Evaluaciones de Física 1, 2007-2 al 2010-1 Universidad de Lima, Perú

UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2007-II 1.Sobre un cuerpo de masa despreciable, se aplica la fuerza F de magnitud 90 N que pasa por los puntos A(9;8;7) m y B(3; 5; 1) m en el sentido de B a A. NO o torque que realiza a. Calcule el momento SE EVALÚA la fuerza F, con respecto al punto D(2;2;2) m. b. Determine la expresión vectorial del torque que se necesitaría para que el cuerpo se encuentre en equilibrio. 2. El sistema mostrado en la figura está en equilibrio. Los bloques A y B pesan 5 N y 20 N respectivamente. Halle el coeficiente de rozamiento entre la pared y el bloque A si no existe fricción entre la esfera y dicho bloque. 2010 - II 4. Responda las siguientes preguntas indicando la justificación conceptual de sus respuestas. a. Al empujar horizontalmente una caja con una fuerza de 100 N, ésta se desliza con velocidad constante. ¿Cuánto vale la fuerza de fricción que actúa sobre la caja? b. Si una partícula de masa despreciable en el espacio está sometida a tres fuerzas constantes F1=(2;-3;6) N, F2=(5;-4;1) N y F3; ¿qué componentes tendrá F3 para que la partícula se desplace en línea recta y a velocidad constante? c. Para el sistema mostrado, ¿qué fuerza de reacción es mayor, la del cuerpo A sobre el cuerpo B o viceversa?. A B 3. En la figura, la barra AB es uniforme y homogénea con una longitud de 10 m y un peso W. El sistema se mantiene en equilibrio por una cuerda que sujeta a la barra en el punto M, ubicado a 4 m del extremo B. a. Realice el diagrama de cuerpo libre de la barra AB. b. Determine el valor de la tensión de la cuerda que sujeta a la barra. c. Determine el peso W de la barra AB. d. Calcule la expresión vectorial de la reacción en la articulación A. Considere que las poleas son de peso despreciable y no tienen rozamiento. y x M A 53° 15° B 100 N EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 1 de 24 UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2008-I P=50 N 2010 - II A 1. Una pieza angular de peso despreciable se encuentra en equilibrio por efecto de la fuerza horizontal P. Se sabe que el bloque B pesa 60 N. Determine: a. El diagrama de cuerpo libre de la barra. b. La magnitud de la fuerza P necesaria para mantener el equilibrio. c. La expresión vectorial de la reacción en la articulación A. z y m 0, 12 x B B 37° 37° A 0. 10 m P 4. La figura muestra dos fuerzas F1 y F2 actuando sobre una barra de longitud 2a y peso despreciable. Si el sistema está en equilibrio: F2 a a 2. Se tienen dos fuerzas F1 y F2 cuyas líneas de acción se indican en la figura adjunta. Se sabe que módulo de F1 tiene un F1 A O F2 C 100 13 F2 4m NO SE EVALÚA N, x mientras que tiene un 6m B módulo de 500 N. Determine: a. La expresión vectorial de la fuerza resultante. b. El torque o momento total respecto al origen de coordenadas. 3. El sistema mostrado en la figura se encuentra en equilibrio y a punto de moverse por acción de la fuerza P de magnitud 50 newtons. El coeficiente de rozamiento entre los bloques es µS y entre el bloque B y el piso es 0,6. Si WA=20 N y WB=50 N, determine: a. El diagrama de cuerpo libre del bloque B. b. El coeficiente de rozamiento µS entre A y B. c. El diagrama de cuerpo libre del bloque A. d. La tensión de la cuerda. EVALU ACION ES FÍSI CA I 3m a. ¿Cuál de las dos fuerzas es F1 mayor? Explique su respuesta. b. ¿Cuál de las dos fuerzas realiza mayor torque con respecto a la articulación? Justifique su repuesta. y Página 2 de 24 Unidad (a) (b) (c) (d) m/s N N.2.1)m.II c. F3=10 N y está en la dirección EVALÚA hacia A. El módulo de la fuerza F c.96° F A A 45° EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 3 de 24 . tal como se muestra en la figura.10. Escriba en los paréntesis. y se mantiene en equilibrio debido a la acción de la fuerza F. El diagrama de cuerpo libre del bloque B. a.1. Sabiendo que: F1=10 N y está en la dirección de B (1.1) m hacia A. x C 2010 . La fuerza resultante sobre la partícula b. d. Determine: a.1) m Calcule: a. Los bloques A y B de pesos 20 N y 50 N respectivamente se encuentran en equilibrio.1.m kg Magnitud física ( ) Coeficiente de fricción ( ) Peso ( ) Masa ( ) Torque ( ) Normal ( ) Tiempo 37° A B 4. El valor de µ. b. La reacción entre los bloques A y B. 3. y el coeficiente de rozamiento entre A y B es µ. El torque resultante respecto al punto E(0. la unidad del Sistema Internacional que le corresponde a cada magnitud física. Determine: a. El diagrama de cuerpo libre del bloque A. El diagrama de cuerpo libre de la barra AB b. Sabiendo que el módulo de F es máximo y que no existe rozamiento en la polea de peso despreciable. Tres fuerzas son aplicadas sobre una partícula que está ubicada en A(1. B 75.1) m hacia A. Indique el vector unitario del torque realizado Z por la fuerza F con respecto a la articulación y F A. ¿Es correcto afirmar que un cuerpo que se desplaza horizontalmente a velocidad constante se encuentra en equilibrio? Justifique su respuesta b. F2=20 N y está en la dirección de C (-10. El coeficiente de rozamiento µ entre A y B.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2008-II 1.25. Una barra homogénea AB de peso 10 N y longitud L se apoya por su extremo A sobre un suelo horizontal rugoso con coeficiente de fricción µ.1. Si el coeficiente de rozamiento entre A y la pared es 0. NO SE de D (10. c.1) m 2. El coeficiente de rozamiento estático entre el cilindro A y el piso. tal como se muestra en la figura. ¿en qué sentido (horario o antihorario) giraría la barra con respecto a la articulación en A? 3. b. i. ¿Se puede decir que la bola está en equilibrio en ese instante? c. Si se quita el resorte y el resto de las fuerzas se mantiene en el valor obtenido. 2. b. a.0 m (ver figura). A 1/3 L 3/4 L B 53° EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 4 de 24 . Una caja muy pesada cuelga de una cuerda vertical. Los cilindros A y B son idénticos y K= 100 N/m están apoyados sobre un piso rugoso. vuela de A a B y de B a C. El módulo de la reacción entre los cilindros A y C. Calcule: a. si los cilindros están a punto de deslizarse sobre el piso. c. El cilindro C está sostenido del techo mediante un resorte de constante de rigidez k=100 N/m. Sabiendo que C el sistema está en equilibro y que el resorte se estira 5 cm. d. b.II y C 4. Determine el valor de la tensión de la cuerda. Una mosca encerrada en un cubo de lado 2. Determinar: 45° 45° B A a. ¿Qué fuerza(s) actúa(n) sobre la bola instantáneamente en ese punto? ii.