Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final Extra / 15 diciembre 2000

Documentos relacionados
Instituto de Física Facultad de Ingeniería Universidad de la República

6. CORRIENTES ALTERNAS

respecto del eje de las x: 30º 45º a) 6.00 unidades y 90º b) 2.16 unidades y 80º x c) 2.65 unidades y 70º d) 2.37 unidades y 52º C r

CHOQUES, EXPLOSIONES Y DEFORMACIONES EN SÓLIDOS

Ejemplos de problemas resueltos

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen final / 18 septiembre mm. 0.6 v = = 75 / 125 = 0.6 = 100 / 125 = 0.8.

FÍSICA APLICADA. PRIMER PARCIAL 18 - MARZO 2015 CUESTIONES TEORÍA

En un ciclo completo el cuerpo se mueve de x=a a x= A y regresa en x= A El movimiento armónico simple esta caracterizado por: PERIODO (T): es el

DINÁMICA FCA 04 ANDALUCÍA

ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO.

COLEGIO LA PROVIDENCIA

Capítulo 10. Rotación de un Cuerpo Rígido

Capítulo 6: Entropía.

Tema 2. teoría cinética de gases. Problemas (10-22)

M. A. S. Y MOV. ONDULATORIO FCA 05 ANDALUCÍA

MECÁNICA DE FLUIDOS HIDROESTÁTICA

ECUACION DINÁMICA DE ROTACIÓN PURA DE UN CUERPO RIGIDO ALREDEDOR DE UN EJE ω

Fracción de petróleo Tubería Q min = m / C. = 2m

P t. Primer Semestre 2010 PAUTA AYUDANTÍA 7 DINÁMICA DE FLUIDOS. Loa fluidos se pueden clasificar de las siguientes maneras:

Capítulo 11. Suma de momentos angulares Valores propios Funciones propias Ejemplo. Momento angular total de un átomo hidrogenoide

! y teniendo en cuenta que el movimiento se reduce a una dimensión

SOLUCIONES DE LOS EJERCICIOS DE LA OLIMPIADA DEL FASE LOCAL

Respecto del eje de giro de la rueda, cuál de las siguientes cantidades permanece constante mientras esta desciende por el plano inclinado?

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN LUIS FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS AGROPECUARIAS

APLICACIONES DE LA ECUACION DE BERNOULLI

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen final / 29 de junio de 2004 = + x t

Solución: a) A dicha distancia la fuerza centrífuga iguala a la fuerza de rozamiento, por lo que se cumple: ω r= m mg 0, 4 9,8.

TEMAS SELECTOS DE FÍSICA I GUÍA DE ESTUDIO PARA EL EXAMEN EXTRAORDINARIO

Examen de Física (PAU Junio 2014) Opción A

MÓDULO DE FÍSICA. 5. En el fenómeno de la refracción, en ambos medios, la onda mantiene constante su

MOVIMIENTO PARABÓLICO = =

ACTIVIDADES RESUELTAS T 3 MCU Ley de Gravitación Universal. Actividad 1.- Define movimiento circular uniforme, radio vector y desplazamiento angular.

EJERCICIOS DE HIDROSTÁTICA

TRABAJO Y ENERGÍA. Cuestiones. Trabajo y potencia.

PARTE 2. FLUIDOS. Bolilla 6: Mecanica de Fluidos

Formulario PSU Parte común y optativa de Física

SISTEMAS DINÁMICOS IEM2º - Modelos de Sistemas Mecánicos PROBLEMAS

Facultad de Ciencias Curso Grado de Óptica y Optometría SOLUCIONES PROBLEMAS FÍSICA. TEMA 1: MECÁNICA DE SÓLIDOS Y FLUIDOS

Avisos para el cálculo y la selección del amortiguador apropiado

ONDAS MECÁNICAS EJERCICIOS PROPUESTOS. m v = 87,444 s. m v = 109,545 s

TEMA 1: LA CIENCIA: LA MATERIA Y SU MEDIDA

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen septiembre / 3 septiembre 2012

