Universidad Autónoma de Nuevo León Preparatoria 8 Requisitos para presentar en 4ª, 5ª y/o 6ª Oportunidad Semestre: Agosto - Diciembre 2016 Materia: Coordinador: Física II M.A. Martín Ramírez Martínez Entregar al Coordinador el día del examen a las 12:00 del día en la Recepción de Subdirección Académica La evaluación sumativa estará compuesta por: 30% Portafolio 70% Examen Métodos gráficos 1. Una persona camina 9 kilómetros al este y luego 6 kilómetros al sur. Calcula la magnitud y la dirección de su resultante. 2. Dos fuerzas F 1 = 60 N y F 2 = 80 N se aplican sobre un cuerpo formando un ángulo de 60 entre ellas. Calcula la magnitud y la dirección de su resultante con respecto a la fuerza de menor magnitud. 3. Dos fuerzas: F 1 = 50 N y F 2 = 90 N se emplean para arrastrar un bote por el agua. Si el ángulo entre ellas es de 50, hallar la magnitud de la fuerza resultante y su dirección con respecto a la fuerza de menor magnitud. 4. Tres fuerzas: F 1 = 40 N a 30, F 2 = 50 N a 120 y F 3 = 30 N a 310 actúan sobre un cuerpo. Determina la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. 5. Tres fuerzas: F 1 = 60 N a 20, F 2 = 80 N a 110 y F 3 = 30 N a 225 actúan sobre un cuerpo. Determina la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 1
Métodos analíticos. 6. Calcula la magnitud y dirección de la resultante de la figura 1.29, si F 1 = 100 N a 30 y F 2 = 90 N a 45 (con respecto al eje x). 7. Calcula la magnitud y dirección de la resultante de la figura 1.30, si F 1 = 90 N a 30 y F 2 = 60 N a 60 (con respecto al eje x). 8. Para los vectores: F 1 = 30 N a 60, F 2 = 40 N a 180 y F 3 = 80 N a 225. Determina la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. 9. Para los vectores: F 1 = 300 N a 0, F 2 = 400 N a 30 y F 3 = 400 N a150. Determina la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. 10. Hallar la magnitud y la dirección de la resultante de cuatro fuerzas: F 1 = 70 N, F 2 = 40 N, F 3 = 50 N y F 4 = 90 N, cuyas direcciones son 45, 90, 120 y 330 respectivamente. Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 2
A partir de los efectos del movimiento. 11.- En el saque, un jugador de tenis acelera uniformemente del reposo una pelota de tenis de 75 gramos de masa a una rapidez de 45 m/s. Suponiendo que la aceleración es uniforme cuando la raqueta se aplica sobre la pelota en una distancia de 0.85 metros, cuál la magnitud de la fuerza ejercida sobre la pelota por la raqueta? 12. Un automóvil de 1600 kilogramos de masa que viaja a 90 km/h en un camino plano y recto, se lleva uniformemente al reposo. Cuál es la magnitud de la fuerza de frenado si ésta se hace en (a) un tiempo de 5 segundos o en (b) una distancia de 50 metros? 13. Un avión jet con un peso de 2.75 x 10 6 N ésta listo para despegar. Si los motores suministran 6.35 x 10 6 N de empuje neto, qué distancia necesitará el avión para alcanzar su rapidez mínima de despegue de 285 km/h? 14. Un automóvil que viaja a 72 km/h a lo largo de un camino recto y plano se detiene uniformemente en una distancia de 40 metros. Si el automóvil pesa 8800 N, cuál es la magnitud de la fuerza para detener el auto? 15. Un auto de 2300 kilogramos que parte del reposo adquiere una velocidad de 72 km/h al final de 10 segundos. Hallar la magnitud de la fuerza aplicada. MOVIMIENTO SOBRE UN PLANO HORIZONTAL Y UN PLANO INCLINADO SIN FRICCIÓN. 16. Una fuerza de 30 N que forma un ángulo de 25º con la horizontal (figura 2.42) se aplica sobre un cuerpo con una masa de 18 kilogramos sobre una superficie horizontal. Despreciando la fuerza de fricción, calcular la aceleración producida y la fuerza normal. Figura 2.42 Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 3
