Primer Parcial de Fisica 1

7/29/2019 Primer Parcial de Fisica 1

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Fsica I: Primer Parcial: 25/04/2011. Turno Maana

1) Una patrulla de polica viaja a 72 km/h por una ruta rectilnea cuando cruza a un automvil que

viaja en sentido contrario con evidente exceso de velocidad. El radar de la patrulla indica que lavelocidad del auto es de 126 km/h. Instantneamente el polica aprieta los frenos, obteniendo una

aceleracin de frenado de 5 m/s2

. Luego de detenerse da vuelta (asumir que no le toma tiempo extra

dar la vuelta) y emprende la persecucin del automvil acelerando en forma constante con a=5 m/s2hasta alcanzar los 144 km/h, movindose a partir de ese instante con velocidad constante.

a) Escribir las ecuaciones horarias para ambos mviles.

b) Dibujar cualitativamente la posicin en funcin del tiempo de ambos mviles desde que se

cruzan en la ruta hasta el momento en que la patrulla le da alcance al auto. Lo mismo para lasvelocidades.

c) Calcular el tiempo que tom a la polica alcanzar al automvil.

d) Calcular a qu distancia del cruce inicial la patrulla alcanza al automvil.e) Cul es el mnimo valor del coeficiente de rozamiento esttico que permite que la patrulla realice este

movimiento si la accin de frenar y acelerar la efecta dentro de la condicin de rodadura.

2) Una losa de 42 kg descansa sobre un piso sin rozamiento. Un bloque de 9.7 kg descansa a su vezsobre la losa como se muestra en la figura. El coeficiente de rozamiento esttico entre el bloque y lalosa es de 0.53, mientras que el coeficiente de rozamiento dinmico entre el bloque y la losa es de

0.38. El bloque de 9.7 kg recibe la accin de una

fuerza horizontal de 110 N.

a) Realice el diagrama de cuerpo libre para amboscuerpos y escriba las ecuaciones de Newton

correspondientes.

b) Determine la aceleracin del bloque.c) Determine la aceleracin de la losa.

3) Un cuerpo de masa m=10 kg se encuentra apoyado sobre un disco horizontal que gira a 30 rpm(revoluciones por minuto), a una distancia de 20 cm. desde el centro del disco. El coeficiente derozamiento esttico entre el disco y el cuerpo es de 0.8.

a) Cul es el valor de la fuerza de rozamiento esttica que acta sobre el cuerpo?

b) Cual es la mxima distancia al centro del disco a la que puede ubicarse el cuerpo sin que stedeslice?

c) Determine la velocidad tangencial del cuerpo en ambos casos.

d) Qu trabajo total se realiz sobre el cuerpo para llevarlo de la situacin inicial a la fina

4) Se intenta golpear una pequea caja que est en el suelo con una bolita de 200grs. que se dispara

con un rifle de resorte montado sobre una mesa. La caja/blanco se encuentra a 2.20 m de distancia

horizontal desde el borde de la mesa de 1 metro de altura.a) Cul deber ser la velocidad (horizontal) con la que

la pelota debe partir para acertar el blanco?b) Al realizar un tiro de prueba comprimiendo el resorte

1.10 cm. la bolita cae 27 cm. antes de la caja.

Determine la constante elstica del resorte.

c) Con el valor de k obtenido en b) calcule cuantodeber comprimirse el resorte para que la bolita caiga

en la caja


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Fsica I: Primer Parcial: 26/04/11 Turno Noche

1)Un avin en vuelo horizontal rectilneo, a una altura h=8000 m y con una velocidadde 450 km/h deja caer una bomba al pasar por la vertical de un punto A del suelo.

a)Al cabo de cunto tiempo se producir la explosin de la bomba por choque con elsuelo?

b)Qu distancia habr recorrido entre tanto el avin?c)Cunto tiempo tardar en orse la explosin desde el avin, a contar desde elinstante del lanzamiento de la bomba, si el sonido se propaga a 340 m/s?