TRABAJO Y ENERGÍA. Ejercicios de la unidad 15

Fuente de Alimentación de Tensión

Programa. Intensivo. Pregunta PSU Tip

DINÁMICA. EJERCICIOS DESARROLLADOS. LIBRO MECÁNICA VECTORIAL DE DINÁMICA POR SHAMES IRVING 4ta Edición.

m s EJEMPLO 14.7 Se bombea aceite con densidad ρ aceite

( ) ( 5. = Velocidad LLENADO. Determinación del Flujo Volumétrico de llenado Esta determinación se la realiza con la ecuación de la continuidad.

FUERZAS DE ROZAMIENTO (deslizamiento) FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICA

TALLER DE TRABAJO Y ENERGÍA

PRIMERA EVALUACIÓN DE FÍSICA NIVEL 0B INVIERNO 2012

CAMPO MAGNÉTICO FCA 07 ANDALUCÍA

Describe, en función de la diferencia de fase, qué ocurre cuando se superponen dos ondas progresivas armónicas de la misma amplitud y frecuencia.

CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA PVF13-1**. Contracción de vena líquida

Dinámica del cuerpo rígido: momento de inercia, aceleración angular.

Dpto. Física y Mecánica. Cinemática del. Movimiento plano paralelo. Elvira Martínez Ramírez

TEST. Cinemática 129. a) 8 b) 1 / 2 c) 10 d) 1 e) 3. a) d) 2.- De las gráficas: b) e) N.A.

27.21 El deuterón (el núcleo de un isótopo de hidrógeno) tiene una masa de kg y una carga de C. Un deuterón recorre una

Instituto de Física Facultad de Ingeniería Universidad de la República

a) De la expresión analítica se obtiene la pulsación: ω = 6280 rad/s. Frecuencia: f ω 1000 Hz=1 khz 12 7,64 A

Problemas tema 1: Oscilaciones. Problemas de Oscilaciones. Boletín 1 Tema 1. Fátima Masot Conde. Ing. Industrial 2007/08

Escuela de Ingenieros School of Engineering

Informe de laboratorio Determinación del valor de la aceleración de la gravedad g a través del método del plano inclinado

Momento angular o cinético

Instituto de Física Facultad de Ingeniería Universidad de la República

MOVIMIENTO RECTILÍNEO Y UNIFORMEMENTE ACELERADO

MECANICA DE FLUIDOS. Qué estudia la hidráulica?. Líquidos. Fuidos

Trabajo Práctico 3 - Cinemática del cuerpo rígido Edición 2014

Movimiento Ondulatorio Ejercicios resueltos

OPCION A OPCION B CURSO

SISTEMAS DE UNIDADES Y ECUACIONES DE DIMENSIÓN APLICACIÓN A LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE UTILIZACIÓN EN LA HIDRÁULICA

Movimiento Amortiguado y Forzado

Solución de Examen Final Física I

Universidad Nacional de La Plata Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. INTRODUCCIÓN a las CIENCIAS de la ATMÓSFERA

Dinamica de rotacion. Torque. Momentum Angular. Aplicaciones.

PROBLEMA Nº1. Z 3 =80 Z 2 =20 Z 1 =40 O 2

Determinación de la cantidad de agua congelable y no congelable presente en un alimento congelado

SISTEMAS NO INERCIALES

Práctica 1: Dobladora de tubos

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Segundo Parcial / 5 de abril de 2003

Física: Rotación de un Cuerpo Rígido

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS Ingeniería Técnica Industrial. Especialidad en Electrónica Industrial Boletín n o 4

Práctico 2: Mecánica lagrangeana

CAPÍTULO 2. RESISTENCIAS PASIVAS

El núcleo y sus radiaciones Clase 15 Curso 2011 Página 1. Departamento de Física Fac. Ciencias Exactas - UNLP. Paridad

Examen de Física-1, 1 Ingeniería Química Examen final. Septiembre de 2014 Problemas (Dos puntos por problema).