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2009-I 1. El Diagrama de Cuerpo Libre del cilindro C. El Diagrama de Cuerpo Libre del cilindro A. c. El rozamiento que los zapatos de una persona realiza con el piso para que ésta pueda caminar. ¿La tensión de la cuerda es mayor cuando la caja está en reposo o cuando sube con velocidad constante? Explique claramente. La reacción en una articulación: ii.69 m. La expresión vectorial del vector AB. b. Se sabe que el resorte de constante de rigidez k=100 N/m está comprimido 0. Indique en qué unidades se mide: i. B y C de 1 kg de masa cada uno. Se A sabe que el punto B se encuentra en la diagonal de la NO SE EVALÚA cara superior del cubo y la distancia AB mide 2. a. Presente el diagrama de cuerpo libre de la barra AB. Se tiene tres cilindros A.5 m. La barra uniforme y homogénea AB de peso 16 N se mantiene en equilibrio en la posición mostrada en la figura. z B 2010 . d. Determine el módulo del x vector resultante. Una bola lanzada verticalmente hacia arriba tiene velocidad nula en su punto más alto. La expresión vectorial de la articulación en A. Presente el diagrama de cuerpo libre de la barra AB. c. La posición final del móvil B d. Presente el diagrama de cuerpo libre de la barra AB. Jugando en la playa.31 pie .25m de agua. En la figura se muestra la posición de equilibrio del cable BC y el resorte bajo la acción de una fuerza P.II B P 40° C 3. Analice la veracidad ó falsedad de las siguientes afirmaciones. a. Se observa un objeto que se mueve con velocidad constante sobre una mesa. determine: a.5 pulgadas por minuto. Sabiendo que α=20° y que el resorte de constante de rigidez k=600 N/m está estirado 0. ¿Qué porcentaje del balde podrá llenar el niño con el agua del depósito? Datos: 1 pie=12 pulg. iv. ¿Cuánto tardará en recorrer un tallo de 2. Si se sabe que los resortes se encuentran estirados 0.54 cm c. Un gusano se desplaza en línea recta y con rapidez constante a razón de 0. sostiene un E bloque C de 200 N de peso tal como lo indica A la figura.2 m. ii.5 m de alto? Dato: 1 pulg=2. Para 3 llenarlo. 1 m La barra se encuentra en equilibrio. 3 A a 2010 . Actúa una fuerza constante en la dirección del movimiento iii. La aceleración que experimenta el objeto es cero. recurre a un depósito totalmente lleno con 0. b. La fuerza neta que actúa sobre el objeto es cero. pero a punto de deslizarse. i. Determine la aceleración del móvil A en t=5 s t 5 (s) b. D 37° B 4. 1 pulg=2. El móvil A tiene una rapidez inicial de 75 10 m/s mientras que el móvil B tiene B una aceleración de -10m/s2. El valor de las tensiones en los cables. d. No actúan fuerzas sobre el objeto. se A B k1 a encuentra en equilibrio debido al bloque y a los resortes de k2 constantes de elasticidad k1=4 D N/cm y k2=48 N/cm. a. La barra AB uniforme y homogénea de 200 N de peso. El diagrama de cuerpo libre del nudo B. mostrada en la figura. b. justifique debidamente su respuesta. ¿Es posible afirmar que la rapidez de A y B en t=5 s es la misma? Explique EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 5 de 24 . La gráfica de posición (y) versus y tiempo (t) muestra el movimiento (m) A rectilíneo uniforme variado de dos móviles A y B. Una barra uniforme y homogénea AB de 4 metros de longitud y peso 500 N. debido a la acción de dos cables (uno horizontal y otro vertical en el C extremo A) y apoyada sobre una superficie horizontal rugosa en B de µ=1/3 a. un niño encuentra un balde de 35. 2. indicando las fuerzas en los resortes.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2009-II 1. Determine la magnitud de la fuerza P.35 m.54 cm b. d. Determine la magnitud de la reacción normal en B. Determine la velocidad del móvil B en t=8 s c. La magnitud de la fuerza de rozamiento en B. Después de golpear la pelota con el bate. b. No hay fuerzas actuando sobre el libro. Una caja de 40 kg está en reposo en una superficie horizontal.50 y B = 0.25).6 g/cm 3. Dos cajas A y B se encuentran sobre superficies inclinadas rugosas ( S = 0. Calcule el módulo de la fuerza F. F A tal como se muestra en la figura. ¿Qué relación hay entre su peso W y la lectura del dinamómetro D? Justifique su respuesta. El libro permanecerá en esta posición porque: i. Despreciar la resistencia del aire. Sobre la barra 35° se coloca un bloque C de 10 N de peso a una A distancia x del extremo B para que la barra se encuentre en reposo y en posición horizontal. ii. b. Al aplicarse una fuerza horizontal F de 250 N. áspero B mB B b. El DCL de la barra AB. Los bloques pesan 10 N cada uno y descansan sobre una rampa con coeficientes de rozamiento A = 0. EVALU ACION ES FÍSI CA I 3. e. La niña de la figura esta sin moverse. El módulo de la reacción en el punto B. Dos cajas de masas m1 y m2 (m1 > m2) descansan sobre una superficie horizontal lisa y están a punto de moverse debido a la aplicación de la fuerza F ¿En cuál de los dos casos (figura a ó figura b) la fuerza del contacto (reacción) entre las dos cajas será mayor? Explique. determinar las fuerzas que actúan en la pelota en el instante mostrado en la figura mostrándolas en un Diagrama de Cuerpo Libre. B 4. Presente el DCL de cada uno de los bloques. c. Determine la deformación del resorte. i. en metros. ii. 37° se verifica que la caja A está a punto de 53° descender por el plano inclinado. c.69 ¿Cuál es la magnitud de la fuerza horizontal mínima que se requiere para moverla? f. La normal sobre la caja A. Si la masa de la caja A es de 25 kg y el peso de la caja B es de 294 N. iii. A F A Presente el Diagrama de Cuerpo Libre (DCL) de la barra AB de peso W. La distancia x a la que debe colocarse el bloque C. d. Existe una fuerza resultante no nula pero la inercia del libro es muy grande. La fuerza resultante es cero. x C B 60° Página 6 de 24 . d. El coeficiente de fricción estático entre la caja y la superficie es 0. ¿Qué bloque soporta mayor fuerza de rozamiento? Explique. está soportada en A por un cable y por una superficie sin fricción en B. La figura muestra un libro que está en reposo sobre una mesa. La densidad del mercurio metálico es de 13. Exprese esta 3 densidad en kg/m . Determine: a. halle: a. determine: a. iv.75 (el primero respecto al bloque A y el segundo a B). En el sistema mostrado en la figura. mA D c. La tensión de las cuerdas. liso 2010 . Hay una fuerza resultante pero el libro es muy pesado para moverse. d. ambos bloques están unidos por un resorte estirado de constante K = 100 N/m. b. La barra uniforme AB de 60 N de peso y 4 m de longitud.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA 2010-I 1.II 2. Sabiendo que el 53° sistema está a punto de descender por la rampa. La tensión del cable en A. El Diagrama de Cuerpo Libre de la caja A y de la caja B. c. a. La barra homogénea y uniforme AB de peso 100 N se mantiene en equilibrio en la posición mostrada en la figura debido al bloque C. 2010 . 5. Determine: a. B A EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 7 de 24 .5. Determine: a. c.25 mk=0. Halle: a. En el sistema mostrado. b.3. La aceleración del bloque A. El tiempo que tarda A en A 12. la masa de B es m B=5 kg y el coeficiente de NO SE EVALÚA rozamiento cinético entre la superficie horizontal y el bloque B es K=0. El ángulo . La aceleración del sistema.7 m 40 m/s determinar: a a. El tiempo que el bloque 1 demora en trasladarse de B hacia A es de 2 segundos. b.50 m llegar al punto Q. H 0. La altura H. y A 30° 37° B x 1 37° B mk=0. ¿Cuál de las dos masas debe ser mayor? B A 53° A 2 2.II 4. El objeto A es lanzado desde la posición mostrada en la figura en el mismo instante en que otro a=4m/s2 objeto B parte del reposo desde el punto P y se mueve B con aceleración constante de Q P 4 m/s2. Considerando que no existe rozamiento en la polea. El peso del bloque C. El bloque A de 1100 N se apoya sobre un plano inclinado tal como se muestra en la figura. La relación entre las masas m1/m2. En el sistema mostrado. los bloques están unidos por una cuerda y se desplazan hacia la derecha. El coeficiente de rozamiento estático entre el bloque A y el plano inclinado es de 0. b. determine el valor máximo y mínimo del peso del bloque B para que el bloque A esté a punto de moverse sobre el plano inclinado.2 53° C 3. La expresión vectorial de la reacción en A. b. La aceleración del bloque B.