• Author / Uploaded
• marielcatap Lazcano

Citation preview

Prueba Nº2 Cfis 020 Nombre:    

 

Forma 001 Fecha:

INSTRUCCIONES EL USO DE TELÉFONO DURANTE LA PRUEBA ESTÁ ESTRICTAMENTE PROHIBIDO. APAGAR TELÉFONOS Y GUARDARLOS EN CARTERAS, BOLSOS Y MOCHILAS. UNA VEZ INICIADA LA PRUEBA NO SE PUEDE SALIR DE LA SALA. TODOS LOS LIBROS Y CUADERNOS DEBEN SER MANTENIDOS DENTRO DE SUS BOLSOS O MOCHILAS DURANTE LA REALIZACIÓN DE LA PRUEBA Logros de Aprendizaje: Aplicar las Leyes de Newton, usando estrategias vectoriales, para la descripción mecánica de cuerpos puntuales. Aplicar los principios de conservación de la energía a sistemas mecánicos.

INDICACIONES: 1. La prueba contempla 2 ítems, alternativa 50% y desarrollo 50%. 2. Tiempo total 90 min. Selección múltiple (3 pts. cada pregunta) 1. Tres fuerzas actúan como se muestra en la figura sobre el anillo. Si el anillo se encuentra en equilibrio, la magnitud de la fuerza F en newton es: a) 7261 b) 5948 c) 5048 d) 4165

2. El bloque de masa M de la figura se mueve con velocidad constante en la dirección de ⃗⃗⃗⃗ 𝐹2 sobre una superficie horizontal con roce, las fuerzas ⃗⃗⃗ 𝐹1 y ⃗⃗⃗⃗ 𝐹2 tienen igual magnitud F. El diagrama de cuerpo libre que mejor representa al problema asociado es:

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.

Prueba Nº2 Cfis 020 Nombre:

Forma 001 Fecha:

3. La figura muestra un oso polar que arrastra su presa de 70 kg aplicando una fuerza constante que forma un ángulo de 40° con la horizontal, la fuerza aplicada es de 50 N. Calcule la aceleración en la dirección horizontal (en m/s2) que tendrá su alimento. Considere que no hay fricción entre el alimento y el hielo.

a) b) c) d)

0,55 0,71 0,46 3,2 4. Dos bloques están en contacto sobre una mesa carente de fricción. Se aplica una fuerza horizontal a un bloque, como se muestra en la figura. Si F = 3,2 N, m1 = 2,3kg y m2 =1,2 kg y, halle la magnitud de la fuerza de contacto entre los dos bloques.

a) b) c) d)

0 0,91 2,3 1,1 5. La única forma de sacar a un cuerpo de su estado de movimiento respecto a un sistema de referencia es aplicar sobre dicho cuerpo una:

a) b) c) d)

Aceleración. Fuerza neta igual a cero. Fuerza neta distinta de cero Velocidad distinta de cero. 6. En la figura se muestran las únicas fuerzas que actúan sobre un cuerpo. De acuerdo con esto y que 𝐶𝑜𝑠 30° =

√3 2

la alternativa correcta es :

a) b) c) d)

El cuerpo se mueve a la derecha El cuerpo se mueve hacia la izquierda El cuerpo solo puede permanecer en reposo El cuerpo se mueve con velocidad constante o está en reposo

a) b) c) d)

7. El trabajo neto realizado por una fuerza neta que mueve un objeto entre dos puntos es igual a: A la variación de la energía cinética. A la variación de la energía cinética más la variación de la energía potencial. A la variación de la energía potencial, pero con el signo cambiado. A la fuerza de roce por la distancia entre los dos puntos.

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.

Prueba Nº2 Cfis 020

Forma 001 Fecha:

Nombre:

8. Una masa de 5 Kg, inicialmente en reposo, se desliza por el plano inclinado mostrado en la figura. Considerando que solo la superficie horizontal de 2 m de largo posee fricción. Suponiendo que la energía potencial en B es cero, calcule la energía potencial en Joule en el punto A:

K

a) b) c) d)

0 50 500 No se puede determinar

5 g

A h [m]

10 [m] = 0,1

B

2 [m]

C

9. En el circo un acróbata en la cúspide de un poste tiene una energía potencial de 100 J. Si en la base del poste su energía potencial es cero, al llegar abajo su energía cinética en Joule es:

a) b) c) d)

0 50 100 40

10. Un niño arrastra por el suelo un baúl lleno de juguetes, 6,0 m en línea recta. Para ello, empuja el baúl con una fuerza de 75 N inclinada 30º con la horizontal. La masa del baúl es de 18 kg y el coeficiente de rozamiento cinético entre el baúl y el suelo es de 0,30. El trabajo realizado en Joule por el niño aproximadamente es:

a) b) c) d)

390 65 225 38

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.

