PROBLEMAS DE TERCERAS PRUEBAS Edición, Marzo Coordinación- Física I.

Transcripción

1 PROBLEMAS DE TERCERAS PRUEBAS Edición, Marzo 013 Coordinación- Física I.

2 Primer Semestre Una bala de masa 30[gr ], se dispara con una rapidez de 300 contra un bloque de madera apernado a una superficie horizontal, logrando introducirse 1[cm] en esa dirección. Determine: a) La variación que experimenta la Energía Mecánica de la bala. b) El trabajo efectuado por la fuerza media ejercida por el bloque sobre la bala. c) Magnitud de la fuerza media..- Un deslizador de 0,300[kg] se mueve hacia la derecha a 0,800 sobre un riel horizontal sin fricción y m choca con un deslizador de 0,00[kg] que se mueve hacia la izquierda a,0. Determine la velocidad final de cada deslizador si el choque es elástico. 3.- En la figura, el bloque m=5.00[kg] baja deslizándose por la superficie inclinada 36,9 respecto a la horizontal. El coeficiente de fricción cinética es 0,5. Un hilo atado al bloque está enrollado en un volante de 0,0[kg] y 0,00[m] de radio, con su eje fijo en o y momento de inercia respecto al eje de 0,400[kg - m ]. a) Qué aceleración tiene el bloque?, b) Qué tensión hay en el hilo?. 4.- El aguilón AB de la figura no es uniforme, pesa 800[N] y está sujeto con un pivote sin fricción en su base. La distancia del pivote a su centro de gravedad es de 40% de su longitud. Calcule la tensión en el cable tensor y las componentes horizontal y vertical de la fuerza ejercida sobre el aguilón en su base. Segundo Semestre Un bloque de 5[Kg], en reposo, ligado a un resorte indeformado de N constante elástica 00, es empujado por una fuerza horizontal F = m 180[N] comprimiendo el resorte 0,[m] a lo largo de una mesa. Si el coeficiente de fricción entre el bloque y la mesa es 0, 15 ; I) Calcule el trabajo realizado por a) F, b) la fuerza de fricción, c) la fuerza de gravedad, d) la fuerza elástica, e) la fuerza neta, II) Calcule la rapidez del bloque después de comprimir 0, [m]..- Dos bloques de 10 [Kg] y 0[Kg] impactan frontal y elásticamente. El primero se dirige hacia la derecha a m 30 y el segundo hacia la izquierda a 40 s. Determine las velocidades de los bloques después del impacto. 3.- La polea de la figura tiene 0,140[m] de radio y su momento de inercia es de 0,40 Kg m. La cuerda no resbala en la polea. Si el sistema se suelta desde el reposo, determine la rapidez de m1 4,00[ Kg] justo antes de golpear el piso. 4.- En la figura, la viga uniforme AD, de largo 4[m] y peso 1000[N], se mantiene horizontal apoyada en los soportes A y D. De la viga cuelgan m1 50[ Kg] y m 150Kg a través de cuerdas ideales. Si AB = CD = 0,5[m], calcule las magnitudes de las fuerzas que los soportes ejercen sobre la viga.