17. Sobre un cuerpo de 100 N se aplica una fuerza de 150 N que forma un ángulo de 30 con la horizontal. Si el cuerpo se desliza sobre una superficie horizontal sin fricción, calcular la aceleración producida y la fuerza normal. 18. Un objeto de 15 kilogramos se mueve horizontalmente sobre un plano sin fricción, por aplicación de una fuerza de 50 N que forma un ángulo de 45 con la horizontal. Calcular la aceleración producida y la fuerza normal. 19. A un cuerpo de 20 kilogramos de masa se le aplica una fuerza de 160 N para subirlo por una pendiente de 40º de inclinación. Si la fuerza es paralela al plano y se desprecia la fuerza de fricción, calcular la aceleración del cuerpo y la fuerza normal. 20. Un cuerpo de masa igual a 12 kilogramos se desliza sin fricción sobre un plano inclinado que tiene un ángulo de 37º con la horizontal. Calcula la aceleración del cuerpo y la fuerza normal. MOVIMIENTO SOBRE UN PLANO HORIZONTAL Y UN PLANO INCLINADO CON FRICCIÓN. 21. Se aplica una fuerza de 35 N sobre un cuerpo para deslizarlo a velocidad constante sobre una superficie horizontal (figura 2.45). Si la masa del cuerpo es de 12 kilogramos. Cuál es el coeficiente de fricción cinético entre el objeto y la superficie? Figura 2.45 22. Sobre un bloque de 50 N de peso se aplica una fuerza de 18 N que forma un ángulo de 37º con la horizontal (figura 2.46). Si el bloque adquiere una aceleración de 2 m/s 2, calcular el coeficiente de fricción cinético. Figura 2.46 Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 4
23. Una caja de madera de 30 kilogramos se empuja a lo largo de una superficie horizontal por una fuerza paralela a la superficie de 135 N. Si la caja se desliza a velocidad constante, determina el coeficiente de fricción cinético entre la caja y la superficie. 24. Un objeto de 40 kilogramos se desliza sobre una superficie horizontal al aplicarle una fuerza de 80 N que forma un ángulo de 50 con la horizontal. Si el coeficiente de fricción cinético es de 0.14, calcula la aceleración del objeto. 25. Un esquiador de 80 kilogramos se desliza hacia abajo por una pendiente de 37. Si el coeficiente de fricción cinético es de 0.12, calcula la aceleración del esquiador. ESTÁTICA 26. Un cuerpo cuyo peso es de 100 N está suspendido de una armadura, como se muestra en la figura 2.49. Determinar el valor de la tensión de la cuerda y el empuje de la barra. Figura 2.49 27. Un cuerpo de 14 kilogramos suspendido mediante una cuerda T 1 es estirado hacia un lado en forma horizontal mediante una cuerda T 2 y sujetado de tal manera que la cuerda T 1 forma un ángulo de 50 con el muro. (Ver figura 2.50). Determinar las tensiones T 1 y T 2. Figura 2.50 Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 5
LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL 28. Utiliza los siguientes datos para determinar la fuerza gravitacional entre Júpiter y el Sol: m 1 = 1.98 x 10 30 Kg. (masa del Sol). 7.8 x 10 11 m. (distancia entre el Sol y Júpiter) 29. Determina la fuerza gravitacional entre Marte y Venus con los siguientes datos: m 1 = 6.4 x 10 24 Kg. (Masa de Marte) m 2 = 4.89 x 10 23 Kg. (Masa de Venus) r = 119.64 x 10 6 Km. (Distancia entre Marte y Venus) 30. Dos satélite de masas 350 kilogramos y 750 kilogramos respectivamente, son puestos en órbita, de forma que la fuerza de atracción gravitacional entre ellos es de 3.2 x 10-8 N. Cuál es la separación entre los satélites? 