Problemas propuestos sobre Dinámica

PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA PVF15-1* Fotografía 1. Fotografía 2

PROBLEMAS PROPUESTOS

Cinemática del sólido rígido

UNIVERSIDAD DE SEVILLA

Circuitos. Circuito Operacional y Circuito Complejo Marzo 2003

Problemas de Física I

Dinámica en dos o tres dimensiones

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO FIZ 1300 FIS 1532 (10)

axt gt v v g v El alcance y las componentes de la velocidad en ese instante serán: v(b) = = 116 = m/s θ = arctg = arg tg 2.

M. A. S. Y MOV. ONDULATORIO FCA 04 ANDALUCÍA

DINAMICA DEL PUNTO. Es el momento con respecto a un punto O de la cantidad de movimiento de una partícula móvil.

FUERZA CENTRAL (soluciones)

Transcripción:

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre. El plano vertical repreentado en la figura gira alrededor del eje Oz z, z con velocidad angular contante de /π r.p.. Un dico de c de radio, contenido en dicho plano, rueda in delizar obre la interección del io plano con el plano xy, con una velocidad de tralación de 4 /. alcular la velocidad y la aceleración del punto P del dico diaetralente P opueto al de contacto con el plano xy cuando el centro del dico etá a 3 del eje z y θ π/. O v y onidereo un itea de referencia fijo (xyz) y otro θ itea de referencia óvil (x y z ) cuyo plano y z e x olidario al plano vertical repreentado en la figura. En el y intante coniderado el plano óvil coincide con el plano yz, de odo que, en ee intante, coinciden la bae vectoriale de abo referenciale. El oviiento ativo del dico e una rodadura pura obre el eje Oy y el oviiento de atre e una rotación pura alrededor del eje Oz con velocidad angular π ω 4 rad/ ω rad/ π 6 4 La rodadura del dico en el plano óvil no aciona la velocidad del centro del dico, v 4 j / con la velocidad angular de rotación ω del io; i.e., v v 4 ω R ω rad/ ω rad/ R. La velocidad aboluta del punto P (v P ) erá la ua de u velocidad ativa (v) y u velocidad de atre (v ): P 4 8 v v + ω +. vp v v ω OP 3 4.4 + v 8 / La aceleración aboluta punto P (a P ) la calculao coo la ua de la aceleración ativa (a ), la de atre (a ) y la de orioli (a or ): d a a + ω P + ( P) ω P dt ω ω 8 a dω OP OP 48 + dt ω ω 4 ( ) 64 a v a a a 4 or ω 8 P + aor 48 64 + 8 Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre. Una eiefera hueca de kg decana obre un plano horizontal. Sobre un punto de u borde e coloca una aa, inclinándoe la eiefera un ángulo de 45º. alcúlee el valor de la aa. Deterinación del centro de aa de una capa heieférica: 45º M g z z c zd S r Ren θ S z Rcoθ S (4 πr ) πr d S ( πr) Rdθ πr enθd π/ 3 / πr π en c ( co θ)π en θdθ en θcoθdθ S πr θ R z R R R O φ N r θ R R 45º Rdθ π/ ondición de equilibrio: Toao oento en O. R MO gr coφ M en φ M tgφ para φ 45º, erá M para M kg, erá 5kg θ Mg Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 3. La rueda repreentada en la figura conite en un eicírculo de adera que pea N contenido en un aro circular de acero de 45c de diáetro y peo y groor depreciable. Si rueda in delizaiento por un pio horizontal y tiene una velocidad angular de 5 rad/ en entido horario cuando u centro de aa e halla directaente debajo del centro de la rueda. a) Deterinar la velocidad angular de la rueda cuando e halle directaente a la izquierda de. b) alcular la coponente noral y de rozaiento de la fuerza que el uelo ejerce obre la rueda cuando e halla directaente a la izquierda de. ω Deterinación del c.. de un eicírculo: º teorea de Pappu: Vπy c S y πr 4 3 V 3 4 c π S π πr R 3π álculo del oento de inercia: I ½R.58 kg. I I -δ.65 kg. I O I -(R-δ).336 kg. I P I +(R + δ ).774 kg. a) onervación de la energía: I ω gδ+ I ω I ω ω ω O O O O P P P 4R 4.5 δ.955 3π 3 π gδ I.336 5.955 73.35 (rad/) ωp 8.54 rad/.774 p b) Ecuacione del oviiento: f a x N g a y con fr δn Iα ya que a a + α ω P ax αr+ δω a y αδ αr δ δ αr+ ω δ f P + ω αδ α De odo que f ( αr+ ω δ) N g αδ fr δn Iα f 6.8 N N 7.4 N α - 33.6 rad/ P O g N O δ P Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 4. Una cuerda con una denidad lineal de 4 g/ etá oetida a una tenión de 36 N y etá fija en abo extreo. Una de u frecuencia de reonancia e 375 Hz; la iguiente frecuencia