2)Dos bloques de masas m1=1 kg y m2=3 kg se apilan como se muestra en la figuray se colocan en una superficie horizontal sin rozamiento. Hay rozamiento entre los

bloques. Se aplica una fuerza externa de magnitud F=10 N al bloque superior con un

ngulo =37 bajo la horizontal.

a)Dibuje el diagrama de cuerpo libre para cada bloque y escriba las ecuaciones deNewton correspondientes.

b)Si los bloques se mueven juntos, calcule la aceleracin y la fuerza de rozamiento.c)La fuerza Fse incrementa. Determine la magnitud mxima de la fuerza Fpara la cual los dos bloques sesiguen moviendo juntos. El coeficiente de rozamiento esttico entre los dos bloques es e=0.5.

3)Considere la silla voladora de la figura, dondeL=10 m y d=3 m.

a) Cul tendr que ser la velocidad tangencial de la

silla para que la cuerda forme un ngulo =30o

con

la vertical?

b) Para el ngulo =30o, cuntas revoluciones por

minuto (rpm) da el sistema?

4) Un bloque de 2 kg se empuja contra un resorte de masadespreciable y constante de fuerza k=400 N/m,

comprimindolo 0.220 m. Al soltarse el bloque, ste se

mueve por una superficie horizontal (sin rozamiento) y luegosube por un plano inclinado 37 (con rozamiento). Los

coeficientes de rozamiento entre el bloque y el plano

inclinado son: dinmico d=0.5 y esttico e=0.8.

a) Determine la velocidad del bloque al deslizarse sobre la superficie horizontal despus de separarse del resorte.

b) Qu altura mxima alcanza el bloque al subir por el plano inclinado?

c) Una vez alcanzada la altura mxima, indique si descender o no por el plano inclinado. Justifique.


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Fsica I: Recuperatorio Primer Parcial: 30/06/11

1)En un terreno horizontal se lanza un proyectil verticalmente hacia arriba con una velocidad inicialde 20 m/s. El viento le agrega al proyectil una aceleracin horizontal constante e igual a g/5,siendog= 10 m/s

2.

Determinar:

a) Las ecuaciones horarias, x(t), y(t), vx(t) y vy(t).

b) La ecuacin analtica de la trayectoriay(x).c) La distancia entre el punto de lanzamiento y el del impacto con el piso.

d) La altura mxima que alcanza el proyectil.

e) El ngulo que forma el vector velocidad con la horizontal en el punto del impacto.

2)Sobre un cuerpo de masa M1=10 kgse encuentra otro de masa M2=5 kg, como se indica en lafigura. Sobre M1acta una fuerza F. Hay rozamiento entre todas las superficies de contacto,

siendo e=0.4 yd=En esas condiciones, calcular:

a) El mximo valor que puede adoptar la fuerzaFpara que el sistema permanezca en reposo.b) El mximo valor que puede adoptar la fuerzaFpara que el cuerpo de masaM2 no deslice sobre

el de masaM1. En esa situacin determinar la aceleracin del sistema.

3) Dos bloques de masas 2 kg y 1 kg estn unidos entre s y aun punto fijo O por cuerdas inextensibles y sin masa, comomuestra la figura. Los cuerpos describen un movimiento circular

con velocidad angular constante de 4 rad/s, en un planohorizontal sin rozamiento. Calcular la tensin de cada una de lascuerdas.

4) Lanzamos un cuerpo de 100 g de masa por la pista de la figura,

cuyo tramo circular tiene 10 cm de radio; suponemos que el cuerpo no

se encuentra enganchado a la pista y que desliza por ella sinrozamiento. Tomandog= 10 m/s

2, calcular:

a) La velocidad mnima en A para que d vuelta sin despegarse de la

pista.

b) La velocidad mnima enBpara que d toda la vuelta sin despegarse.

c) La fuerza que la pista ejerce sobre el cuerpo en los puntos A y B.


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Fsica I: Primer Parcial: 27/09/11

1) Una bolita cae con una velocidad inicial de mdulo 2 m/s por un desageque forma un ngulo de 15 con la horizontal, como se muestra en la figura.

a) Determine la distancia mxima entre la caja y la pared que permita que

la bolita ingrese en la caja.

b)Suponiendo que la bolita choca elsticamente en el fondo de la cajadetermine qu altura alcanzar luego del choque.

