Ejercicio de Física 20/5/03 Seminario de Física y Química

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1 Ejercicio de Física 20/5/03 Seminario de Física y Química Colegio Claret Nombre: Curso: 1ºC,nº: 1. a) Un bloque de 2 kg de masa está unido a un muelle (de K=150N/m) comprimido una longitud de 20 cm. Si el bloque se deja libre sobre una superficie horizontal, calcula la distancia total que recorre hasta pararse si el µ = 0,07 (1,5p) b) Calcula el trabajo de rozamiento realizado para parar el bloque. c) Sin hacer ningún cálculo contesta razonadamente: si la superficie hubiese sido un plano inclinado hacia abajo hubiera recorrido más o menos distancia? 2. Una bola de billar de m = 200g se desliza sin rozamiento hasta chocar con otra en de m = 240 g inicialmente en reposo. Si la primera queda quieta tras el choque y la segunda sale una velocidad de 2m/s hacia la derecha qué velocidad tenía la primera inicialmente y que sentido llevaba? Enuncie el principio en el que te basas para la resolución del problema. (2p) 3. Se tienen dos cargas eléctricas de 2µC y de -5 µc colocadas a una distancia de 10 cm. Calcula: + - a) El potencial creado por las cargas a 20 cm de la carga negativa hacia la derecha (punto A). Cuál es la energía potencial de una carga de +2 C en ese punto? (1,25 p) b) El punto de la recta que une las cargas donde el potencial creado por las cargas se hace cero (punto B). c) El trabajo que hay que realizar para trasladar una carga de 12 mc desde A hasta B. 4. Dos cargas eléctricas están situadas según la figura. Calcula: a) El campo eléctrico en el punto P y su módulo. b) Se anula el campo en el segmento entre las cargas c) La fuerza que se ejerce sobre una carga de 1µC situada en P. d) Si en un punto determinado el campo eléctrico es de 8 N/C, explica qué significa q 2 = 2 µc 3m q 1 = -3 µc 4m P

2 EXAMEN DE FÍSICA 9 Mayo 2005 Seminario de Física y Química Colegio Claret Nombre: Curso: nº: 1. Un petardo está cayendo verticalmente con una v = 3 m/s en el instante en que explota. Si se divide en dos trozos y uno de ellos baja verticalmente con v = 4m/s, Con qué velocidad y en qué dirección se mueve el otro trozo? Enuncia de palabra y fórmula el principio en que te basas para realizar este problema 1,5p 2. Un péndulo oscila con un periodo de 4 s y una amplitud de 0,5 m. Calcula: a) La frecuencia angular del movimiento (w) y la ecuación de la posición (o elongación ) del péndulo. b) La ecuación de la velocidad y de la aceleración 2 p 3. Un bloque de 2 kg de masa está unido a un muelle que está comprimido una longitud de 20 cm. Si el muelle se deja libre, el bloque sale lanzado sobre una superficie horizontal con un coeficiente de rozamiento de 0,07,hasta que se para. Si la constante del muelle es de 150 N/m calcula la distancia recorrida hasta pararse. Calcula también la distancia a la que se pararía ese mismo bloque sino hubiese rozamiento y si el bloque subiese por un plano inclinado. 2 p 4. Dos cargas q 1 = 1 µc y q 2 = -3 µc, están situadas en los puntos (0,0) y (0,1) respectivamente. Si las coordenadas están en metros, calcular: a) El campo creado por esas dos cargas en el punto A (1,1) 1p b) qué significa que en un punto la intensidad del campo eléctrico es de 8 N/C?0,5 c) El potencial creado por esas dos cargas en los puntos A (1,1) y B (2,0) 0,5 d) Explica el significado físico de la diferencia de potencial entre dos puntos. 0,5 e) Trabajo para trasladar una carga de C desde A hasta B. 0,5 f) En qué punto de la línea que une q 1 y q 2 se anula el campo eléctrico 1p g) Las fuerzas eléctricas, son muy o poco intensas, por qué lo sabes? 0,5