á alta e de 45 Hz. a) uál e la frecuencia de reonancia fundaental? b) Qué arónico on lo que e dan en el enunciado de ete problea? c) uál e la longitud de la cuerda? a) La frecuencia de la onda etacionaria que pueden reidir en la cuerda on últiplo de la frecuencia fundaental o prier arónico. n n+ ( n + ) } ν ( νn νn) ν nν ν ν + En conecuencia, la frecuencia fundaental e: ν 45 375 Hz ν 75 Hz b) En el enunciado del problea e dan el quinto y el exto arónico, ya que: νn 375 45 n 5 6 ν 75 75 c) La longitud de la cuerda e la itad de la longitud de onda del prier arónico F 36 c 3 / 3 μ 4 c c 3 λ λ 4 L λ 8 ν ν 75 λ L L prier arónico fundaental (n ) egundo arónico (n ) tercer arónico (n 3) cuarto arónico (n 4) Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 5. Un depóito de grande dienione deagua ediante un tubo ifón de ección S y terinado en un etrechaiento de ección S/4, coo e indica en la figura. a) Deterinar la preión en A. b) alcular valor áxio de h 3 para que el depóito continúe deaguando. B A h a) Aplicao la ecuación de Bernoulli entre B-: p + ρgh ( +h) + p + + ρv at 3 at v ρg( h + h ) 3 Ecuación de continuidad entre A-: S vs A v va 4 v 4 Ecuación de Bernoulli entre B-A: p + ρg( h + h ) p + ρg( h + h + h ) + ρv at 3 A 3 A Nivel de ref. v pat pa + ρgh + ρ pa + ρgh + 6ρg( h + h3 ) 4 [ ] p p ρgh ρg( h + h ) p ρg h + ( h + h ) A at 6 3 at 6 3 h h 3 b) Para p A, (en realidad p A p, preión de vapor aturante), erá: p ρg at 6 p at h + 6 ( h + h3) h 3 6h ρg h Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 6. Un recinto de parede rígida y adiabática etá dividido en do copartiento ediante un tabique ligero y óvil. Uno de lo copartiento contiene un ol de anhídrido carbónico a una preión inicial de 5 at y una teperatura de 3 K; en el otro copartiiento exite el vacío. Peritio que el ga e expanione epontáneaente O vacío hata que u voluen e hace vece uperior a u voluen inicial. Supongao que el O e coporte coo un ga perfecto. a) Explicar i el proceo e reverible o no. Se intercabia calor? Se realiza trabajo? b) alcúlene lo cabio de energía interna, de teperatura y de entropía, experientado durante el proceo. Dato: R.987 cal/(ol K).857 (at L)/(ol K). a) El proceo e irreverible, epontáneo, ya que al expanionare contra el vacío lo etado interedio no erán etado de equilibrio. Por coniguiente: No e intercabia calor (parede adiabática) No e realiza trabajo, por tratare de una expanión contra el vacío. b) Según el prier principio de la terodináica Δ U Q W y, pueto que no e intercabia calor ni trabajo, e Δ U. Entonce, dado que la energía interna del ga ideal e tan olo función de la teperatura, erá ΔU n ΔT ΔT V y la teperatura peranece contante (efecto de Joule-Kelvin). La variación de entropía la calculao coo đq Δ S rev T oo el proceo que e decribe en el enunciado e irreverible, para calcular ΔS debeo iaginar una tranforación reverible que lleve al itea del etado inicial al final. Pueto que la teperatura inicial e igual a la final podeo coniderar un proceo iotero: T cte du đq pdv đq pdv V Δ S nr nrln ln đq pdv V dv T T V V V rev nr cal Δ S ol.987 ln Δ S 5.95 cal/k ol K Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 7. Do condenadore de placa paralela, cada uno con una capacidad de μf, etán conectado en paralelo a una batería de V. Deterinar: a) la carga en cada condenador y la energía total alacenada por lo condenadore. A continuación, lo condenadore e deconectan de la batería y entre la placa del condenador e inerta un dieléctrico de contante k.5. En eta condicione, deterinar: b) la diferencia de potencial entre la placa de cada condenador, c) la carga depoitada obre cada uno de ello y la energía total alacenada por abo. a) Abo oportan la ia tenión ( V), y coo tienen la ia capacidad, erá V Q Q V 4 μ Qtotal Q + Q 48 μ U V 44 μj U U + U 88 μj U V 44 μj V μf μf b) La carga total peranece invariable depué de deconectar la batería. μf Q V con Q + Q Qtotal k 5 μf Q V μf 5 μf Qtotal 48 μ ( + ) V Qtotal V 6.86 V + 7 μf c) Abo condenadore oportan la ia d.d.p. Q V 6.86 3.7 μ con Q Q Q V 5 6.86 34.3 μ + 48 μ U V 6.86 47μJ U U + U 65 μj U V 6.86 8 μj Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba