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2007-II 1. de tal forma que cuando el bloque 1 pasa por el punto B tiene una velocidad de 5 m/s y cuando pasa por el punto A su velocidad es de 15 m/s. Si ambos se encuentran en el punto Q. la masa de A es m A=10 kg. 00 m K EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 8 de 24 . a.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2008-I 1. determine: 30° a. El diagrama de cuerpo libre de la barra AB. El diagrama de cuerpo libre del bloque C. 2 b. en línea recta. Simultáneamente. ¿Logra el tenista B interceptar la pelota antes de que caiga al suelo? b. La magnitud de la aceleración con la que desciende el sistema.II de la barra ¿en qué sentido giraría la barra en el instante que se rompe el resorte? Justifique su respuesta. En el lanzamiento.7 m. 2. Apoyado sobre la barra se encuentra el bloque C de peso 20 N. ¿habías pasado la pelota por la net? Justifique su respuesta verificando si la pelota cruza la net. Se sabe que el coeficiente de rozamiento entre el bloque C y la barra es S=0. El módulo de la reacción (normal) entre A el bloque C y la barra AB.00 m 37° 3.75 Determine: m a. Si se rompe el resorte del extremo derecho 1. avanza desde el reposo hacia la pelota. El diagrama de cuerpo libre del bloque A. La fuerza F que mantiene al sistema en equilibrio. La figura muestra una barra AB de longitud 6 m y peso 100 N que se mantiene en equilibrio debido a la fuerza F . tal como se muestra en la figura. 4.00 m 2010 . c. con una 2 aceleración constante de 1 m/s .00 m 1. a. d.00 m peso igual a 100 N. K b. El bloque se mantiene unido a la pared debido a la fuerza F=12 N mientras descienden con aceleración constante. sostienen una barra homogénea y uniforme de 1.56. El bloque A de masa m=2 kg se apoya sobre una pared m=0.89 m 10. En el punto decisivo de un partido de tenis (matchpoint). b.07 m Tenista A Tenista B C 11. el tenista B. Si se sabe que el coeficiente de rozamiento A F=12 N es K=0.56 vertical rugosa. Calcule la magnitud de la fuerza sobre cada resorte. c. c. Dos resortes idénticos de k=200 N/m y longitud natural Lo=0. Si la velocidad de salida de la pelota en el matchpoint hubiera sido 20 m/s. Vo=30 m/s y x B F net 1. El valor que debería tener la fuerza F para que el bloque descienda con velocidad constante. el tenista A impulsa la pelota con una velocidad horizontal de 30 m/s (tal como se observa en la figura). ubicado a 10 m de la net. Calcule el peso de la esfera para que la barra se mantenga en equilibrio horizontalmente. 2. Determine: a.5 + 4. ¿Cuántas personas de 75 kg deberán ingresar al ascensor A de masa 500 kg de masa para que el NO SE EVALÚA bloque de B de 1200 N ascienda con aceleración constante igual a 5m/s2? b. a. 4 0 1 3 5 t (s) 4. ¿Qué ley de Newton explica este hecho? Justifique su respuesta.25) al aplicarle una fuerza horizontal F.00 m 50 m/s 53° 90. Un conductor se desplaza con su auto cuando abruptamente choca con un obstáculo.II La ecuación de la velocidad. Si el bloque está detenido en el punto A al momento en el que se le aplica la fuerza y se B demora 2 s en recorrer el tramo AB de 10 m.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2008-II 1. c.2 t [m/s] ¿Cuál es el valor de la aceleración? ¿Cuál es el valor de la velocidad cuando han transcurrido 2 minutos? v (m/s) d. tal como se muestra K2 en la figura. En y ese mismo instante del piso se disparan un proyectil C con una velocidad de 50 m/s. Observe lo que sucede con el conductor. Cuando un niño se baja de un bote. 2. ¿Cuáles la posición (x. ¿Qué ley de Newton explica este hecho? Justifique su respuesta. ¿Cuántas personas tendrían que subir para que el ascensor se mantenga en reposo? B A EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 9 de 24 . a. 3. en una dimensión. Indique en qué intervalos de tiempo la aceleración es igual a cero. Un niño de 250 N de peso camina sobre la barra AC de 1000 N de peso y 15 m 5m 10 m de longitud y unida a dos resortes de K1 B constantes de rigidez k1=500 N/m (estirado 1 m) y k2=300 N/m C A (comprimido 2 m). ¿En qué tiempo ocurre el impacto? 30. ¿en qué sentido giraría la barra AC con respecto a la articulación? Considere constantes las elongaciones de los resortes Justifique su respuesta.00 m C x 5. éste se mueve hacia atrás. Calcule a qué distancia de la articulación tendrá que detenerse el niño para que la barra se encuentre en posición horizontal c. F mK a) Elaborar el Diagrama de Cuerpo Libre A del bloque. de una partícula es V(t)=3.00 m O b. Elabore el DCL de la barra AC. 30° b) Determinar el valor de la aceleración del bloque. En la actividad N° 1 del laboratorio “Segunda Ley de Newton” se obtuvo la siguiente gráfica v vs t. el bloque A se deja A caer desde una altura de 80 m. Un bloque de masa 20 kg (que puede ser considerado como partícula) es obligado a moverse de manera ascendente sobre un plano inclinado rugoso ( k=0. b. b. 2010 . Para el sistema mostrado: a. c) Determinar el valor de la fuerza F.y) del bloque A en el momento del impacto? Nota: Considere la gravedad como g=10 m/s2 80. En la figura. Si el niño se detuviera en el punto B. d) Determinar el valor de la normal. El Diagrama de Cuerpo Libre de la esfera A. esboce claramente la gráfica. Identifique: 28 a.75 veces el peso del cuadro? m 45° 45° 2. Presente el DCL para el pasajero cuando se B encuentra en la parte superior (punto A). Aceleración a versus tiempo t. Después de cuántos segundos de iniciado el -30 movimiento. II. Velocidad v versus tiempo t.vy) de la velocidad de la pelota en función de vo y t. c. la fuerza normal que actúa sobre él tiene una magnitud de 778 N. B a A 15° a 30° 2m Una decoradora de interiores cuelga en un clavo de una pared. De acuerdo a las experiencias desarrolladas en los laboratorios y considerando el movimiento de caída libre. 4. La velocidad inicial de movimiento: b. El asiento se mueve con la rueda. Presente el diagrama de cuerpo libre del cuadro. Determine la aceleración que adquiere el móvil en t=4. b. 10 t (s) Página 10 de 24 .00 m con velocidad angular constante . lineal. tal como se indica en la figura. La velocidad inicial con que fue lanzada la pelota (vo). calcule la normal que ejerce el asiento sobre el pasajero cuando se encuentra en el punto más alto de su trayectoria. La ecuación (vx. El Diagrama de Cuerpo Libre de la esfera B. EVALU ACION ES FÍSI CA I Función: ___________ Función: ____________ Función: _______ V (m/s) 6. La tensión de la cuerda en función de m. un cuadro rectangular de masa m. 2010 . Cuando el pasajero se encuentra en la parte inferior de la rueda. c. A v 5. Un jugador golpea una pelota de golf que se encuentra a 0. c. Considerando todas las superficies lisas. constante. Presente el DCL para el pasajero cuando se encuentra en la parte inferior de la rueda (punto B). Calcule el vector velocidad. el móvil alcanza una rapidez de 40 m/s.89 s. d. Desplazamiento s versus tiempo t. d. Los bloques de masas m y 2m se desplazan a lo largo de superficies inclinadas rugosas (µ=0. a. b. reposan sobre dos planos inclinados lisos. S (m) V (m/s) a (m/s2) t (s) t (s) (s) t 3. determinar: a.25).y) de la trayectoria de la pelota en función de vo y t. Si la rapidez en A es la misma que en B. La pelota sale con un ángulo de 60° con respecto a la horizontal e ingresa al hoyo que se ubica en un montículo (ver figura) después de 6 segundos. b. Suponiendo que el pasajero tiene 60 kg de masa. El alcance de la pelota d. e.II d. cúbica.) de: a. En qué intervalo(s) de tiempo se aplica una fuerza sobre el móvil. La siguiente gráfica fue obtenida a partir del 50 movimiento de un móvil.