2) En el sistema de la figura el bloque de masa m1 se est moviendo hacia la derecha; asuma que eloeficiente de rozamiento dinmico entre los bloques y entre el bloque inferior y el piso es d=0.4.

a) Realice el diagrama de cuerpo libre para cada bloque yescriba las ecuaciones de Newton correspondientes.

b)Determine la aceleracin (mdulo, direccin y sentido)de cada bloque.

c)Determine la tensin de la cuerda.Datos: m1=2 kg, m2=1 kg, F= 25 N.

Suponga que las masas de la cuerda y la polea son despreciables.

3) Una esfera est ligada a un punto O por medio de una cuerdainextensible de longitud l=2 m. Estando la esfera en la posicin A

se le imprime una velocidad vertical de mdulo vo=5 m/s.

Determine el ngulo para el cual la cuerda se romper, sabiendo

que la cuerda soporta una tensin mxima igual a dos veces el

peso de la esfera.

4) Un protn se mueve a una velocidad de 200 km/s y choca con un tomo de helio en reposo (la masa deltomo de helio es igual a 4 veces la masa del protn). Luego de la colisin el protn se desva 90 reduciendo

su velocidad a 154.9 km/s.

a) Determine el ngulo con que es dispersado el tomo de helio respecto a la direccin del protnincidente y su velocidad.

b)Es elstico el choque?Masa del protn: 1.67 x 10

-27kg


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1)Una pequea esfera de masa m puede deslizar sin rozamiento a lolargo de un alambre semicircular de radio R=10 cm, que rota

alrededor de un eje vertical a razn de 2 revoluciones por segundo.

Determine el valor del ngulo para el cual la esfera permanecer

estacionaria relativa al alambre en rotacin.

2) En la figura las poleas y las cuerdas no tienen masa. El bloque B seest moviendo hacia abajo. El coeficiente de rozamiento dinmico

entre el bloque A y el plano es d=0.1. Las masas de los bloques son

mA=10 kg y mB=8 kg.

a)Realice el diagrama de cuerpo libre para cada bloque y para lapolea mvil y escriba las ecuaciones de Newton correspondientes.

b)Determine la aceleracin de cada bloque.c)Determine la tensin en las cuerdas.Ayuda: El bloque A se mueve dos veces ms rpido que el bloque B.

3)En un juego los participantes lanzan pequeas monedas hacia arribapor un plano inclinado mediante un mbolo accionado por un

resorte, para que caigan dentro de una canaleta de ancho 5 cm segn

se indica en la figura. El coeficiente de rozamiento dinmico entre

las monedas de masa m=5 g y la superficie del plano es d=0.25 y la

constante del resorte es k=60 N/m.

Uno de los participantes tira hacia atrs el mbolo una distancia d=3

cm y lo suelta partiendo del reposo, estando la moneda en contactocon el mbolo.

a)Determine el vector velocidad de la moneda al alcanzar el punto msalto del plano inclinado.

b)Indique si la moneda cae dentro de la canaleta. En caso negativo,cun lejos de la canaleta cae?

Desprecie el tamao de la moneda, considrela puntual. El resorte y el mbolo tienen masa despreciable.

4) Un cohete se est moviendo con una velocidad de 45 m/s, cuandorepentinamente se rompe en dos partes de igual masa que salen en

las direcciones indicadas en la figura. Determine el mdulo de las

velocidades y .

