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GRUPO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS

Pierre Fermat 08

Pierre

Doc–FIS–SET–DIC–03

Un cuerpo rígido compuesto de discos de diferentes diámetros giran alrededor del centro “O” con una velocidad angular constante de 80π rad/s. Si: R1=0,6 m y R2=0,9 m. En que relación están las velocidades de “A” y “B”

Fermat

w

Omar Herrera Cáceres

Director FISICA

1 0 2

TEMA: CINEMATICA CIRCULAR MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

B

01 Un cuerpo atado a una cuerda gira con MCU recorriendo un arco de 20m. En 5s. Determine el valor de la velocidad tangencial. a) 20 m/s b) 10 c) 8 d) 6 e) 4 02 Un satélite se mueve en una órbita circular con rapidez constante, si en 4s, el ángulo barrido fue 80 πrad. Calcular el valor de la velocidad angular a) 10π rad/s b) 15π c) 20π d) 25π e)30 π

A a) ½ 09

b) 2/3

c) 3/2

d) 3/5

e) 2/5

Si la rueda de 10 cm gira con una velocidad angular constante de 20 rad/s. ¿Con que velocidad asciende el bloque? (r = 5cm) 4r

03 Una piedra atada a una cuerda de 1m de longitud gira con MCU. Determine el valor de su velocidad tangencial si en 4s, logró dar 20 vueltas. a) 6 π m/s b) 8 π c) 10 π d) 20 / π e)40 π

2r

r

04 Una polea gira en torno a su eje con rapidez constante, logrando dar 40 vueltas en 5s. Determine el valor de su velocidad angular. a) 4 rad/s b) 8 π c) 16 π d) 20 π e) 40 05 Sobre un electrón cuya velocidad es 4 x 10 5 m/s actúa un campo magnético que lo obliga a describir una trayectoria circular de 3,2 m de radio. Calcular la aceleración centrípeta del electrón. a) 2 x 1010 m/s2 b) 3 x 1010 c) 4 x 1010 d) 5 x 1010

a) 10 cm/s 10

e) 6 x 1010

a) 6 rad/s

c) 9

e) 6π a) 2 π rad/s

07 Un disco mostrado gira con MCU. Calcular el radio del disco si se sabe que las velocidades de “C” y “E” son 20 m/s y 10 m/s C 8 cm

a)14cm

b)15

c)16

b) π

c) π/2

d) 3π

Un disco que parte del reposo y gira con un MCUV logra dar 340 vueltas en el noveno segundo. ¿Cuántas vueltas logra dar en el quinto segundo? a) 50 b) 60 c) 120 d) 180 e) 540

e)8

¡ ¡ ¡ Seguridad de un Trabajo bien hecho ! ! !

e) N.A.

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE VARIADO 11

E

d)17

e) N.A.

vertical

H = 20m

d) 3π

d) 50

Vo=0

R

b) 9π

c) 30

En la figura se muestra un cilindro que gira con velocidad angular constante. Determine esta velocidad sabiendo que la canica se abandona por el agujero inferior en el menor tiempo posible (g = 10 m/s2)

06 En la figura si la rueda mayor gira a razón de 3 rad/s. Calcular la velocidad angular de la rueda menor. 3R

b) 20

PÁGINA – 1 –

GRUPO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS 12

Pierre Fermat

Doc–FIS–SET–DIC–03

Calcular la aceleración angular que tiene un disco, sabiendo que es capaz de triplicar la velocidad que tiene luego de dar 600 vueltas en 20 segundos. a) 2,5 rev/s2 b) 1,5 rev/s2 c) 3,5 rev/s2 d) 4.5 rev/s2

e) 5,5 rev/s2

TRABAJO MECANICO 01

13 Una partícula se desplaza con MCUA partiendo del reposo. Si la segunda vuelta la efectúa en 10s ¿En que tiempo efectúa la primera vuelta? a) 12,1 s b) 24,1 s c) 48,2 s d) 20 s e) 30 s 14 Una volante parte del reposo, gira con MCUA y a 10 π rad/s2. Si en dos segundos gira 180π rad ¿Qué tiempo transcurrió del inicio hasta el lapso de los dos segundos? a) 2s b) 4s c) 6s d) 8s e) 10s 15 Un motor eléctrico arranca desde el reposo y alcanza su velocidad de rotación de 1500 rpm en 1s y después marcha con rapidez constante. Suponiendo que durante este periodo ocurre una aceleración angular constante, encuentre el numero de revoluciones del eje de la maquina durante el periodo de aceleración a 1s a) 40 b) 30 c) 25 d) 50 e) 12,5

la posición x2 = 13m F –1 a) 260 J 02

cuantos segundos A alcanza por primera vez a B? a) π/3 A b) π/2 c) π

e) 2

π π

c) 280

B

¡ ¡ ¡ Seguridad de un Trabajo bien hecho ! ! !