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2009-I 1. tal como se muestra en la figura. Si el alambre forman el mismo ángulo con la vertical. Determinar: a. de un alambre sujeto a las esquinas superiores de éste. Un pasajero en una rueda de la fortuna se mueve en un círculo vertical de radio R=8. c.05 m del suelo. I. La aceleración del sistema. Determine: a. b. En qué intervalo(s) de tiempo el móvil 4 5 7 0 presenta una aceleración igual a cero. ¿Cuánto medirá el ángulo (en grados sexagesimales) si la tensión en el alambre es igual a 0. DCL del bloque m y del bloque 2m b. c. b. Dos esferas A y B de masas mA y mB. cuadrática. v a. indicando el tipo de función trazada (exponencial. etc. La ecuación (x. b. como se A muestra en la figura.. ¿En qué intervalo (s) de tiempo. Si el proyectil logra impactar el muro B. Calcule la magnitud de la fuerza P. La aceleración del bloque al moverse m hacia abajo por el plano inclinado. La ecuación (x.50 m. ( ) En el punto más bajo de la trayectoria circular (punto C).4 determine: a. indique: a. Para cada uno de los gráficos. El tiempo que el bloque permanece en el aire. determine: a. respecto de una partícula con movimiento O circular EN UN PLANO VERTICAL a. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano inclinado es µ=0.00 m 17. b.. MRUV: ……………………. Si se sabe que el peso de A B es de 4 N y el coeficiente de rozamiento cinético entre todas las superficies de contacto es de 0. Un bloque de masa 2 kg se suelta del reposo desde la posición mostrada en la figura. 53° La persona dispara el proyectil con A un ángulo de 53° respecto de la B x horizontal y a una velocidad Vo=25 45. el móvil presenta un movimiento rectilíneo uniforme (MRU)? b. una persona pretende lanzar un proyectil para impactar con el muro B que tiene una V altura de 17.5 m 30° B D 0 1 2 3 4 5 t (s) 0 1 2 3 4 5 6 7 t (s) y 3.II 4. La rapidez del bloque en la posición A. c.50 m Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes afirmaciones. 2. Página 11 de 24 EVALU ACION ES FÍSI CA I . la fuerza centrípeta (conocida también como fuerza radial) es siempre igual al peso. Determine la expresión vectorial de la articulación en A. d. ( ) Si mantiene su velocidad angular constante la C fuerza resultante sobre la partícula es nula. el móvil presenta un movimiento rectilíneo uniforme variado (MRUV)? v (m/s) a (m/s2) 2.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2009-II 1. MRU: ………………………. Una persona de 70 kg se para sobre ella a una distancia de 2 m del extremo A y un bloque D de 50 kg de masa cuelga del extremo B de la varilla. El plano inclinado está fijo a una mesa de altura 2 m. ¿En qué intervalo (s) de tiempo. Presente el DCL de la barra AB. d. Presente el DCL de bloque B. ¿A qué distancia e de la mesa caerá el bloque al piso? P 5. a. 30° A c. b. c. Una barra AB de masa 20 kg y 10 m de longitud C es soportada por una cuerda CB. MRUV:………………………. II. e I. 2. o MRU: ………………………. Presente el DCL de bloque A. Desde el punto A. b. El bloque B de 8 N de peso se mueve hacia la izquierda con velocidad constante. La expresión vectorial de la velocidad del proyectil cuando han pasado t=2 s. a. haciendo un ángulo de 30° con la horizontal. c. tal como se A P muestra en la figura. 2010 . Determine la tensión en el cable CB.25.00 m m/s.y) de la trayectoria del proyectil en función del tiempo t b. Justifique su respuesta con los cálculos apropiados.0 m 0. Calcule la fuerza de rozamiento entre el bloque B y el piso. El máximo peso de C. están conectados por un cable y resbalan por un plano inclinado 35° con la horizontal. Debido al giro de la plataforma el resorte se comprime x metros. 3. Considerando que entre todas las superficies de contacto existe un coeficiente de rugosidad estático igual a µ. Sabiendo que cada piso del edificio tiene una altura de 3. a. La deformación del resorte en centímetros. Una barra de peso despreciable y doblada (como muestra la figura) sostiene un cartel de 7 kg. m EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 12 de 24 . b. determine: a.y) de la pelota para cualquier instante t. c.Vy) cuando han transcurrido 0. b. b. La fuerza de rozamiento entre el bloque A y el plano inclinado. En el momento que abandona la azotea su rapidez es de 5 m/s y forma un ángulo de depresión de 30° con respecto a la horizontal. La ecuación del movimiento (x. Los bloque A y B de masas 4 kg y 8 kg B respectivamente. articulada en su base. La figura muestra un bloque A de masa m y un bloque B de masa 2m en equilibrio debido A al bloque C de peso W que está a punto de B moverse. 10 cm  5.0 0m 60° 45° 00 2. 2010 .25 y entre el bloque B y el plano es µ2=0. La expresión vectorial de la reacción en la articulación. b. Indique si transcurrido este tiempo la pelota ha llegado al piso. Justifique su respuesta con los cálculos necesarios. d. El DCL de los bloques A y B. en función de los datos del problema. La tensión que soporta el cable de 2 m. El DCL de la barra.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN PARCIAL 2010-I 1.5 m y tomando como referencia la base del edificio. La barra. La fuerza de rozamiento entre el bloque B y el plano inclinado. La expresión vectorial de la velocidad (Vx. Una esfera de 0. se mantiene en equilibrio gracias a un cable de 2 m que mantiene la estructura vertical y a 90° de la superficie.35. c. La aceleración del sistema y la magnitud de la tensión en el cable B. 2. El diagrama de cuerpo libre de la esfera. b.II C 2. Determine: a. 4. determine: a. A El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque A 35° y el plano es de µ1=0. tal como se muestra en la figura.26 s. y el valor de la gravedad como g. Una pelota desciende por un plano inclinado en la azotea de un edificio de dos pisos. El DCL de cada bloque.4 kg de masa unida a un resorte de constante de rigidez K = 2000 N/m se encuentra sobre una plataforma sin rozamiento girando a razón de 20 rad/s. Determine: a. pasando por la superficie horizontal lisa CD.5. La velocidad del objeto en la posición C. La velocidad VB del bloque en el punto B cuando desciende por el tramo circular CB para que después de comprimir al resorte el bloque retorne al punto D con una velocidad de 5 m/s. El bloque de masa m se desplaza desde el punto D hacia el punto A.25. b. La energía mecánica en la posición B. a. ¿Qué forma(s) de energía mecánica ha ganado el libro? Explique. Conteste las siguientes preguntas.5m 0. c. Una pelota se lanza verticalmente hacia arriba. calcule: N a. la velocidad angular . Un objeto de masa 2 kg es lanzado desde la posición A con una velocidad de 20 m/s. justificando sus respuestas con los argumentos teóricos aprendidos en clase.23 m R=5m 5m R= Página 13 de 24 . Sin embargo. alrededor del eje vertical MN con una velocidad  angular constante . La velocidad en B cuando el bloque está descendiendo hacia el resorte.5m 1. b. en la posición mostrada.