Nota: Para los problemas 1, 2 y 3 utilice para la aceleracin de la gravedad g=10 m/s2


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Fsica I: Recuperatorio Primer Parcial: 28/06/12 Turno Noche

1)Un avinA vuela a una altura h=1000 m con una velocidad horizontal constante de150 m/s. En el instante en que el avin se halla sobre la misma vertical que el can

B, ste dispara un proyectil contra el avin con una velocidad inicial de 250 m/s.

a)Con qu ngulo debe ser hecho el disparo para que el proyectil impacte contra elavin?

b)Determine el intervalo de tiempo transcurrido entre el instante del disparo hasta elimpacto del proyectil contra el avin y la distancia recorrida por el avin durante

este intervalo.

c)Con que velocidad impacta el proyectil contra al avin?d)Determine la velocidad de impacto del proyectil relativa al avin.2)Los bloques, m=16 kg y M=88 kg, mostrados en la figura, estn en

contacto y se aceleran por accin de la fuerza horizontal F. El coeficiente

de rozamiento esttico entre los bloques es e=0.38, mientras que lasuperficie bajoMcarece de rozamiento.

a)Realice el diagrama de cuerpo libre para cada bloque y escriba las ecuaciones de Newton correspondientes.b) Cul es la fuerza horizontal mnimaFnecesaria para que m permanezca contraMa una altura fija?3)Un cuerpo de 10 kg de masa est sobre un plano inclinado como se muestra en la figura. Inicialmente est en

reposo y comprimiendo 20 cm un resorte de k=20000 N/m. Cuando se libera el cuerpo, desciende por el plano

inclinado sin rozamiento, para luego atravezar una superficie horizontal de 10 m de longitud donde acta una

fuerza de rozamiento de 50 N. Finalmente el cuerpo entra en el rizo indicado en la figura.

a) Determine la velocidad del cuerpo en el punto P.b) Determine en qu punto de la trayectoria el

cuerpo se despega del riel circular.

4) Las esferasA, de 0.020 kg,B, de 0.030 kg y C, de 0.050 kg, se acercan alorigen deslizndose sobre una mesa horizontal sin rozamiento. Las

velocidades iniciales de A y B se indican en la figura. Las tres esferas

llegan al origen simultneamente y se pegan. El cuerpo resultanteA+B+C adquiere una velocidad de 0.50 m/s en la direccin +x.

a) Qu componentesx yy tena la velocidad de Cantes del choque?

b) Cul es el cambio de la energa cintica del sistema de las tres esferas

como resultado del choque?


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Fsica I: Primer Parcial: 25/09/12 Turno Maana

1)El tren A marcha por una va recta con velocidad de 35 m/s. En determinado instante, y 430 m por delante,

el maquinista ve otro tren que viaja por la misma va y en el mismo sentido, a 15 m/s. Instantneamente hace

sonar el silbato, dado que no le funcionan los frenos. Cuando el maquinista del tren B escucha el silbato

acelera con a=0,5 m/s2. a) Cunto tiempo despus que A hace sonar el silbato lo escucha B? b) Mostrar que el

maquinista B logra evitar el choque. c) Graficar posicin y velocidad de ambos trenes en funcin del tiempo.

(la velocidad del sonido es de 302 m/s)

2) Sobre un cuerpo de masa M1=12 kg se

encuentra otro de masa M2=8 kg, como se indica

en la figura. Sobre M1 acta una fuerza F. Hay

rozamiento entre todas las superficies de contacto,

siendo e=0,3 y d= 0,2 En esas condiciones,

calcular: a) El mximo valor que puede adoptar la

fuerza F para que el sistema permanezca en

reposo. b) El mximo valor que puede adoptar la

fuerza F para que el cuerpo de masa M2 no deslice

sobre el de masa M1. En esa situacin determinar

la aceleracin del sistema. c) Si F es un 10%

superior a ste valor, calcular la aceleracin de

cada bloque.

3) Un cuerpo de masa m se encuentra girando

dentro de un tambor cnico como muestra la

figura. La velocidad angular de rotacin es de

20=w , y el ngulo del cono es =30. Hallar laaltura respecto del vrtice del cono a la que gira el

cuerpo.

Un objeto de 400 gramos de masa circula por una pistae la forma y dimensiones indicadas en la figura. Parte del

eposo desde una altura de 1,2m.

. Calcular la velocidad con que llegar a la base de la

ampa.

. Qu velocidad tendr cuando est en la parte superior

el rulo?

. En ese punto, cuanto valdr la fuerza de contacto entre

l objeto y el riel.