Fundaento Fíico de la Ingeniería Exaen Final Extra / 5 diciebre 8. Un circuito erie, alientado con tenión alterna de 5 V y 5 Hz de frecuencia, etá forado por una reitencia de 8 Ω, una autoinducción Ω de reactancia y un condenador de 6 Ω de reactancia. a) Qué intenidad circulará por el circuito? b) Si la corriente alterna varía u frecuencia a 5 Hz, in variar u tenión, qué intenidad circulará por el circuito? c) Deterinar eleento en paralelo neceario para corregir copletaente el factor de potencia, en cada cao. a) Tenión alterna de 5 V y 5 Hz de frecuencia ω πν π rad/ Z 8+ j-6 j8+6 j Ω (inductivo) I V 5 36.9º º.5 36.9º 7.5j A Z 36.9º b) Tenión alterna de 5 V y 5 Hz de frecuencia X L ω L ω X L 6Ω XL ωl ω ω πν 5π rad/ X ω ω X Ω X ω ω Z 8+ 6j-j 8-6j Ω (capacitativo) I V 5-36.9º º 36.9º + Z 36.9º.5 7.5j A Ω 8j Ω -6j Ω 5 V 5 Hz Ω 6j Ω -j Ω 5 V 5 Hz c) oo el circuito e inductivo, hay que colocar un condenador en paralelo. V Ireact I enφ ωv X I enφ 7.5 ωv π 5 6 9 F 9μF c) oo el circuito e capacitativo, hay que colocar una autoinducción en paralelo. I react V V I en φ ωl X L V 5 L ωi en φ 5π 7. 5 3 6 H 6 H Reviión: 4/4/8 - Ipreión:4/4/8 Univeridad de órdoba