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2007-II 1. Considerando que en la figura el resorte está sin deformarse. La expresión del trabajo de la fuerza de rozamiento cuando el bloque baja por el plano inclinado y llega a su reposo instantáneo. Si el coeficiente M B de rozamiento entre los bloques de A masas mA=5 kg y mB=8 kg y la superficie horizontal de contacto es 0. b.5 37° 37° O B 20 m/s A 4. Las tensiones de las cuerdas. ¿En qué momento es máxima su energía cinética? ¿En qué momento es máxima su energía potencial gravitatoria? 3. 2. Cuando el bloque llega al reposo instantáneo. C 2010 . usted sabe que la persona debe aplicar una fuerza F que realiza un trabajo para levantar el libro. b. Despreciando la fricción del aire.II a. Considere despreciable la masa de la polea. Un bibliotecario reacomoda libros en una biblioteca y levanta un libro con una velocidad constante V del piso al estante superior que se encuentra H metros con respecto al piso. encontrar: a. el tramo circular liso BC de radio R=5 m y el plano inclinado AB de longitud 5m con coeficiente de rozamiento K=0. calcule: EVALU ACION ES FÍSI CA I 11. 10 m liso VB B C liso D 5m A mK=0. comprime al resorte de constante de rigidez k en 1 m. El sistema mostrado en la figura gira. m 2010 . Calcule la variación de energía cinética entre los puntos B y C. para que el A  bloque permanezca en la posición mostrada: m a. D b. a. ¿Cuál de las dos masas se detiene primero? v1 m1 mK=0. c. 2. El coeficiente de rozamiento µ entre el bloque B y la plataforma. a. El pequeño bloque de masa 10 kg mostrado en la figura. Si el bloque B se suelta y desciende 7 m.00 m B 13. Un bloque A de 3 kg de masa está apoyado sobre una superficie horizontal rugosa de μK=0. c. Si el coeficiente de rozamiento en toda la trayectoria es de μK=0. Dos esferas de masas idénticas m1 y m2. b. gira alrededor del eje vertical AB con una velocidad angular máxima de ω=4 rad/s junto a la plataforma rugosa CD. 37° c. ¿Se conserva la energía mecánica? Justifique su respuesta. Halle la compresión máxima del resorte. desciende por el plano inclinado 37° y luego por el plano horizontal hasta ser detenido por un resorte de constante de elasticidad k=10 240 N/m. El trabajo de la fuerza de rozamiento. El valor de la reacción entre la plataforma y el m 00 10 .II a. C d. Se sabe que la masa de B es de 5 kg y que no existe rozamiento en la polea ideal. La velocidad de A cuando el bloque B recorrió los 7 m. giran alrededor del eje AB.5 B 7.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2008-I 1. Un bloque de masa m=20 kg se suelta del punto A.75 m C v2 m2 mK 3.2. La aceleración radial (centrípeta). Se tiene dos masas m1 y m2 (m1 > m2) con la misma energía cinética. 2 Considere g=10 m/s 4.2. a.5 y está unido a un resorte sin deformar de k=10 N/m tal como se muestra en la figura.1. d. La máxima elongación del resorte. Determine. bloque m. 4. tal como se muestra en la figura. ¿Existe fuerzas no conservativas? ¿Cuál o cuáles? b. ¿Cuál de las dos esferas tiene mayor velocidad angular ω? b.2 A 37° 8. ¿Cuál de las dos esferas tiene mayor velocidad tangencial? A  m1 m2 a B 4. calcule: EVALU ACION ES FÍSI CA I mK A mK=0. La variación de la energía potencial elástica. El diagrama de cuerpo libre del bloque m. Ambas masas ingresan a una trayectoria horizontal con un coeficiente de rozamiento µK. b.00 m Página 14 de 24 . 20 kg y 40 kg respectivamente que se encuentran unidos tal como se muestra en la figura. c. a. 2 Considere g=10 m/s 4. a) La figura representa a una pequeña esfera de masa m que sujetada al extremo de un hilo. b. en términos de m. Determine la energía mecánica en A (con el nivel de referencia descrito en la figura).II posición correspondiente al momento en que el bloque C llega al suelo (indicar si hay pérdida o ganancia de energía).5 m Página 15 de 24 . m2 m A 37° 37° C 2. Encuentre el trabajo de la fuerza de fricción entre A y B. ¿Cuál es la fuerza centrípeta cuando la piedra está en el punto más alto de su trayectoria circular? d. ¿Qué velocidad angular mínima debe tener la piedra para que gire circularmente sin que la cuerda se afloje? 2 Considere g=10 m/s 2.5) pasando por el punto B. Considere g=10 m/s2 1m 3. se suelta desde la posición A y desciende 1. B y C de masas 10 kg. El sistema que se muestra en la figura. R θ Nivel de referencia B A B 53° 3. a. Un sistema está conformado por los bloques A. Si todas las superficies de contacto son lisas. ¿Qué velocidad angular desarrolla la piedra? b. ¿Cuál es la tensión en la cuerda cuando la piedra está en la parte más baja de su trayectoria circular? c.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2008-II 1. La variación de la energía potencial del sistema entre la posición inicial y la EVALU ACION ES FÍSI CA I 5 m B 7 m b) Escriba en los paréntesis.m ( ) Trabajo (i) kg ( ) Velocidad angular (j) rad/s ( ) Tiempo ( ) Aceleración Radial ( ) Constante de elasticidad ( ) Velocidad Tangencial 5 1.5 K metros por un plano inclinado rugoso ( K=0. La velocidad que alcanzan los bloques A y B cuando el bloque C llega al suelo.2 m 2010 . determine: a. tiene un resorte de constante k=10 N/m que se encuentra sin deformar y está unido al bloque m1 de masa 1 kg. Encuentre la velocidad del bloque m 2 en la posición B. Unidad Magnitud física (e) J ( ) Energía potencial elástica (f) m/s ( ) Peso (g) N ( ) Masa (h) N. Un señor ata una piedra de 100 g a una cuerda de 1 m de longitud y la hace girar en un plano vertical a razón de una vuelta por segundo. Si el m1 bloque m2 de masa 5 kg. b. la unidad del Sistema Internacional que le corresponde a cada magnitud física. se mueve describiendo parte de una trayectoria A circular vertical de radio R. R y θ. ¿Se conserva la energía mecánica del sistema? Justifique su respuesta. sabiendo que en el punto C el resorte está en su longitud natural. 2010 . el gráfico que mejor representa la Energía Potencial (Ep) del carrito en función de su Energía Cinética (Ec) es: A 00 5. Si la máxima altura que desciende la esfera es L=1 m. b. c.80 J de energía mecánica (producto del rozamiento y calor generado). Calcule el valor en metros de la compresión inicial “d” del resorte.3 kg con velocidad v colisiona 30° contra un saco de 4 kg suspendido. Se deja caer un carrito por una montaña rusa partiendo desde el reposo. 