. Luego de pasar el rulo, el objeto atraviesa una regin

orizontal de 1 m de longitud con rozamiento (d=0,2).

Calcular la velocidad con que abandona esa regin.

e. Cul tendra que ser la constante del resorte que

amortige el choque final si queremos que se

comprima un mximo de 5 cm.

) Dos cuerpos A y B de igual masa m=1 kg, chocan y quedan pegados como muestra la figura.

Despus del choque el mdulo de la velocidad del conjunto es de 4,33 m/s, siendo el ngulo

ue forma con la horizontal de 30.

Determinar el mdulo de la velocidad del cuerpo A y del cuerpo B antes del choque.

Determine las energas cinticas inicial y final del sistema. Es elstica la colisin?

0,2 m

60

1,2 m

h


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Desde la superficie de la tierra se lanza una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Unsegundo despus de lanzada la piedra, se deja caer (con velocidad inicial cero) un pequeo bloque de acero desde

una altura de 20 m, sobre la superficie de la tierra. Los cuerpos se mueven a lo largo de trayectorias paralelas.

Elija un sistema de referencia y plantee las ecuaciones para la posicin y la velocidad de la piedra y del bloque en

funcin del tiempo.

Calcule el tiempo transcurrido hasta que los dos cuerpos se encuentren a la misma altura Cul es esta altura?

Grafique posicin vs tiempo de los 2 cuerpos (en un mismo grfico) e indique en el grfico el punto de cruce.

2)Un bloque A de masa mA=5 kg se encuentra sobre un bloque B de masa mB=10kg, como muestra la figura. El bloque B se mueve hacia la derecha sobre la

superficie horizontal. Una fuerza horizontalF=50 N tira del bloque B, mientras

una cuerda horizontal tensa mantiene al bloque A unido a la pared y fijo. El

coeficiente de rozamiento dinmico entre todas las superficies es d=0.2 (hay

rozamiento entre el bloque A y el B y entre el bloque B y la superficie

horizontal).

)Determine la aceleracin del bloque B.b)Determine la tensin en la cuerda.) Un satlite de masa 5500 kg orbita alrededor de la tierra con un perodo de 6200 s. Determine:a)La altura (sobre la superficie de la tierra) del satlite.b)La velocidad del satlite.c)La fuerza gravitatoria que la tierra ejerce sobre el satlite.Datos: Masa de la Tierra: MT=5.98 x 10

24kg; radio terrestre RT= 6370 km;

constante gravitatoria: G=6.67x 10-11

N m2/kg

2; g=9.8 m/s

2

4) Un bloque de masa m=1 kg parte desde el reposo y desliza una distancia dhacia abajo por un plano inclinado en donde choca contra un resorte de constante

elstica k=400 N/m. El bloque desliza 20 cm ms antes de llegar al reposo

momentneamente comprimiendo el resorte. No hay rozamiento entre el bloque

y el plano. La inclinacin del plano es de =30.

)Determine la distancia d.b)Determine la velocidad del bloque en el momento en que choca contra el

resorte.

)Dos cuerpos A y B de igual masa m=1 kg, chocan y quedan pegados como muestraa figura. Antes del choque la velocidad del cuerpo A es de 5 m/s y la velocidad del

uerpo B es de 10 m/s. Los cuerpos se mueven sobre una superficie horizontal sinozamiento.

)Determine el vector velocidad del cuerpo A+B despus del choque.b)Determine el ngulo que forma la direccin del movimiento del cuerpo A+Bdespus del choque con la lnea punteada.

)Determine las energas cinticas inicial y final del sistema. Es elstica la colisin?


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Fsica I: Recuperatorio Primer Parcial: 22/11/12 Turno Noche

1)Un entrenador de baseball lanza una pelota a un jugador con una velocidad inicial de 20 m/s formando unngulo de 45

ocon la horizontal (hacia arriba). En el momento del lanzamiento el jugador se encuentra a 50

m del entrenador. Con qu velocidad (constante) y en qu direccin y sentido debe correr el jugador paraatajar la pelota cuando sta se encuentra a 0.5 m por debajo de la altura a la que fue lanzada?