3 1. Un balón de voleibol es lanzado con una velocidad inicial de 10 m/s con un ángulo de inclinación sobre la horizontal de 60º. Averigua: a) La posición a los 0,2 s. b) La altura máxima que alcanza el balón. c) Si el vector de posición del balón fuese: r = (4t + 2)i + (t 2 + t) j. Averigue la velocidad y la aceleración para t = 1 s. d) Enuncia la 2ª ley de Newton en función de la cantidad de movimiento y a partir de ella deduzca el principio de conservación de la cantidad de movimiento. 0,5p 2. Un vagón de 200 kg de una montaña rusa sube por un plano inclinado 60º y con un µ = 0,1 por la acción de una masa que cuelga del extremo del plano. a) Calcula el valor de la masa que cuelga para que el vagón suba con velocidad constante. b) Si, posteriormente, describe una vuelta completa vertical (looping) de 15 m de radio, calcula la velocidad mínima que habrá de llevar para realizar la vuelta sin caerse, así como la aceleración centrípeta que tiene en ese momento. c) Si cuando va a parar el vagón marcha a 20 m/s por una vía horizontal de µ = 0,2 a una distancia de 20 m de un muelle de K = 1000 N/m, calcula la compresión máxima del muelle. d) Qué debe de variar para que exista aceleración centripeta o normal? Y para que exista aceleración tangencial? Para a) 3. Dos cargas q 1 = 1 µc y q 2 = -2 µc, están situadas en los puntos (0,0) y (0,1) respectivamente. Calcular. h) El campo creado por esas dos cargas en el punto A (1,1) i) El potencial creado por esas dos cargas en los puntos A (1,1) y B (2,0) j) Trabajo para trasladar una carga de C desde A hasta B. k) Energía potencial de una carga de 5 nc situada en A

4 Examen Física Cinemática/Dinámica/Energía 6/5/02 Seminario de Física y Química Colegio Claret Nombre: Curso: 1º nº: 1. a) Razona si es verdadero o falso que la primera ley de Newton permite afirmar que: 1. Un cuerpo no puede desplazarse sin que una fuerza actúe sobre él. 2. Toda variación en la velocidad de un cuerpo exige la actuación de una fuerza. b) Un saltador de longitud alcanza una velocidad de 10 m/s en el instante en que salta. Si la inclinación con que lo realiza es de 25º con respecto a la horizontal, calcula el tiempo que está en el aire y la longitud de su salto. (1,5p) 2. Dos cuerpos de 1 y 2 kg descansan sobre un plano horizontal y un plano inclinado inclinado respectivamante unidos por una cuerda que pasa por una polea. Calcula la aceleración del sistema si µ = 0,34. Calcula asimismo la masa que tendría que tener el cuerpo que esta en el plano horizontal para que el sistema estuviese en equilibrio (3p) 3. Un cuerpo de 3 kg pende de un muelle de constante K = 150 N/m sujeto al techo del ascensor. Cuando el ascensor sube acelerado el muelle se alarga 40 cm. cuál es la fuerza que ejerce el muelle en ese momento? Cuál es la aceleración del ascensor en ese momento? (2p) 4. a) Desde que altura mínima tiene que soltarse un cuerpo en el rizo (R=2m) de la figura par que pueda alcanzar el punto más alto con velocidad cero?. Suponiendo ahora que hay rozamiento con qué velocidad llega al final del plano inclinado si se lanza desde la altura hallada anteriormente? (1,5p) b) Calcula la velocidad mínima de ese cuerpo en el punto más alto del rizo para que de la vuelta entera sin caerse. h

5 FISICA 1. Un jugador de golf lanza una pelota horizontalmente y en reposo con una aceleración de 2 m/s 2. Otro jugador situado a 200m del primero lanza otra bola, 1 segundo después, con dirección hacia la primera con una velocidad constante de 2m/s. Calcula: a) El tiempo que tardan en encontrarse y la distancia a la que lo hacen b) Si el vector de posición de la primera bola fuera r = (86,6t) i +(50t - 5t 2 ) j, calcula la velocidad de la bola a los dos segundos. 2. En el siguiente esquema, donde la masa 1 es de 10 kg y la masa 2 de 5 kg, el coeficiente de rozamiento 0,2 calcule: a) La fuerza F con que hay que tirar del sistema para que se mueva con una a = 0,3 m/s 2 hacia arriba y la tensión que soporta la cuerda. b) Indique todas las fuerzas que aparecen en la situación 2 y escriba las ecuaciones correspondientes F c) Enuncia el segundo principio de Newton, en función de la cantidad de movimiento. 3. Un cuerpo de 1 kg de masa se lanza con una velocidad de 20 m/s desde una posición que dista 20 m del comienzo de una pendiente de 45º de inclinación. Si el coeficiente de rozamiento es de 0,1, calcula: a) Velocidad cuando llega al comienzo de la rampa. (0.5p) b) Distancia que recorrerá dicho cuerpo hasta pararse en el plano inclinado 4. En la siguiente figura donde q 1 = -1 µc y q 2 = 2 µc, calcular: a) El campo eléctrico en el punto P b) El trabajo que hay que realizar para trasladar una carga de C, desde el punto P hasta el punto. c) Define intensidad de campo eléctrico (fórmula y unidad) 2m 2m