20. de una cuerda de 0. calcular: a.2 m. (C) m d L C EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 16 de 24 . El trabajo de la fuerza de rozamiento en el tramo BC. La velocidad de la pelota antes de la colisión.5 m v 2. Un bloque de 1 kg de masa se encuentra ubicado en el punto A. El trabajo de la fuerza de rozamiento en el tramo AB. El motor de un elevador tiene una potencia de 37 500 W y permite elevar. Marque el gráfico que corresponde al enunciado. donde comprime en 1m al resorte de constante de elasticidad k1=100 N/m. d. La rapidez con que el elevador sube la carga.5 m de largo. m mK=0. El tiempo que tarda el elevador en levantar la carga. comprimiéndola d metros. Si despreciamos cualquier fuerza de rozamiento. k1 m b. c. mientras tanto la pelota describe un movimiento parabólico hasta llegar al piso. b. una carga de 5290 N hasta una altura de 70 m. La velocidad del bloque en el instante en que pasa por el punto C. La velocidad de la pelota inmediatamente después de la colisión. Una pelota de 0. a.2 k2 O mK=0.00 2 m (A) (B) 5. El trabajo de la fuerza de rozamiento desde C hasta comprimir al segundo resorte en 0. que está unida a un resorte de constante de rigidez k=20 N/m. con velocidad constante.5 m 1. 4. b. Determine: a.2 m a otro resorte de constante de elasticidad k2=80 N/m que se encuentra ubicado en el punto D sin deformarse. Se suelta dentro de un túnel vertical a una esfera de masa m=1 kg.00 m Despreciando cualquier tipo de resistencia. El descenso se efectúa disipando 5.2 D 60° B C 37° . hasta comprimir 0. La velocidad del saco inmediatamente después de la colisión. Determine: a. en reposo. Después de la colisión el saco se eleva hasta que la cuerda hace un ángulo de 30° con la vertical.II 3.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2009-I 1. ¿En cuál de los siguientes casos es mayor el trabajo realizado por la fuerza F sobre un bloque que se mueve por una superficie horizontal sin fricción? 0. Se suelta el bloque desde A y éste recorre la trayectoria rugosa de la figura. 05) y que el bloque tarda 10 segundos en recorrer los 10 m. Aplique el principio R k de la conservación de la energía. 3. R 2010 .33 soles/kW-h.6 kg está unido (1) (2) a un resorte de constante de elasticidad k=30 N/m que se ms=0. Determine: a R O a. choca M1 m2 horizontalmente con la esfera M1.2 y coeficiente de rozamiento estático us=0. F(N) 60 mk=0. ¿a cuánto asciende el costo por tal concepto? b. calcula que en el mes de octubre han consumido 9 en casa 1. Una expresión para el ángulo α en función de la velocidad en el punto B (vB).II 2.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2009-II 4. Una bolilla de masa m2=0. siguiendo la trayectoria O D ABCDE. Desde esta posición. Determine la máxima distancia “d” recorrida por el bloque hasta llegar al punto 2. El tramo de “B” a “D” es circular con radio de 1 B km.05 F 20 x(m) 0 10 - ¿Cuál es trabajo de la fuerza F (en Joules) sobre el bloque desde x=0 m hasta x=10 m? ¿Cuál es trabajo de la fuerza de rozamiento (en Joules) sobre el bloque desde x=0 m hasta x=10 m? ¿Cuál es la potencia total (neta) del bloque en Watts? 5. inicialmente en reposo. Una pequeña esfera de masa M1=0. Determine si el bloque permanece en la posición 2. se aplica una fuerza horizontal variable según indica la gráfica.8x10 Joules. El valor de la fuerza de reacción del asiento sobre el piloto (en C) b. Si el costo de consumo de energía es de 0.20 kg descansa sobre una columna vertical de altura h=5 m.3) a. Despreciando el rozamiento con el aire y asumiendo que los dos cuerpos tienen velocidades finales (después de la colisión) en dirección horizontal. de radio R=1 m.2 k encuentra sin deformar en la m posición 1. a. Se sabe que la superficie horizontal es rugosa (uk=0. Cuando el bloque pasa por el punto B adquiere una B velocidad VB. ¿A qué distancia de la columna vertical alcanza el suelo la bolilla? s = 20m h=5m EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 17 de 24 . Justifique sus cálculos. Un estudiante de ingeniería. el d bloque se lanza con una velocidad de 6 m/s dirigido a la derecha y se desliza por una superficie horizontal rugosa (coeficiente de rozamiento cinético uk=0. su velocidad es de 360 km/h. El valor de la fuerza de centrípeta sobre el piloto (en C). La esfera vo alcanza el suelo a una distancia s=20 m. E 1. El bloque se suelta desde el punto A y sigue la trayectoria circular lisa AB.5 m al resorte de constante de elasticidad k=200 N/m. b.010 kg. El bloque de masa 1. en C. El bloque de masa 2 kg se encuentra en el punto A comprimiendo 0. El mayor valor del ángulo α para que el bloque A llega al reposo instantáneo en el punto B. moviéndose con una rapidez v0=500 m/s. C Piso Determine: a. m b. Un piloto de 90 N de peso.3 mk=0. realiza una maniobra desde A el punto A hasta el punto E. Cuando pasa por el punto más bajo de la trayectoria. que pretende hacer un estudio de ahorro de energía eléctrica. Para medir el consumo de la energía doméstica se usa el kW-h (1 kW-h es el trabajo realizado por 1000 W durante una hora). Sobre un bloque de masa 30 kg. Determine el m trabajo neto. Si cuando el bloque llega a B el resorte se rompe. La energía cinética se mantiene constante. v.II h m h m h m (A) (B) (C) b. desarrollado por F 30 desde x=3 hasta x=8 m. una vez que recorrió los 50 metros. si el cuerpo de masa m se mueve con velocidad constante de 10 m/s por las tres trayectorias. 2010 . El deslizamiento de la motocicleta. 0 3 6 8 x (m) 3. d. La velocidad que tiene la caja cuando llega a los 50 metros del recorrido. hasta antes de detenerse. La velocidad de la masa en la posición B. iii. Si la velocidad de la motocicleta hubiera sido 20 km/h. calcule: B a. a través de la varilla mostrada. Responde: a. mk=0. Las velocidades de A y B después del ms=0. es igual en ambos casos.8 m 1m 15 m . c. La masa se desliza.8 m. Para las condiciones indicadas determine: a. Ninguna afirmación es correcta. ii. i. en Joules. La caja se debe mover 50 metros hacia la parte superior de dicha superficie para lo cual un grupo de personas le aplica una fuerza horizontal de 100 N. sin rozamiento. Se dispara horizontalmente una bala de masa m1 = 0. calcule: A a.8. marque con un aspa (X) la(s) afirmación(es) correcta(s): a. b. tiene una velocidad de 3 m/s. sin k fricción. B y C. La figura muestra una masa m = 5 kg unida a un resorte de longitud natural 17 m y constante de rigidez 19. c.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA 2010-I 1. La energía mecánica es la misma en los tres casos. La velocidad del bloque después del impacto. b. El deslizamiento de la motocicleta. La esfera B se encuentra suspendida de un hilo de longitud de 1. La variación de la energía potencial gravitatoria de la caja. La variación de energía cinética del sistema debido al impacto. Página 18 de 24 1. iv. iv. Una caja de masa m=10 kg se encuentra en la parte más baja de una superficie inclinada rugosa (µk=0.3 impacto. Si la masa se suelta de la posición A.2 b. hasta antes de detenerse.6 N/m. indicando hacia donde se dirigen. c. El trabajo resultante (neto) de las fuerzas 11 m 1m A cuando la masa se mueve de A hacia B. La variación de energía cinética del trayecto A es mayor que la del trayecto C. El deslizamiento de la motocicleta. Si el coeficiente de restitución es e=0.2) que forma 30° con la horizontal. es nueve veces mayor cuando va a 60 km/h que cuando va a 20 km/h. ii. Determine: EVALU ACION ES FÍSI CA I 5. El máximo desplazamiento de A después del impacto. iii. F (N) v En la figura. h h h B F 60° 2. Ninguna afirmación es correcta. m b.01 kg hacia un bloque de masa m2 = 10 kg que se encuentra en reposo. c. se muestra la gráfica de la fuerza versus