2) El sistema de la figura est en movimiento con el cuerpo de 10 kg

movindose hacia abajo. El coeficiente de rozamiento dinmico entre

los cuerpos de 2.0 kg y 3.0 kg y entre el cuerpo de 3 kg y la superficie

horizontal es d=0.3.

a)Realice el diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo y escribalas ecuaciones de Newton correspondientes.

b)Determine la aceleracin de cada cuerpo.c)Determine la tensin en las cuerdas.

3) Un bloque de masa m=0.5 kg es empujado contra un resorte hasta que el resorte se comprime una longitud

d=0.5 m. Luego se suelta el bloque y ste se desplaza primero por una superficie horizontal y luego

contina movindose sobre una pista circular de radio R=1.5 m. La constante elstica del resorte es k=102

N/m. Slo hay rozamiento en el tramo AB cuya longitud es de 2.5 m y donde el coeficiente de rozamiento

dinmico entre el bloque y la superficie es d=0.3.

a)Determine la velocidad del bloque en el punto B.b)Determine la velocidad del bloque en el punto C.c)

Cuando el bloque se encuentra en el punto Cdetermine su aceleracin centrpeta y su aceleracin

tangencial y la fuerza ejercida por la pista sobre el

bloque.

4)Un cohete se est moviendo con una velocidad de 45 m/s, cuando repentinamente se rompe a causa de unaexplosin en dos fragmentos de igual masa que salen en las direcciones indicadas en la figura.

a) Determine el mdulo de las velocidades y .

b) Determine los vectores velocidad de cada fragmento en el sistema de centro de masas.


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1

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Fsica I: Primer Parcial 7/05/2013 Turno Maana

Problema 1) En la figura se observa un mvil que se desplaza avelocidad constante v=5m/s. Un proyectil es disparado cuando elmvil se encuentra 100m por delante, con una velocidad que

forma un ngulo de 37 grados con la horizontal.a) Determinar el mdulo de la velocidad del proyectil vppara queel mismo impacte con el mvil.

b) Suponga ahora que el mvil se encuentra originalmente en reposo y al ser disparado elproyectil comienza a alejarse con una aceleracin constante de 1m/s2. Determine el nuevovalor de vp para que se produzca el impacto.

c) Para el caso b), graficar posicin vs tiempo y velocidad vs tiempo de ambos objetos.

Problema 2) Se tiene un bloque de masa sobre un plano inclinado 30 y sinrozamiento, apoyado sobre un resorte de constante k=200

N/m. El bloque 1 se haya unido a otro bloque de masa

mediante una cuerda de masa despreciable.

Determine:a) La fuerza que realiza el resorte cuando el sistema seencuentra en equilibrio, y la compresin que experimenta

el resorteb) Si se corta la cuerda, calcular la aceleracin de cadabloque inmediatamente despus.c) La velocidad de cada bloque al llegar al piso si al cortar la cuerda se encontraban ambos a 1m de altura respecto a la base del plano.

Problema 3) En un tubo en U invertido cuyos tramos rectos tienen una longitud de 1 m y sutramo circular un radio externo de 1 m se coloca un resorte de 0,2 m de longitud y k=2000

N/m. En el extremo del resorte se coloca una bolita de masa m=0,05 kg.

a) Si se comprime el resorte 10 cm y se lo suelta, calcular el valor de la fuerza de contactoentre la bolita y el tubo para todo punto del tramo circular (no hay rozamiento).b) Calcular la mnima compresin del resorte que permite que la bolita de toda la vuelta sinperder el contacto con el borde externo del tubo.c) Calcular la velocidad con que la bolita abandona el tubo por su parte inferior.