31. A qué distancia deben estar separados dos cuerpos, uno de 1000 Kg. y otro de 2000 Kg., si la fuerza de atracción entre ellos es de 1.76 x 10-3 N. TRABAJO y POTENCIA 32. Una fuerza de 3 newton actúa horizontalmente sobre un cuerpo a lo largo de una distancia de 12 metros en dirección y sentido de la fuerza durante 10 segundos. Determina el trabajo realizado sobre el cuerpo y la potencia desarrollada. 33. Un objeto de 4 kilogramos se eleva a una altura de 1.5 metros en un tiempo de 5 segundos. a) Cuál es el trabajo realizado sobre el objeto? b) Cuál es la potencia desarrollada? 34. Una fuerza de 75 newton actúa sobre un cuerpo mediante una cuerda que forma un ángulo de 28º con la horizontal y lo desplaza horizontalmente 8 metros. Cuánto trabajo desarrolla la fuerza al tirar del objeto? 35. Un bloque de 7 kilogramos es empujado 14 metros a lo largo de una superficie horizontal por una fuerza constante de 34 N. (figura 3). Si el coeficiente de fricción cinética es de µ k = 0.45, cuál es el trabajo de la fuerza resultante sobre el bloque? Figura 3 Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 6
36. Un bloque de 14 kilogramos es empujado por una fuerza de 140 newton que hace un ángulo de 37º con la horizontal (figura 4). Si el desplazamiento del bloque es de 5 metros y el coeficiente de fricción entre el cuerpo y el suelo de µ k = 0.34, calcular: a) El trabajo de la fuerza resultante sobre el bloque b) La potencia desarrollada si la fuerza resultante actúa durante 12 segundos. Figura 4 37. Un bloque de 700 newton se arrastra por una superficie horizontal por medio de una cuerda que forma un ángulo de 53º con la horizontal y recorre una distancia de 25 metros (figura 5). Si el coeficiente de fricción cinética es de 0.67 y la tensión en la cuerda es T= 650 newton, calcular: a) La fuerza normal b) La fuerza de fricción c) La fuerza resultante d) El trabajo resultante Figura 5 38. Una pelota de béisbol de 0.2 Kg. se mueve hacía el bateador con una velocidad de 30m/s y es golpeada con un bate, lo cual hace que se mueva en dirección contraria con una velocidad de 50m/s. determine el impulso y la fuerza media ejercida sobre la pelota si el impacto dura 8 x 10-3 seg. 39. Una bala de 24 gramos es dispara a una velocidad de 900 m/s con un rifle de 5 Kg. Halle la velocidad de retroceso del rifle. 40. Un niño de 20 Kg. está quieto en un carrito. Cuando el niño salta hacia delante a 2m/s el carrito es lanzado hacia atrás a 12m/s. Cuál es la masa del carrito? 41. Cuando un cohete de 60 gramos estalla, un trozo de 45 gramos es lanzado a la izquierda y el otro a la derecha, con una velocidad de 40m/s. Cuál es la velocidad del trozo de 45 gramos? Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 7
42. Un cuerpo cuya masa es de 3 kg lleva una velocidad de 6 m/s. Al chocar de frente con otro cuerpo de 2 kg, que inicialmente esta en reposo, adquiere una velocidad de 3 m/s después de choque. Cuál es la velocidad del segundo cuerpo después del choque si los dos se mueven en el mismo sentido? 43. Se dispara una bala de 0.02 kg. Con una velocidad de 620 m/s, incrustándose en un bloque de madera de 4Kg, inicialmente en reposo Cuál será la velocidad del bloque y la bala? 44. Un carro de carga de ferrocarril que tiene una velocidad de 10 km/h choca con otro idéntico que se encuentra estacionado y se acoplan juntos. Cuál es la velocidad de los dos carros después de la colisión? 45. Un vagón cargado cuya masa es de 1600 kilogramos rueda a los largo de una vía horizontal con una velocidad de 1.5 m/s hacia un vagón vacío estacionado. Los dos se enganchan y siguen con una velocidad de 1 m/s. Determine la masa del vagón vacío. Atentamente, SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA Portafolio de Física II 4ª, 5ª y/o 6ª Op. Agosto-Diciembre 2016 8