UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA PROGRAMA INGENIERIA SEGUNDO PARCIAL NOMBRE: ID: NOMBRE: ID:

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1 UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA PROGRAMA INGENIERIA SEGUNDO PARCIAL NOMBRE: ID: NOMBRE: ID: 1. Un estudiante realiza el siguiente experimento: coloca un soporte con un péndulo al borde de una mesa; en el punto 1 instala un bisturí de forma que corte el hilo cuando la esfera llegue a ese punto; lo anterior hace que la esfera se suelte y siga la trayectoria que se muestra en la figura. A. Ubicar el péndulo a una altura mayor respecto a la mesa. B. Colocar el hilo del péndulo con una longitud diferente. C. Lanzar el péndulo desde la misma altura inicial. D. Disminuir la altura de la mesa respecto al piso. 2. El tiempo de vuelo de un proyectil en movimiento semiparabólico depende exclusivamente de A. La velocidad de lanzamiento. B. La altura de lanzamiento. C. La velocidad y la altura de lanzamiento. D. La distancia recorrida. 3. Una pelota se lanza horizontalmente desde la azotea de un edificio de 35 m de altura. La pelota golpea el suelo en un punto a 80 m de la base del edificio. El tiempo que permanece la pelota en vuelo es A. 2 s B. 7 s C. 10 s D. 5 s 4. Un niño quiere estudiar el movimiento de su canica cuando la lanza con una rapidez determinada, a cierto ángulo, como se muestra en la figura. El niño lanza la canica manteniendo fija la rapidez y cambiando solamente el ángulo de lanzamiento, y obtiene los resultados para la distancia horizontal máxima que recorre la canica antes de volver a tocar el suelo (ver grafica). El niño decide efectuar mediciones de distancia horizontal máxima, pero con una rapidez de lanzamiento mayor. Cómo deben ser los resultados teniendo en cuenta el aumento en la rapidez de lanzamiento?

2 5. Un jugador de futbol practica sus cobros. Sus cobros siempre salen con la misma rapidez y lo único que cambia es el ángulo de lanzamiento del balón. En la siguiente figura se muestran cinco de los cobros hechos por el jugador. Teniendo en cuenta la información anterior, Cuál de las siguientes tendencias explica mejor las trayectorias de los cobros mostrados? A. Cuanto mayor sea el ángulo del cobro respecto al suelo, mayor será el desplazamiento y velocidad del balón a lo largo del eje horizontal. B. Cuanto mayor sea el ángulo de cobro respecto al suelo, mayor será la altura máxima que alcanza el balón. C. Cuanto mayor sea el ángulo del cobro respecto al suelo, menor será el tiempo que el balón permanece en el aire. D. Cuanto mayor sea el ángulo del cobro respecto al suelo, menor será la aceleración a la que se somete el balón. 6. Los cañones están diseñados para disparar un proyectil a gran distancia. Sin tener en cuenta los efectos del aire, la única fuerza que actúa sobre este es su peso, y el alcance horizontal del proyectil depende únicamente de la velocidad inicial (V0) a la que se dispara y el ángulo θ de inclinación del cañón, como lo muestra la gráfica. Cuando se dispara el proyectil, la velocidad sobre el eje y cambia continuamente, mientras que en el eje x permanece constante. Por qué la velocidad en el eje y cambia y en el eje x permanece constante? A. Porque en el eje y actúa el peso del proyectil, y en el eje x no actúa ninguna fuerza. B. Porque en el eje x actúa el peso del proyectil, y en el eje y no actúa ninguna fuerza. C. Porque el proyectil tiene forma esférica. D. Porque el ángulo de inclinación del cañón apunta únicamente hacia el eje x.