3 3 Primer semestre Un cuerpo de masa 35[kg] desliza 3[m] por una superficie horizontal tirado por una fuerza F de 00[N] que forma un ángulo de 37 con la superficie. Si el coeficiente de roce entre el cuerpo y la superficie es 0,; calcule el trabajo realizado por: a) la fuerza F, b) el peso del cuerpo, c) la fuerza normal, d) la fuerza de roce, e) la fuerza neta. km.- Una granada que se mueve horizontalmente a 4, explota dividiéndose en tres fragmentos iguales. km Uno sale horizontalmente a 18, en el mismo sentido original. El segundo sale hacia arriba formando un ángulo de 135 y el tercero, hacia abajo formando un ángulo de 5. Determine la rapidez del segundo y del tercero. I está unido a un resorte horizontal sin masa de modo que puede rodar sin resbalar a lo largo de una superficie horizontal, como se ve en la figura. La constante k del resorte es de 300[N/m]. Si el sistema parte del reposo desde una posición en que el resorte está estirado 0,4[m], determine la velocidad angular del cilindro cuando el resorte pase por la posición de equilibrio. 3.- Un cilindro sólido de 4[kg] y radio 30[cm] 1 mr 4.- Una barra uniforme de 400[N] de peso y largo l, se sostiene mediante un cable horizontal según la figura. Si el sistema permanece en equilibrio, determine la tensión del cable y las reacciones vertical y horizontal en A. Segundo semestre Desde la cima de un plano inclinado 3,6 con respecto a la horizontal, se suelta un bloque de 10[kg], el bloque acelera de tal manera que cuando se ha deslizado 60[cm] su rapidez es de 1,9. Para ese trayecto, determine: a) la variación de energía cinética, b) el trabajo del peso, c) el trabajo de la fuerza de roce, d) el coeficiente de roce..- Dos cuerpos de masa 4[kg] y 15[kg], se mueven con velocidades 8 iˆ y 3iˆ, respectivamente. Si el choque es completamente inelástico, determine las velocidades de cada masa después del choque y la pérdida de energía en el impacto. 3.- Un bloque de 5,00[kg] descansa sobre una superficie horizontal sin fricción. Un cordón sujeto al bloque pasa por una polea de 0,10[m] de diámetro y se ata a un bloque colgante de 8,00[kg]. El sistema se libera del reposo y los bloques se mueven 3,00[m] en,00[s]. a) Qué tensión hay en cada parte del cordón?, b) que momento de inercia tiene la polea sobre su eje de rotación? 4.- En un zoológico, una varilla uniforme de 180[N] y 3,00[m] de largo se sostiene en posición horizontal por dos cuerdas en sus extremos. La cuerda izquierda forma un ángulo de 150 con la varilla y la derecha forma un ángulo con la horizontal. Un mono de 90[N] cuelga inmóvil a 0,50[m] del extremo derecho de la varilla. Calcule y las tensiones en las cuerdas.

4 4 Primer Semestre Un cuerpo de masa 48,0[kg] desliza 8,00[m] sobre una superficie horizontal tirado por una fuerza F de 10[N] que forma un ángulo de 60,0 con la horizontal. Si el coeficiente de roce entre el cuerpo y la superficie es 0,150; calcule el trabajo realizado por: a) F, b) la gravedad, c) la fuerza normal, d) la fricción, e) la fuerza neta..- Un objeto de 3,0[Kg] choca elásticamente contra otro objeto en reposo y continúa moviéndose en la dirección original pero a un tercio de su velocidad original. Cuál es la masa del objeto golpeado? 3.- La masa M = 5,00[kg] cuelga del extremo de la cuerda que se encuentra enrollada en el tambor, con I =,50[kg m ], R = 40,0 [cm]. Si la polea pequeña es ideal, determine la rapidez de M cuando ha bajado 5,0[cm] a partir del reposo. 4.- La viga AB, de peso desconocido, homogénea, de largo y articulada en A. El extremo B está unido a una cuerda con tensión T = 15[N], como se muestra en la figura. Sobre la viga descansa un bloque M que pesa [N], colocado a del pivote A. Determine las 4 magnitudes de: a) el peso de la viga, b) las fuerzas horizontal y vertical sobre la viga en A. Segundo Semestre Dos bloques de acero de masas m 0,79[ kg] y m 0,47[ kg] se deslizan sobre una superficie A horizontal sin fricción con velocidad m A 0.40 iˆ y m B 0,4iˆ s. Si chocan y después del impacto la velocidad de B es 0,4 ˆ v B i, determine: a) el coeficiente de restitución entre los bloques, b) la perdida de energía cinética debido al choque..- Un bloque m = 5,00[Kg] sujeto a un resorte indeformado, de N constante 640. El coeficiente de fricción cinética entre el m bloque y la superficie horizontal es 0,40. Si se estira el resorte 0,0[m] y se suelta, determine la velocidad del bloque al pasar por el punto de equilibrio. B 3.- Una esfera sólida homogénea I mr de 4,00[kg] rueda sin resbalar bajando una pendiente de 5 38,0. Calcule la aceleración, la fricción y el coeficiente de fricción mínimo para que no resbale. 4.- La barra homogénea AB de 4[m] de largo y 50 [kg] está pivoteada en A y sostenida por la cuerda vertical CD. Sí 35, y BC = 1[m], encontrar la Tensión de la cuerda y la reacción Vertical en A, para que el sistema este en reposo.