d) 290

e) 300

Calcular el trabajo de la fuerza F = 30N para un desplazamiento de 5m

F

2 2

a) 75 J 03

b) –75

c) 100

d) –100

e)125

Calcular el trabajo desarrollado por F = 20N de “B” hasta “A” B

6m F 37º a) 200 J 04

60º

18 Dos barras A y B parten del reposo simultáneamente con movimientos de rotación uniformemente variados y con aceleraciones de 7 rad/s2 y 6 rad/s2 respectivamente. ¿Después de

d)

b) 270

e) N.A

17 Las partículas parten del reposo desde A y B con movimientos uniformemente acelerados a lo largo del arco de circunferencia. Si las aceleraciones son α1 = 3,5 rev/s2 y α2 = 2,5 rev/s2 ¿Al cabo de que tiempo logran cruzarse por primera vez? a) ½ s b) 1/3 s c) ¼ s d) 1/5 s B e) 1/6 s A

x(m)

0

F

16 Una rueda gira un ángulo de 234 rad en 3s. su velocidad angular al cabo de ese tiempo es de 108 rad/s. ¿Cual es su aceleración angular, supuesta constante? a) 20 rad/s2 b) 30 rad/s2 c) 15 rad/s2 d) 10 rad/s2

Calcular el trabajo realizado por la fuerza constante de 20N, para un desplazamiento de x1 = –1m hasta

c) 100

A d) –150

e) 150

Un cuerpo de 2kg de masa está en reposo sobre una superficie horizontal y lisa. Si se aplica una fuerza horizontal F = 10N por un periodo de 10s. ¿Cuánto sera el trabajo que habría realizado esa fuerza? F

a) 2500 J 05

b) –200

b) 200

c) 750

d)2300

e)1500

Una esfera de 500g de masa es lanzado desde “A”. Calcular el trabajo realizado por el peso al llegar a “B” A B

a) 50 J b) 100 c) 0 e) falta conocer la altura máxima

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d) 150

GRUPO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS Pierre 06 Calcular el trabajo del peso para el trayecto mostrado en el gráfico, si su caída emplea 3s (m = 20g) g = 10/s2

Fermat

A

b) –9

c)10

d)15

e) 20

12

07 Un bloque de “m” kg se desplaza con una velocidad constante de 8 m/s. calcular el trabajo desarrollado por F = 20N para un intervalo de tiempo de 2s a) 300 J F b) 310

(N)

F

a) 5 b) 6 c) 8 d) 3,5 e) 12 B

a) 9 J

Doc–FIS–SET–DIC–03

Determinar la cantidad de trabajo (en Joules) realizado por la fuerza entre las posiciones x = 0 y x = 3m

4

3 x(m) El bloque de 4kg se encuentra en reposo en la posición x = 0. Luego se le aplica una fuerza horizontal que se comporta según se indica en la grafica →vs →

F

x

F

c) 320 d) 330 e) 340

(N) 40

10

08 Calcular el trabajo neto para un desplazamiento de 20m, el bloque experimenta una fuerza de rozamiento por parte del aire igual a 10N a) 100 J F = 80 N b) 200 c) 300 d) 400 m = 5kg e) 500

x=0 Determinar la cantidad de trabajo que se efectúa

09 Si el trabajo neto desarrollado sobre el bloque mostrado es de 200J ¿Calcular el valor de “F”? Además el bloque se desplaza 10m (g = 10 ms/2) 100N 37º a) 40N

b) 50

liso

→hasta el instante en que el F

d) 70

37º

13

14

c) 10

d) 12

e) 5

11 Una fuerza →actúa sobre un cuerpo de masa de

F

c) 500

d) 300

b) 80 J

c) 70 J

d) 60 J

b) 25 J

c) 50 J

d) 100 J

e)52J

e) 125 J

¿Cuánto trabajo es requerido para levantar verticalmente un ladrillo de 3kg, partiendo del reposo, hasta una altura de 2 metros, de manera que llega a dicha altura con una velocidad de 2 m/s? (g = 10 m/s2) a) 60J

b) 66J

c) 54J

d) 45J

2kg, en el grafico se muestra el comportamiento de dicha fuerza en función de la posición del cuerpo.