3 7. El equipo de beisbol realiza un entrenamiento en una cancha donde el paso de corrientes de aire es muy poco. En el entrenamiento se utiliza una máquina lanza pelotas que permite ajustar la fuerza con la que se dispara la pelota y medir la fricción que genera el aire a la pelota lanzada, como se observa en la figura. Los datos obtenidos en el entrenamiento se muestran en la tabla. Si el siguiente entrenamiento se realiza en una cancha donde el paso de corrientes de aire es mayor, lo cual aumenta la fricción que ejerce el aire a la pelota, Qué tabla contiene los resultados de los lanzamientos en el nuevo entrenamiento? 8. Una máquina de entrenamiento lanza pelotas de tenis, que describen una trayectoria parabólica como se indica en la figura Los vectores que representan la aceleración de una pelota en los puntos, A, O y B son

4 9. Una máquina de entrenamiento lanza pelotas de tenis, que describen una trayectoria parabólica como se indica en la figura. Los vectores que mejor representan la componente horizontal de la velocidad de una pelota en los puntos A, O y B son: 10. Se patea un balón que describe una trayectoria parabólica como se aprecia en la figura La magnitud de la aceleración en el punto A es aa y la magnitud de la aceleración en el punto B es ab. Es cierto que A. aa < ab B. aa = ab = 0 C. aa > ab D. aa = ab Un proyectil se dispara de tal manera que su alcance horizontal es igual a tres veces su máxima altura. El ángulo de disparo para que esto suceda es A B C D En una conferencia demostrativa muy popular, un proyectil se dispara contra un blanco de tal manera que el primero sale del rifle al mismo tiempo que el blanco se deja caer desde el reposo, como muestra la figura. Si el proyectil se apunta inicialmente hacia el blanco estacionario, se puede afirmar que el proyectil A. hará blanco o diana. B. Pasará por debajo del blanco. C. Pasará por encima del blanco. D. Caerá a tierra antes que el blanco 13. Un hombre hace girar sobre su cabeza y en el sentido opuesto a las manecillas del reloj una piedra atada a una cuerda. Si la cuerda se revienta en el momento en que la piedra está al frente dirigiéndose hacia la izquierda, la piedra sale disparada hacia A. la derecha. B. adelante. C. el centro. D. la izquierda.

5 14. Pregunta abierta: se tiene un tanque cilíndrico lleno de agua hasta los 2,0 m de altura. Al hacerle un orificio a una altura H del tanque, el agua que sale por este orificio tiene un alcance como el que se muestra en la figura. Un modelo teórico establece que el alcance es una función de la altura H, como se muestra en la figura. Teniendo en cuenta el modelo de la gráfica, si se le hacen dos orificios al tanque, uno a una altura H1 = 0,4 m y el otro a una altura H2= 1,7 m, Cuáles son sus respectivos alcances? Alcance 1 = Alcance 2 = 15. La segunda ley de Newton afirma que la aceleración de un cuerpo depende de la fuerza neta que actúa sobre este. La siguiente gráfica muestra la aceleración de un objeto como función del tiempo. A partir de la gráfica, la fuerza neta que actúa sobre el objeto es cero en el intervalo de O s a 4 s, porque se movió a velocidad constante. B. 5 s a 10 s, porque el objeto no se aceleró. C. 5 s a 10 s, porque el objeto se movió. D. O s a 4 s, porque la aceleración del objeto es constante. 16. Un estudiante realiza el experimento que se muestra en la figura y mide la tensión de la cuerda a medida que cambia la rapidez del giro. Los resultados aparecen en la siguiente gráfica. El estudiante olvidó escribir los nombres de los ejes de la gráfica para presentar sus resultados. Cuáles son los nombres de los ejes? A. Eje y: rapidez; eje x: peso. B. Eje y: rapidez; eje x: tensión. C. Eje y: tensión; eje x: rapidez. D. Eje y: peso; eje x: rapidez.

