M y M = M, unidos por un resorte ideal de constante elástica k y laro natural l. El roce y el tamaño de los carros pueden 0 despreciarse. M 1,1l 0 M Se desplazan los carros estirando el resorte a un laro linicial = 1,1l 0 y se sueltan desde las posiciones iniciales mostradas en la fiura. 7. La razón E) 9 v v,máx 1,máx entre las máximas rapideces de los carros es iual a: 8. La máxima rapidez del carro de masa M es iual a: k l0 100 M k l0 900 M k l0 600 M k l0 00 M E) k l0 100 M

5 9. Una partícula, inicialmente en reposo, explota rompiéndose en tres framentos de iual masa. No considere la ravedad. Los tres framentos salen disparados con rapideces iuales. Uno de ellos sale en la dirección neativa del eje x, y los otros dos, formando ánulos α y β con el eje x, como se indica. Los valores de α y β son: α β y O α β x E) En el sistema de la fiura, la cuerda es ideal y no resbala, haciendo irar la polea. El roce entre el carro y la mesa es despreciable. El sistema se suelta desde el reposo. M I, R m De las siuientes afirmaciones: I.- La tensión tiene el mismo valor en todos los puntos de la cuerda. II.- Las pesas descienden con aceleración de manitud. III.- El centro de masa del sistema formado por el carro, las pesas y la polea, se mueve en dirección vertical. Son verdaderas: Sólo I y II Sólo I y III Sólo II y III I, II y III E) Ninuna

6 11. Una esfera maciza y homoénea se coloca sobre un plano inclinado y se suelta. La esfera rueda hacia abajo del plano, sin resbalar. Entonces, el diarama de cuerpo libre que mejor representa esta situación es: E)

7 ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 1 y 1: El bate de béisbol de la fiura tiene laro L, y su centro de masa está ubicado a distancia L de 4 su extremo más delado. El bate permanece en equilibrio en la posición mostrada: hay roce entre el bate y el suelo, pero el roce con la pared vertical es despreciable. La fuerza ejercida por la pared vertical sobre el bate tiene manitud F. CM Roce despreciable L 4 µ e θ 1. El peso del bate es iual a: E) 4 F sen θ 4 F cos θ 4 F tan θ 4 1 F tanθ 4 F 1. La manitud de la fuerza de roce ejercida por el piso sobre el bate es iual a: F µ e F F µ e F cosθ E) F senθ

8 ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 14 y 15: Una barra no homoénea de laro L, puede irar libremente en torno a un eje fijo E. La barra permanece en equilibrio unida a una cuerda horizontal C, en la posición indicada en la fiura. El peso de la barra y la tensión de la cuerda son iuales: P = T = 800[N]. 14. Entonces, el CM de la barra está a una distancia del eje E, iual a: L L 5 C CM L 4 L 5 E ĵ î E) 4 L La fuerza resultante ejercida por el eje E sobre la barra, FEJE BARRA,es iual a: 800 j [N] (640 i j) [N] ( 640 i j) [N] (800 i j) [N] E) (800 i 800 j) [N] 16. Un aro (anillo) de radio R y masa M, puede irar libremente en torno al eje fijo E. Inicialmente el aro es sostenido en la posición indicada y lueo se suelta. El roce es despreciable. Justo después de soltar el aro, la aceleración anular del aro es iual a: E R R R R E) Cero

9 17. La barra homoénea de la fiura tiene laro total L y puede irar libremente en torno al eje E que pasa por su centro. La barra permanece en equilibrio con tres pesas suspendidas de ella, como se indica: dos en los extremos y la tercera a M E m m distancia L del eje E. 4 Las dos pesas de la derecha tienen masas iuales. Entonces, la masa M es iual a: m m 4 m 8 m E) m 18. La esfera maciza y homoénea de la fiura se suelta desde el reposo, y lueo rueda sin resbalar por la pista curva. La rapidez del centro de masa de la esfera, después de descender una altura H, es iual a: H 4H 5H H H 7 E) 10 H 7

10 19. Considere los tres discos homoéneos de iual radio exterior, mostrados en la fiura. Además A y C tienen iual radio interior. Los discos A y B tienen masas iuales de valor M. El disco C tiene una masa menor, m, habiéndose construido a partir de un disco iual a B, removiéndole la parte central. Entonces, los momentos de inercia de los discos en torno al eje común mostrado en la fiura, cumplen con: > I I > I A B C > I I > I B A C A masa M B masa M C masa m < M > I I = I A B C > I I = I B A C E) ninuna de las relaciones anteriores. 0. El bloque de masa M de la fiura cuela de una cuerda que está enrollada alrededor de una polea de radio R e iual masa M. El momento de inercia de la polea en torno al eje de rotación es 1 I = MR. El roce puede despreciarse. Mientras el bloque desciende, la tensión en la cuerda es iual a: R M, I M 4 M M 1 M M E) M

11 CORRECTAS CERTAMEN FIS 110 DO SEMESTRE 008 FORMAS R U 1 E E D A A E 4 D C 5 B A 6 A B 7 B D 8 A E 9 C D 10 E E 11 C D 1 C A 1 A B 14 C E 15 D A 16 C D 17 B C 18 E B 19 A C 0 C E

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