la posición. La bala se desplaza con una velocidad de 500 m/s y atraviesa el bloque perdiendo el 75% de su energía cinética. La variación de energía potencial gravitatoria del trayecto B es mayor que la del trayecto A. Se tienen tres trayectorias A. El trabajo que realiza la fuerza de rozamiento en todo el recorrido. es tres veces mayor cuando va a 60 km/h que cuando va a 20 km/h. ¿Cuál será su velocidad cuando éste pase de retorno por el punto A? 4. Una motocicleta se desplaza sobre una pista rugosa a una velocidad de 60 km/h. El trabajo que realiza la fuerza de 100 N aplicada a la caja. En el instante en que el bloque A (mA = 5 kg) colisiona con la esfera B (mB = 10 kg). La velocidad de la bala después que atraviesa el bloque. marque con un aspa (X) la(s) afirmación(es) correcta(s): i. hasta antes de detenerse. Sabiendo que el punto D se encuentra a h=1 m del piso. liso 2010 . Un depósito herméticamente cerrado y de grandes dimensiones está parcialmente lleno de agua y de aire sometido a una presión manométrica PA. La energía cinética que adquiere el sistema inmediatamente después del choque. ¿A cuál de las dos profundidades anteriores el empuje que soporta el buzo es mayor? Justifique su respuesta 3. Encuentre: a. c. La presión absoluta máxima promedio que puede soportar un buzo bajo el mar. Calcule: a. el resorte sufre una compresión máxima de 5 cm. siendo su constante de elasticidad k=1000 N/m. m A k liso D h m A 37° O 5. El porcentaje de energía que se pierde en el tramo BC respecto a la energía inicial en A. El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y el piso es µk=0. Una manguera de 5 cm de diámetro conectada al depósito desagua a la intemperie en el punto B a H=15 m por encima de la superficie del agua del depósito.00 m B C 2. Un motociclista entra a una pista circular de radio R con una velocidad v. sin peligro de ser afectado fisiológicamente. 4.2. En el punto más alto de la trayectoria circular la motocicleta está a punto de desprenderse. Si el buzo desciende 50 m en el mar. A causa del impacto. b. La velocidad de la bala antes de chocar. La energía perdida durante la colisión. Una bala de rifle de masa m=20 g choca contra un bloque A de 280 g de masa y queda empotrado en él. Un bloque de m=2 kg de masa se suelta del reposo desde A y recorre la trayectoria ABCD.5. es 511 000 Pa Nota: Presión atmosférica: 101 x 103 Pa Densidad promedio del agua de mar: 1025 kg/m3 a.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN FINAL 2008-I 1. Se sabe que la superficie BC es rugosa y que la velocidad del bloque al pasar por el punto D es 2 m/s. La velocidad tangencial en el punto más alto es igual a cero. ¿se afectará fisiológicamente debido a la presión? Justifique su respuesta.II 3. Asumiendo un flujo regular y estacionario ¿qué presión manométrica de aire PA debe mantenerse en el depósito para desaguar libremente con un caudal de 0. B Aire A H Agua mk Página 19 de 24 EVALU ACION ES FÍSI CA I .1. El trabajo de la fuerza de fricción en el tramo BC. El bloque está apoyado sobre una superficie horizontal y unida a un resorte sin deformar. b. b. La fuerza centrípeta (fuerza radial) en el punto más alto es máxima.12 m 3/s? Indique su respuesta en kPa. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones justificando claramente su respuesta: a. 3. ¿Cuál sería la profundidad máxima a la que podría descender el buzo sin ser afectado fisiológicamente? Justifique su respuesta c. b. 01 kg con una velocidad de 2. a. Un bloque de 0.0 cm Dos peces idénticos nadan a la misma profundidad en dos peceras distintas (B con mayor volumen de agua que A). a. 4. pasa bajo un puente donde su cauce se estrecha. Indique la verdad o falsedad en las siguientes preguntas: I. El caudal es la variación del volumen de un fluido por unidad de tiempo. A B III. 5. Calcule la velocidad tangencial mínima en el punto C para que el bloque no caiga al pasar por ahí. ¿se puede afirmar que la corona es de oro? Justifique su respuesta. 2.5 kg de masa se empuja contra un resorte de masa despreciable (k=450 N/m) y lo comprime una distancia “x” hasta ubicarlo en el punto A. a. a. Encontrar la velocidad del bloque en la posición C. El pez de la pecera A experimenta mayor empuje que el de la pecera B.3x103 kg /m3. el dinamómetro marca 134 N. Cuál es el valor del empuje sobre el bloque? c. c. La longitud del clavo que ingresa a la pared. Un martillo de masa M=0. b. Cuando se sumerge la corona completamente en agua. Si se sabe que la densidad del oro es 19. C 2010 . ¿Cuántos metros se comprime el resorte inicialmente? b.0 cm de longitud y la pared es de 16 N. cuando se pesa en el aire el bloque el dinamómetro (balanza) marca 147 N. La velocidad del bloque en el punto B es de 12 m/s y el bloque pierde 23 J por efecto de fricción mientras recorre el trayecto BC. Calcule las velocidades instantáneas del clavo y del martillo después del impacto. Se quiere comprobar si un bloque está Dinamómetro hecho de oro (experimento similar al que realizó Arquímedes).5 y que la fricción entre el clavo de 5. La presión del fluido debajo del puente es menor que en el tramo regular. b.7 m/s. Cuando se suelta desde el punto A. m 1 m=0 B EVALU ACION ES FÍSI CA I k m A Página 20 de 24 . El pez de la pecera B experimenta mayor presión que el de la pecera A. II. La velocidad del agua debajo del puente es mayor que en el tramo regular.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN FINAL 2008-II 1. b. Se sabe que el golpe entre el martillo y el clavo tiene un coeficiente de restitución e=0. g=10 m/s a. 3 2 Datos: agua=1000 kg/m . Un arroyo que tiene un flujo de agua prácticamente regular y continuo. para ello.II 3.8 kg golpea horizontalmente un clavo de masa m=0. b. el bloque se desplaza por una superficie horizontal lisa ( =0) hasta el punto B y entra a una pista circular rugosa de radio 1 m. Presente el diagrama de cuerpo libre cuando la corona está sumergida completamente en agua. ii. El caudal. sujeto de un resorte de constante de rigidez k=10 N/m y de longitud natural 3 m. con respecto al punto de lanzamiento? c. El primer recipiente contiene 6 litros de un líquido A y el segundo 6 litros de un líquido B. 1 2. desde la misma altura y se observa que la esfera 1 se sumerge completamente en el líquido A hundiéndose 20 cm más que la esfera 2 que se sumerge completamente en el líquido B. b. Las dos esferas se sueltan en el aire. Se tienen dos esferas idénticas y dos recipientes iguales. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. El trabajo realizado por las fuerzas no conservativas que actúan sobre el bloque. El coeficiente de restitución del impacto. b. i. 2. el área del émbolo B es el triple del área del émbolo A y el líquido se mantiene en reposo. La esfera 1 soporta mayor presión al alcanzar su profundidad máxima. ¿cuál sería su rapidez en la posición B? EVALU ACION ES FÍSI CA I . ¿Cuál es su energía potencial máxima. ¿Cuál es la altura máxima (en metros) que alcanza con respecto al punto de lanzamiento? ii.00 m 2010 . ¿cuál es el peso del bloque 2 si se sabe que la masa de bloque 1 es 20 kg? 8. a. Un reservorio elevado destapado tiene una capacidad de almacenamiento de 2000 m 3 de agua ( agua=1000 kg/m3) y distribuye el fluido a través de una tubería de 200 mm de diámetro.5 m Reservorio 4. Se lanza una piedra de 0. i. La variación de energía cinética del sistema por el impacto. Si la Patm= 101 kPa.00 m 6. En la figura. Calcular: a. Si no existieran fuerzas no conservativas actuando sobre el bloque. La densidad del liquido A es mayor que la del liquido B. Página 21 de 24 20. Después de colisionar el bloque A se mueve con velocidad v’A=2 m/s hacia la derecha. c.