6 17. Un estudiante tiene cuatro cajas de madera iguales y piensa que las cajas contienen la misma cantidad de panela. Para probarlo, el estudiante le aplica una fuerza a cada caja y obtiene las aceleraciones que se muestran en la tabla. El estudiante sabe que la fuerza (F) es igual a la masa multiplicada por la aceleración (a) (F = m.a). Teniendo en cuenta la información anterior, se puede concluir que A. la caja 1 tiene mayor contenido de panela que las demás cajas. B. cómo se aplicó la misma fuerza, todas las cajas deben tener la misma cantidad de panela. C. dadas las aceleraciones, las cajas contienen diferentes cantidades de panela. D. la caja 3 tiene menor contenido de panela que las demás cajas. 18. Un estudiante plantea la siguiente hipótesis. En una pista de carreras, cuando un carro se mueve a lo largo de una curva debe existir una fuerza hacia el centro de la misma que actúe sobre el carro para mantenerlo sobre la pista. Cuál de los siguientes diagramas de fuerzas representaría la hipótesis del estudiante? 19. En un experimento de física se quiere mostrar el fenómeno de oscilación de un objeto sujeto a un resorte, el cual esta sobre una superficie con rozamiento. El resorte se estira una distancia X0 desde su punto de equilibrio 0 y se libera para que oscile libremente hasta detenerse a causa de la fricción (Fr), como muestra la figura. Un modelo para la fuerza de fricción entre dos objetos solidos establece que esta es proporcional a la fuerza normal (N = m.g), además de la rugosidad de las superficies (µ): F r = μ. N µ = Coeficiente de rozamiento (constante), m = masa del objeto, g = aceleración de la gravedad según el modelo mencionado, si se triplica el valor de la masa (m) se espera que la masa A. tarde más tiempo en detenerse, porque la masa le agrega más impulso al sistema. B. tarde el mismo tiempo en detenerse, porque el coeficiente de rozamiento permanece igual. C. tarde menos tiempo en detenerse, porque la fuerza normal del sistema disminuye. D. tarde menos tiempo en detenerse, porque la fuerza de rozamiento se incrementa.

7 20. La fuerza neta o resultante que sobre el bloque en la figura indicada es 21. El bloque de 2 Kg mostrado en la pregunta 6 se mueve con una aceleración cuyo valor es A. 5 m/s 2 B. 10 m/s 2 C. 15 m/s 2 D.20 m/s Si una fuerza F, al actuar sobre un cuerpo de masa m, produce una aceleración a, la misma fuerza al actuar sobre un cuerpo de masa 2m, produce una aceleración: A. a B. 2a C. 4a D. a/2 23. El grafico que representa la relación entre la aceleración y la masa (segunda ley de newton) es: 24. Luisa desea colgar un aviso que pesa 750 N, utilizando dos cables. El primer cable, A, se ata a la pared del almacén formando un ángulo de 30 0 con la vertical, como indica la figura. El segundo cable, B, se ata al edificio del frente. La tensión en el cable B es: A. 433 N, derecho B N, derecho C N, derecho D N, derecho

8 25. La aceleración del sistema mostrado en la figura se puede calcular mediante la expresión A. F (m1 - m2) B. F / m2 C. F / m1 D. F / (m1 + m2) 26. Observe la figura de la pregunta 11. Si F12 es la fuerza que aplican m1 sobre m2 y F21 es la fuerza que aplica m2 sobre m1, el diagrama de fuerzas sobre m2 es 27. Observe la figura de la pregunta 11. Si m2 es mucho mayor que m1, es acertado afirmar que la fuerza de contacto vale aproximadamente A. F B. Cero C. F / 2 D. 2 F 28. Si un pequeño auto deportivo choca de frente con un pesado camión, la fuerza de impacto que experimentan los vehículos es A. Cero B. F1 = F2 C. F1 < F2 D. F1 > F2 29. De dos dinamómetros iguales cuelga un cuerpo de masa 10 Kg, como se muestra en la figura. La lectura de cada dinamómetro es A. 50 N B. 5 N C. 10 N D. 100 N

9 30. Un motociclista está dando vueltas dentro de una "jaula de la muerte" la cual es esférica de radio r como muestra la figura. La masa del conjunto moto-motociclista es m. La fuerza centrípeta F ejercida sobre el conjunto moto-motociclista en el punto A es la mostrada en 31. Un bloque de hierro pende de dos cuerdas iguales atadas a postes como muestra la figura. Las tensiones en las cuerdas son iguales. Respecto a la situación anterior el valor del peso del bloque es A. 2Tsenϴ B. Tsenϴ C. 2T D. Tcosϴ 32. Cuando un carro toma una curva en una carretera plana y horizontal, la fuerza centrípeta es ejercida por: A. el peso del carro B. la resultante de la normal y el peso C. la normal sobre las llantas D. la fricción entre las llantas y el pavimento 33. Con que valor de ángulo beta el cuerpo m presentara menos fuerza de rozamiento A. 30 grados B. 15 grados C. 45 grados D. 60 grados