Problema 4) Un resorte de constante k1=1000 N/m seencuentra comprimido inicialmente 30 cm. por un

cuerpo de masa ma = 10 kg que se encuentra apoyadosobre una superficie sin rozamiento. El cuerpo a selibera y choca plsticamente contra un segundo

cuerpo b de masa mb = 20 kg. que se encuentrainicialmente en reposo. Despus del choque loscuerpos se deslizan por una superficie con rozamiento(d=0,2) hasta chocar contra un resorte (k2=500 N/m)

cuyo extremo libre se encuentra a 2 m de laposicin inicial del cuerpo b.

a) a) Calcule la velocidad del cuerpo a justo antes deimpactar con el b.

b) b) Calcule la velocidad del conjuntoinmediatamente despus del choque.

c) c) Determine la mxima compresin del segundoresorte.

k1k2

mbma


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Fsica I: Primer Parcial 30/04/2013 Turno Noche

Un can est ubicado en el borde de una meseta a una altura de 60 m sobre la llanura que la rodea. Los operariosdel caon avistan un tanque enemigo estacionado en la llanura a una distancia de 2.2 km. En el mismo instante, la

tripulacin del tanque ve el can y comienza a escapar alejndose de ste en lnea recta con una aceleracin de

0.9 m/s2. Los operarios del can disparan un proyectil con una velocidad de salida de 240 m/s y un ngulo de

elevacin de 10 sobre la horizontal.

a)Determine la altura mxima alcanzada por el proyectil y su posicin de impacto.b)Determine el tiempo que deben esperar los operarios del can antes de disparar para hacer blanco en el tanque.

2) Dos bloques estn unidos mediante una cuerda que pasa por una polea comomuestra la figura. Las masas de los bloques son m1=14 kg y m2=2 kg, el ngulo

de inclinacin del plano es de =30. El bloque 2 est unido a un resorte de

onstante elstica k=100 N/m y longitud natural l0=1 m. No hay rozamiento entre

l bloque 1 y el plano inclinado.

) En la situacin de la figura el resorte tiene una longitud de l=1.2 m. El bloque

1 est en contacto con el apoyo A (fijo al plano) y el sistema se encuentra en

equilibrio. i) Realice el diagrama de cuerpo libre para cada bloque.

ii) Determine la tensin de la cuerda y la fuerza que ejerce el apoyo A sobre el bloque.

b) En un cierto instante se retira el apoyo A. i) Determine la aceleracin de los bloques y la tensin de la cuerd

inmediatamente despus de retirar el apoyo A. ii) Por consideraciones energticas determine el mxim

estiramiento que adquiere el resorte.

) Un cuerpo de masa M=0.1 kg est unido al eje de un cono de ngulo 45mediante una cuerda de longitud l=1 m. El cuerpo gira sobre la superficie delcono con una velocidad angular constante de 6 rpm. No hay rozamiento entre

el cuerpo y la superficie del cono. Determine:

a) La aceleracin centrpeta del cuerpo.

b) La tensin de la cuerda.

c) La fuerza normal que ejerce la superficie del cono sobre el cuerpo.

4) Un bloque A de masa m desciende desde el reposo a lo largo de una rampa sin rozamiento desde una altura de1.25 m. Luego choca con un bloque B que se encuentra en reposo. La masa del bloque B es 4m. En la regin a la

derecha del punto Pel coeficiente de rozamiento entre los bloques y el plano es d=0.5.

a)Determine la velocidad del bloque A inmediatamente antes del choque.b)Suponiendo que el choque es plstico, determine a qu distancia del punto Pse detiene el sistema.c)Suponiendo que el choque es elstico y frontal, determine la altura mxima que alcanzar el bloque A luego de

choque.

A

30o

12


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Fsica I (CB10) Recuperatorio 1er. Parcial -TM (4/7/2013)

1) Un cuerpo de masaM1 = 5 Kg. se encuentra sobre un plano inclinado a una altura h = 4 m. Otro

cuerpo, de masaM2 = 4 Kg. se encuentra comprimiendo un resorte de constante k= 10000 N/m una

longitud de 0.3 metros. Ambos cuerpos son liberados hasta chocar en el punto A. Despus del choque losdos cuerpos rebotan, teniendo el cuerpo 1 una velocidad igual a la mitad a la que traa, pero en sentido

contrario. Teniendo en cuenta que entre el punto A y el resorte se encuentra una regin de 4 metros de

longitud en la cual acta una fuerza de rozamiento de 30 N, calcule.

a) Calcule la velocidad de cada uno de loscuerpos justo antes de chocar.

b) Determine la velocidad del cuerpo 2 en elinstante posterior a la colisin.

c) Calcule la altura que alcanza el cuerpo 1luego del rebote. Qu suceder con el

cuerpo 2 ?