¡ ¡ ¡ Seguridad de un Trabajo bien hecho ! ! !

e) 800

Un cuerpo de 5 kg reposa en la posición x = 0; sobre una superficie horizontal cuyo coeficiente de fricción con el bloque es: µ = 0,05x se le aplica una fuerza horizontal “F” variable que le hace avanzar 10m con velocidad constante ¿Qué trabajo realizó “F” en dicho tramo? (g = 10 m/s2) a) cero

15

b) 700

Un bloque de 1 kg es desplazado 12m a lo largo de un plano inclinado 53º respecto a la horizontal, por una fuerza uniforme “F” paralela al plano. Calcular el mínimo trabajo realizado por dicha fuerza, si el coeficiente de fricción cinético entre el plano y el bloque es 0,50 (g = 10 m/s2) a) 132 J

20cm

µK=0,5

b) 6

a) 600 J

e) 80

10 A partir del instante mostrado determine el trabajo realizado mediante la fuerza “F”, para ubicar a la barra despreciable verticalmente. Considere que el bloque de 10kg se desplaza lentamente F

a) 8J

bloque comienza a disminuir su rapidez (g = 10 m/s2)

F c) 60

x(m) µk=0,5

mediante la fuerza

→ V

30

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e) 80J

GRUPO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS Pierre 16 Un muchacho jala un bloque de “P” newton mediante una cuerda que forma “θ” con la horizontal, tal que recorre una distancia horizontal “L”m, a la velocidad constante. Determine el trabajo realizado por el muchacho, sabiendo que el coeficiente de rozamiento cinético es “µ” a)

µPL Senθ + µCosθ

µPLCosθ Cosθ + µSenθ

Encuéntrese la potencia de un elevador sabiendo que levanta 50 sacos de harina de 100 kg, cada uno hasta una plataforma ubicada a una altura de 8m de 1 minuto (en kgm/s) a) 333,3 b) 450,5 c) 280,0 d) 666,6 e) N.A.

24

Calcule la potencia (en C.V) del motor de un auto, tal que éste pueda desplazarse a 36 km/h, si para tal velocidad la resistencia del aire es de 40N y la fricción en las llantas de 200 N a) 24 b) 18 c) 36 d) 32 e) 10

25

Encontrar la potencia desarrollada por “n” gotas idénticas de agua que caen desde una altura “H”, cada gota tiene una masa “m” (g = aceleración de la gravedad)

e) θ

a) nmg

→ → → F = 8i + 6 j actúa sobre un cuerpo durante 5 segundos, llevándolo desde la posición (4;3) hasta (12;9). Determine el trabajo realizado sobre dicho cuerpo. La fuerza está en newtons y las coordenadas en metros a) 72J b) 84J c) 96J d) 100J e)108J

17 Una fuerza

POTENCIA Y EFICIENCIA 18 En la figura hallar la potencia desarrollada por la fuerza “F” de 10N. Si esta desplaza al bloque de 4kg, una distancia de 100m el bloque inicialmente parte del reposo (En W) a) 50 F b) 60 c) 70 37º d) 80 e) 90

b) 900 watt, 200 watt d) 600 watt, 400 watt

23

d)

µPL Cosθ + µSenθ

Doc–FIS–SET–DIC–03

a) 800 watt, 100 watt c) 800 watt, 200 watt e) 1250 watt, 250 watt

b)

µPLSen θ Cosθ + µSenθ c)

Fermat

0,5nmg

2gH 2gH

b) nmg d) 2nmg

2H

2gH

Calcule la máxima velocidad que puede asumir un automóvil, si viaja por una pista horizontal, la pista y el aire ofrece una resistencia total de 200 kg y el motor tiene una potencia de 150 H.P y una eficiencia de 80% (En m/s) a) 67,8 b) 55 c) 45,6 d) 38,7 e) N.A

27

La potencia que recibe el motor “A” es de 100 KW, siendo su rendimiento el 80%. Por medio de ella hace funcionar a la máquina “B” cuyo rendimiento es el 50% y ésta máquina pone en movimiento a otra “C” de rendimiento 40% ¿Cuál será la potencia en KW obtenida finalmente? a) 75 b) 25 c) 16 d) 12 e) 18

20 ¿Qué potencia tiene el motor de una bomba que eleva 18000 litros de agua por hora de un pozo que tiene 30m de profundidad? (g = 10 m/s2) c) 1.5

d) 2

e) 1.6

21 Un hombre de 60 kg sube por las escaleras de un edificio de 200m de altura en 8 minutos ¿Cuál fue la potencia que desarrolló el hombre? (g = 10 m/s 2)(En W) a) 250

b) 500

c) 750

d) 125

e) 2500

22 A un motor se le entrega una potencia de 1000 watt si la eficiencia de este motor es del 80%, calcular la potencia útil y la potencia perdida.

¡ ¡ ¡ Seguridad de un Trabajo bien hecho ! ! !

e) N.A.

26

19 A un motor se le entrega una potencia de 800 Watts para que este mueva un eje que se encargará de transmitir movimiento, si este motor pierde 160 Joules por cada segundo en forma de calor, que este disipa, determinar la eficiencia del motor. a) 50% b) 6% c) 70% d) 80% e) 100%

a) 10 HP b) 3

c)

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