10 34. Miguel y Andrés arman una carpa y para mantenerla elevada atan el centro del techo a dos cuerdas, como se muestra en la figura. Cuando el sistema está en equilibrio se cumple que A. T1 senө1 = T2 cosө2 B. T1 cosө1 = T2 cosө2 C. T1 senө2 = T2 senө1 D. T1 senө1 = T2 senө2 35. Un cuadro de masa m = 6 Kg, tiene un ancho a = 1,2 m y un alto h = 1,0 m. Los alambres que lo sostienen de las 2 esquinas superiores forman un anglo de 10º con la horizontal. Cuál de los siguientes enunciados es verdadero? I. Si se cuelga el cuadro con unos alambres de mayor longitud, la tensión que ejercerían para sostener el cuadro será menor. II. Si el cuadro fuera de mayor ancho y tuviera que sostenerse con los mismos alambres la fuerza que ellos ejercerán será mayor. A. I y II B. Sólo I C. Sólo II D. Ninguno de los Dos cuerpos de masa m1 y m2 están conectados por una cuerda inextensible que pasa por una polea sin fricción, m1 se encuentra sobre la superficie de una mesa horizontal sin fricción y m2 cuelga libremente como lo muestra la figura. Teniendo en cuenta que m2 = 2m1, la aceleración del sistema es igual a. A. 2 g B. 2/3 g C. 1/2 g D. 3/2 g 37. Un pesista levanta una masa m, Cómo es la fuerza F que ejerce el pesista comparado con el peso que levanta? A. F > mg B. mg > F C. F mg D. F = mg

11 38. Sabemos que un cuerpo permanece en equilibrio, es decir en reposo o con velocidad constante, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Un balón es pateado y se mueve inicialmente con velocidad constante y luego de un cierto recorrido se queda quieto. De este hecho se puede afirmar: A. Al balón inicialmente en reposo se le aplicó una fuerza externa que lo hizo moverse con velocidad constante, luego la ausencia de otra fuerza externa hizo que este quedara de nuevo en reposo B. Al balón inicialmente en reposo se le aplicó una fuerza externa que lo hizo moverse con velocidad constante, luego la presencia de otra fuerza externa hizo que este quedara de nuevo en reposo C. El balón cumple con las condiciones de equilibrio, ya que inicialmente se encuentra en reposo, luego lleva velocidad constante y queda luego en reposo, luego no hay fuerzas externas sobre este. D. El balón se encuentra en varias condiciones de equilibrio, ya que inicialmente se encuentra en reposo, luego lleva velocidad constante y queda luego en reposo, solamente hay una fuerza externa sobre este al ser pateado. 39. La Segunda Ley de Newton expresa que la Fuerza es equivalente al producto entre la masa y la aceleración. Un astronauta se encuentra realizando una reparación en la Estación Espacial Internacional, accidentalmente el brazo robotizado de la Estación lo engancha y lo empuja con una fuerza F durante t segundos arrojándolo al espacio. Si m es la masa del astronauta, para realizar la labor de salvamento del astronauta se debe enviar una nave que alcance una velocidad: A. V = Ft/m B. V > Ft/m C. V = at + vo D. V = 2aX 40. Si la nave apenas logra alcanzar la velocidad final con la que es arrojado el astronauta. A. Lo logra alcanzar finalmente ya que, en el espacio al no haber gravedad, este no variará su velocidad. B. Nunca lo logra alcanzar, pues se mantiene la ventaja o recorrido realizado por el astronauta mientras sale la nave a rescatarlo. C. Lo alcanza ya que el astronauta luego de ser arrojado comienza a perder la velocidad porque ya no se presenta la fuerza que lo impulsó. D. No lo logra alcanzar, ya que el astronauta comienza a ser arrastrado por la fuerza gravitacional de la Tierra que hace que se vaya acelerando poco a poco. 41. Pregunta abierta: Se aplican dos fuerzas de igual magnitud y direcciones opuestas sobre un objeto inmóvil, como se muestra en la siguiente figura. Cómo deben modificarse las fuerzas para que el objeto se desplace hacia la derecha? Elaboró: M.Sc. JAIME MALQUI CABRERA MEDINA