2) Un envo es soltado desde un avin que se desplaza a 600 km/h una altura de 1000 m. Una lancha que

se encuentra a 2000 m por delante del punto de liberacin es la

responsable de recogerlo.a)Qu aceleracin debe poseer la lancha para llegar a tiempo al punto

en el que el envo tocara el agua, si parte desde el reposo en el mismo

instante en el que se suelta el paquete?b) Determine el vector velocidad relativa del paquete respecto de la

lancha en el momento del encuentro.

3) Un bloque de 12 kg es arrastrado sobre una superficie

con rozamiento mediante un fuerza Fde 60 N que forma

un ngulo de 37 con la horizontal, generndole una

aceleracin de 3 m/s2

hacia la derecha.a) Calcule el coeficiente de rozamiento dinmico.

b) Cuanto tiempo tardar en detenerse si se deja de aplicarla fuerzaFcuando el cuerpo alcanza una velocidad de 8 m/s .

4) El pequeo bloque de la figura se mueve

sobre una superficie horizontal con velocidad

v=4 m/s. Luego desliza sobre la superficie

cilndrica hasta el punto A donde se despega de

la superficie. La superficie horizontal est

situada a una altura h=0.75 m del piso. El radio

en la parte cilndrica es igual a h. a) Hallar el

valor de la normal cuando = 12. b) Determine

el ngulo para el cual el bloque se despega de

la superficie cilndrica y el vector velocidad del

bloque en ese instante (mdulo, direccin y

sentido).

Desprecie el rozamiento

kM2

M1

AFR, l

h


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Fsica I Recuperatorio Primer Parcial 04/07/2013

1) Considere el sistema de la figura. Todas las superficies de contacto son sin rozamiento. La polea y la cuerda

tienen masas despreciables y la cuerda es inextensible.

a) Realice el diagrama de cuerpo libre para cada uno de los tres cuerpos

(bloque de masa m, cua de masaMy bloque colgante de masaM).

b) Qu valor debe tener la masaMdel bloque colgante para que el bloque

de masa m pueda permanecer a una altura constante sobre la superficie

horizontal? Ayuda: Al plantear las ecuaciones de Newton elija para el

bloque de masa m un sistema de referencia con eje x horizontal y eje y

vertical.

Datos: m=1 kg, M=2 kg, =30

2) Se quiere poner un satlite en rbita circular a 780 km sobre la superficie terrestre, a) qu velocidad

tangencial debera imprimrsele al satlite y b) cul sera el periodo de la rbita?

Datos: Masa de la Tierra: MT=5.98 x 1024

kg; radio terrestre RT= 6370 km;

constante gravitatoria: G=6.67x 10-11

N m2/kg

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3) Un resorte tiene una constante elstica k=1000 N/m. Un bloque de masa 200 g es empujado contra el resortehasta que el resorte se comprime 15 cm. Luego se suelta el bloque. El bloque se mueve primero por una

superficie horizontal y luego asciende por un plano inclinado. No hay rozamiento entre el bloque y la superficie

horizontal, mientras que el coeficiente de rozamiento dinmico entre el bloque y el plano inclinado es d=0.2.

a) Determine la velocidad del bloque cuando alcanza el punto ms alto sobre el plano inclinado.

b) Determine la distancia dque el bloque vuela a travs del aire.

4) Un protn se mueve a una velocidad de 200 km/s y choca con un tomo de helio en reposo (la masa del

tomo de helio es igual a 4 veces la masa del protn). Luego de la colisin el protn se desva 90 reduciendo su

velocidad a 154.9 km/s.

a)Determine el ngulo con que es dispersado el tomo de helio respecto a la direccin del protn incidente ysu velocidad.

b)Es elstico el choque?Masa del protn: 1.67 x 10-27kg

Primer Parcial de Fisica 1

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