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN FINAL 2009-I 1. La velocidad del fluido dentro de la tubería en el tramo horizontal. En la figura el bloque de masa m1=2kg se mueve por un carril rugoso. Determine: 3. c. b. El porcentaje de energía mecánica que pierde el bloque con respecto al piso. La máxima presión absoluta que puede resistir la tubería es de 145 kPa. El bloque se suelta de la posición A y recorre la trayectoria señalada llegando a la posición B con una rapidez de 16 m/s.00 m vA vB a. La velocidad del bloque B después del impacto.0 m 2 3. Los bloques mA=15 kg y mB=3 kg se desplazan sobre una barra lisa horizontal con velocidades vA=6 m/s y vB=8 m/s respectivamente. en Joules. Indique hacia donde se dirige.00 m 2 1 A B Ø 200 mm b.1 kg verticalmente hacia arriba con una rapidez inicial de 20 m/s. Determine: a.II A B A B 4. A 2010 . El trabajo es una magnitud vectorial. El DCL de la barra AB b. 5.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I d.II B ACEITE D 2L /3 AGUA EVALU ACION ES FÍSI CA I Página 22 de 24 . Si el sistema se mantenga en equilibrio con los 2/3 de la longitud de la barra AB sumergidos en aceite. El DCL del bloque D. El trabajo que realiza una fuerza conservativa siempre es positivo. agua=1000 kg/m . determine: 3 3 aceite=600 kg/m . El empuje sobre el bloque D. a. d. c. i.03 m en cuyo extremo libre está suspendido un 3 bloque D de densidad 2000 kg/m . ii. La figura muestra una barra homogénea y uniforme AB de densidad 3 3 400 kg/m y volumen 0. El empuje sobre la barra AB. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Luego se vierte agua ( agua=1000 kg/m ) en el balde mediante una manguera situada en la parte superior con un caudal de 2. Se sabe que al pasar por la posición A. b. la cantidad de movimiento se conserva. b. Calcule: a. Hasta qué altura subirá el agua en el balde si no se tapa el agujero? 3.1 m.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN FINAL 2009-II 1. La densidad del agua de mar en dicha zona. el choque que se ha producido es elástico. a) Cuando una pelota va cayendo en el vacío. d. f) A pesar que dos objetos colisionan inelásticamente. Página 23 de 24 EVALU ACION ES FÍSI CA I . en kg/m 3. 5. La velocidad del proyectil después de atravesar el bloque. Un iceberg flota en el Polo Sur manteniendo la novena parte de su volumen sin sumergir. c. d) Si únicamente se ejercen fuerzas conservativas. su energía cinética se va incrementando. b. determine: a. e) La energía no se crea ni destruye. La velocidad con la que el agua sale por el agujero del fondo. A un balde cilíndrico destapado con un radio de 5 cm y una altura de 25 2 cm se le perfora un agujero circular con un área de 1. El resorte tiene una constante de rigidez de 1000 N/m. el bloque tiene una rapidez de 10 m/s y que la compresión máxima del resorte es de 0. La velocidad cuando el bloque pasa por el punto D. La velocidad del bloque después del choque. 4. cuando hay trabajo no conservativo. determine: a.40×10-4 m3/s. Si el proyectil perfora el bloque perdiendo el 75% de su energía cinética. La velocidad en el punto D después de que el bloque ha comprimido al resorte. Si la densidad del hielo que forma el iceberg es de 920 kg/m3.II e. Si se desea hacer una inspección en dicha zona. que soportarán los buzos encargados de realizar la inspección? 2. experimenta un decremento en su energía mecánica. La figura muestra un bloque de 10 kg moviéndose a través de la trayectoria ABCDE. la energía mecánica siempre se conserva. El trabajo de la fuerza de fricción en el tramo CD. solo se transforma. la energía cinética de una partícula no varía. ¿Cuál es el valor de la máxima presión hidrostática. Calcule: 2010 . El trabajo de la fuerza de fricción en el tramo BC. antes de comprimir al resorte. vo se mueve con una velocidad horizontal de v0=400 m/s hacia m1 la derecha y colisiona con un bloque de masa m2=2 kg que se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal lisa. b) Cuando una pelota colisiona con la pared perdiendo energía cinética. en Pascales. b. La parte sumergida del iceberg tiene una profundidad de 15 metros.50 cm en el fondo y 3 exactamente en su centro. c) Una pelota que rueda sobre una superficie rugosa. El trabajo de la fuerza de fricción en el tramo AB. ( ( ( ( ) ) ) ) ( ( ) ) E m=? a. por eso. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Un proyectil de masa m1=5 g. 6 m 2. c.0 A R 53º m = 0. EVALU ACION ES FÍSI CA I m Página 24 de 24 20 cm .5 30º B C m = 0. En la figura. La elongación del resorte si la masa está en equilibrio dentro del agua. sin desprenderse del piso en ningún momento. se le sumerge completamente en agua ( agua=1000 kg/m3). El coeficiente de restitución del choque. Si la constante del resorte es k = 40 N/m. El punto B c.5 m de altura. 5. El punto A b.0 0m 4.1 kg. b.98π m con el líquido que sale del orificio del tanque. Considerando la presión atmosférica igual a Patm=101325 Pa. c. Halle las presiones absolutas en: a. determine: a. Determine: 5. El caudal en el área de sección más grande. se muestra dos líquidos 3 de densidades 1=1000 kg/m y 3 2=1025 Kg/m .05 m V 2. c. A un cubo de aluminio. c.4 m = 0. que está suspendido de un resorte en el aire. calcule: a. que sigue la trayectoria ADEBC y se detiene en C. b. La elongación del resorte cuando la masa cuelga en el aire en equilibrio.2 kg/m3) Justifique. La variación de energía mecánica en la trayectoria EB. comprime en 10 cm a un resorte que tiene una constante de elasticidad k = 1000 N/m.4 a. se suelta del reposo desde una altura de 5 m con respecto al piso. La figura muestra un tanque muy grande lleno de 3 agua ( agua=1000 kg/m ) que tiene un pequeño orificio de radio R=0.UNIVERSIDAD DE LIMA ASIGNATURA: FISICA I EXAMEN FINAL 2010-I 1. La trayectoria circular DE no tiene fricción. El trabajo de la fuerza de rozamiento desde A hasta C. El punto C d. Considerando una trayectoria vertical y despreciando la resistencia del aire. b. Alcanza luego del primer rebote 4. Calcule: a. de 1 kg de masa y densidad 2700 kg/m3. La velocidad de la pelota de tenis instantes antes del choque. Además indique si el resorte está estirado o comprimido. La velocidad de salida del líquido por el orificio. La velocidad de la pelota de tenis instantes después del choque. Al liberarse. d. 7. el resorte impulsa al bloque desde A. El tiempo que tardará en llenarse un cilindro de volumen V = 0. El punto D 2010 . El trabajo de la fuerza de rozamiento en la trayectoria AD.II aire B 10 cm C A 2 1 D 0m D E 2.5 m R=0. ubicado en A. Un bloque de masa m= 0. Una pelota de tenis. b. ¿En qué porcentaje varía la densidad del cubo de aluminio cuando se lo sumerge completamente en agua que cuándo está en el aire? ( aire=1.05 m. 3. La distancia BC que recorre el bloque.