6 5. Desde lo alto de la Giralda de 95 metros de altura se lanza un objeto hacia abajo con una velocidad inicial de 1 m/s. Al mismo tiempo se lanza desde el suelo hacia arriba otro objeto con una velocidad inicial de 25m/s. Calcula: d) La posición donde se encuentran y la velocidad de cada objeto en ese instante. e) El vector de posición del primer objeto es r = (t 4,9t 2 ) j, calcula la velocidad media del primer objeto entre el t = 1s y t = 2s. Calcula también la acelaración para t =2 s. 6. En el siguiente esquema, donde la masa 1 es de 10 kg y la masa 2 de 5 kg, el coeficiente de rozamiento 0,2 calcule: c) Calcula el coeficiente de rozamiento si al tirar con una fuerza de 100 N la aceleración es de 0,2 m/s 2 hacia arriba y la tensión que soporta la cuerda. d) Indique todas las fuerzas que aparecen en la situación 2 y escriba las ecuaciones correspondientes 1 F Situación B 2 e) Si un ascensor sube con una aceleración de 0,5 m/s 2, calcula la tensión que soporta el cable del que cuelga si su masa es de 2000 kg. 7. Un cuerpo de 1 kg de masa se lanza con una velocidad de 20 m/s desde una posición que dista 20 m de un muelle de K = 100 N/m. Si el coeficiente de rozamiento es de 0,1, calcula la compresión máxima del muelle. 8. En cuadrado de 3 m de lado se colocan en los vértices tres cargas cuyos valores respectivos son q 1 = -1 µc (esquina inferior izquierda) y q 2 = 2 µc (esquina inferior derecha) y q 3 = 2 µc (esquina superior izquierda). Calcular: d) El campo eléctrico creado por las 3 cargas en el vértice restante (esquina superior derecha) e) El potencial creado por las tres cargas en el mismo vértice. f) El trabajo que hay que realizar para trasladar una carga de C, desde dicho vértice a un punto B donde el potencial total es de 1600 V g) Fuerza que actua sobre una carga de 1 C situada en el vértice anterior (esquina superior derecha) ( 0

7 1.Calcule la tensión de la cuerda que soporta al trapecista de 60 kg de la figura cuando está situado en el punto más alto de su trayectoria, es decir, cuando está parado. T 2. Un balón de 1,5 kg rueda por una superficie horizontal de µ = 0,2 con una velocidad inicial de 15 m/s. Calcula: a) Velocidad que tendrá el balón después de recorrer 20 m sobre dicha superficie. b) Después de recorrer esos 20 m la superficie se inclina sobre la horizontal. Calcula a que altura llega el balón (el coeficiente de rozamiento es el mismo). 3. Calcula la cantidad de calor que se intercambia cuando 200 g de hielo a 10ºC se transforman en 200g de agua a 90ºC. Datos: C e (hielo) = 4180 J/kg.K C e (agua) = 2090 J/kg.K L F (hielo) = J/kg (2p) 4. Se tienen las cargas q 1 = -2 µc y q 2 = 4 µc, situadas según la siguiente figura. a) Enuncie la Ley de Coulomb y calcule la fuerza con que se atraen o repelen estas cargas. b) Calcule el campo creado por las dos cargas en el punto A. c) Calcule el potencial creado por las dos cargas en el punto A y B, así como el trabajo necesario para trasladar una carga de 1 µc desde A hasta B. (3p) Datos: Las cargas están en el vacío. K = N.m 2 /C 2.