5 5 Primer Semestre Un bloque de 0,0 [kg] (m 1 ) se conecta a otro bloque de 30,0[kg] (m ) por medio de una cuerda que pasa por una polea sin fricción. El bloque de 30,0[kg] está conectado a un resorte de masa despreciable y constante elástica de 50 [N/m]. en la figura el resorte no está deformado y la pendiente no presenta fricción. El bloque de 0,0[kg] se jala 0,0 [cm] hacia abajo y se suelta desde el reposo. Encuentre la velocidad de cada bloque cuando el de 30,0 está a 0,0 [cm] sobre el suelo.. Una masa de 3,00[kg] con una velocidad inicial de 5,00 choca y queda unida a una masa de,00 [kg], cuya velocidad inicial es de. Determine la velocidad final de la masa compuesta. 3. Un cilindro macizo (, de radio 45 [cm] y masa 0 [Kg] rueda hacia abajo libremente, sin deslizar, sobre una superficie inclinada 30 0 respecto de la horizontal, entre dos puntos A y B distantes,4 [m]. si en B tiene rapidez 7,0 [m/s] qué rapidez angular tenía en A?. 4. La figura muestra una barra OA uniforme de 5,00[N] de peso y 15 [m] de largo en estado de equilibrio. Si el peso del bloque Q es de 10 [N] y OB = 10[m], calcule: a) la tensión de la cuerda horizontal BC, b) las componentes horizontal y vertical de la fuerza sobre la barra en O. Segundo Semestre Un resorte de masa despreciable y constante elástica 600 [N/m] se mantiene derecho mediante un tubo guía de paredes lisas. El resorte se comprime 10 [cm] y se fija mediante un pasador. Una esfera de 00 [g], de igual diámetro que el resorte se coloca en contacto con éste y se retira el pasador. Calcule la rapidez de la esfera cuando el resorte recupera su largo natural en los casos: a) el tubo está horizontal, b) el tubo está vertical.. Un cuerpo de masa m 1 = 3,0 [kg] que se mueve con velocidad [m/s], choca con otro de masa m = 5,0 [kg] y velocidad [m/s]. Si el coeficiente de restitución es 0,6 determine: a) las velocidades de los cuerpos después del choque, b) la energía cinética perdida durante el choque. 3. En la figura m 1 = 3,00 [kg] y m = 8,00 [kg] se encuentran unidas por la cuerda que pasa por la polea (I = ) de masa m =,00 [kg] y radio R = 0,100 [m]. Si el coeficiente de fricción cinética entre m 1 y el plano inclinado 30º es 0,1; calcule la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda a cada lado de la polea.

6 6 4. Una viga horizontal uniforme de 8,00 [m] de largo y 00[N] de peso, está unida a un muro por medio de una conexión de pasador. Su extremo está sostenido por un cable que forma un ángulo de 53 0 con la horizontal. Si una persona de 600 [N] está parada a,00 [m] del muro, encuentre la tensión del cable y las fuerzas horizontal y vertical que el pasador ejerce sobre la viga.

7 7 Soluciones Terceras pruebas Física I 007 al 010. Primer Semestre a) [J], b) [J], c) [N]., 3. a) 1,31 [m/s ], b) 13,1 [N] 4. T = 3533 [N], F H = 3533 [N], F v = 7800 [N] Segundo Semestre a) 36 [J], b) -7,4 [J], c) 0, d) -4 [J], e) 4,6 [J], II) 1,4 [m/s].., 3.,67 [m/s] 4. F A = 111 [N], F D = 1848 [N] Primer Semestre a) 479 [J], b) 0, c) 0, d) -134 [J], e) 345 [J]. v = v 3 = 4,4 [Km/s] 3. 5,7 [rad/s] 4. T = 347 [N], F H = 347 [N], F v = 400 [N] Segundo Semestre a) 18,1 [J], b) 3,5 [J], c) -5,4 [J], d) 0,1. ; 3. a) T 1 = 7,5 [N] ; T = 66,4 [N], b) 0,141 [Kg-m ] 4. Ɵ = 4,4º, T A = 10 [N], T B = 46 [N] Primer Semestre a) 480 [J] ; b) 0 ; c) 0, d) -440 [J], e) 40 [J]. 1,5 [Kg] 3. 1,09 [m/s] 4. a) 13 [N], F H = 9 [N], F v = 3 [N] Segundo Semestre a) 0,81 ; b) -0,00 [J]. 1,88 [m/s] 3. a = 4,31 [m/s ] ; f = 6,89 [N], µ = 0,3 4. T = 37 [N], N A = 163 [N]. Primer Semestre ,4 [m/s] Segundo Semestre a) 5,48 [m/s ] ; b) 5,3 [m/s]. a) [m/s] ; [m/s] ; b) 7,6 [J] 3. 5,1 [m/s ] ; 3,5 [N] ; 37,6 [N] 4. T = 313 [N] ; F H = 188 [N] ; F v = 550 [N]