Prueba Nº2 Cfis 020

Forma 001 Fecha:

Nombre:

Parte de desarrollo 1. Se están sacando bloques de granito de una cantera por una pendiente de 15°, por razones ecológicas y paralelamente a esta acción, se está agregando tierra como relleno del terreno a través de un balde que está conectado con el carro por medio de un cable ideal que pasa por una polea ideal como se observa en la figura.

El coeficiente de roce cinético entre el carro y el plano inclinado vale 0,1. Si el carro tiene una masa de 85 kg y desciende con una cierta aceleración y la cubeta (balde) tiene una masa de 10 kg. a) Dibujar el diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo (4 pt) b) Escriba las ecuaciones de Newton para cada cuerpo. (4 pt) c) Determine la magnitud de la aceleración del carro. (4 pt) d) Determine la tensión en la cuerda. (3 pt)

a) Diagrama de fuerzas Carro

Balde

T

T

N

fr

mbg

mcg b) ecuaciones de Newton: Carro (baja) Eje x: 1) 𝑚𝑐 ∙ 𝑔 𝑠𝑒𝑛 15 − 𝑓𝑟 − 𝑇 = 𝑚𝑐 ∙ 𝑎

Balde (sube) Eje y: 3) 𝑇 − 𝑚𝑏 𝑔 = 𝑚𝑏 𝑎

eje y: 2) 𝑁 − 𝑚𝑐 𝑔𝑐𝑜𝑠15 = 0

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.

Prueba Nº2 Cfis 020 Nombre:

Forma 001 Fecha:

c) reemplazando datos del problema: 219,99 − 82,1 − 𝑇 = 85𝑎

donde 𝑓𝑟 = 𝜇𝑁 = 0,1 ∙ 821 = 82,1 𝑁

1) 137,89 − 𝑇 = 85𝑎 2) −100 + 𝑇 = 10𝑎 𝑎 = 0,398 𝑚/𝑠 2 d) reemplazando la aceleración en 3: 𝑇 = 103,98 𝑁

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.

Prueba Nº2 Cfis 020 Nombre:

Forma 001 Fecha:

2. Un bloque de masa m=2kg se desliza por una superficie lisa como se muestra en la figura. Si el objeto alcanza el punto B con una rapidez de 6 m/s. Considerando la energia potencial cero en el suelo. Determine: a) La energia mecánica en el punto B. (4 pts) b) La rapidez en el punto A. (4 pts) c) La rapidez del punto C. (4 pts) d) La rapidez con la que el bloque impacta con el suelo. (3 pts)

a) La energia mecanica en B 1 𝐸𝐵 = 𝑚𝑔ℎ𝐵 + 𝑚𝑣𝐵2 2 𝐸𝐵 = 100𝐽 b) La energia cinetica en A 𝐸𝐴 = 𝐸𝐵 𝐸𝐴 = 𝑚𝑔ℎ𝐴 + 𝐾𝐴 𝐾𝐴 = 𝐸𝐴 − 𝑚𝑔ℎ𝐴 𝐾𝐴 = 100𝐽 − 100𝐽 𝐾𝐴 = 0 El bloque se dejar caer por lo tanto su rapidez es 0 m/s c) La rapidez del punto C 1 𝐸𝐶 = 𝑚𝑔ℎ𝐶 + 𝑚𝑣𝐶2 = 100𝐽 2 1 2 40𝐽 + 𝑚𝑣𝐶 = 100𝐽 2 𝑣𝑐 = √60 = 7,75 𝑚⁄𝑠 d) La rapidez con la que impacta el piso 1 𝑚𝑣 2 = 100 𝐽 2 𝑣 = √100 = 10 𝑚⁄𝑠

Profesores: Nancy Soto, Mitzy Cortez, Giorgo Anastasiou, Fabrizzio Bugini, Haroldo Cornejo, Javier Calderon, Jose Aceituno, Rodrigo Vergara, Johanna Perasso.