Física 3° C Unidad: Mecánica Profesora: Lilia Salazar Sánchez
Liceo Agustín Ross Edwards Pichilemu, 14 Junio 2013
Aprendizaje esperado:
Forma 1
Deducen y aplican con soltura las relaciones del movimiento circular uniforme a una variada gama de situaciones (por ejemplo, la de un planeta que orbita en torno al Sol). Reconocen experimentalmente experimentalmente la existencia de la fuerza centrípeta y explican su origen en diferentes y variadas situaciones en que objetos se mueven en trayectorias circulares y con rapidez constante. Aplican la definición de momento angular a objetos de formas simples que rotan en relación a un eje y reconocen la conservación de esta magnitud física tanto en valor como en dirección y las condiciones bajo las cuales ella se conserva. Aprecian la utilidad utilidad predictiva de las leyes de conservación conservación del momento momento angular. Reconocen en los fenómenos con movimiento circular que suelen ocurrir en el entorno cotidiano, los conceptos más relevantes con los que se les describe, y las leyes que lo rigen. Son capaces de argumentar en base a los conceptos básicos de la física la explicación de algún fenómeno físico.
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Nombre: ……………………………………………… ……………………………………………………….25 ……….25 puntos.
Puntaje: …………… Nota: ………………..
Encierre en un círculo la alternativa correcta. No intente adivinar, las respuestas erróneas serán descontadas. (Por cada cada error, ¼ de descuento descuento de las respuestas correctas). correctas).
1) Una piedra de 200 gramos atada a una cuerda, gira con un radio de 0,5 m, con una frecuencia de 10/π Hz. ¿Cuál es el valor de su momento angular, medido en kg∙m2/s? Recuerde que 1Kg =1000 gr Α) π B) 1 C) 2π D) 2 E) 0,5 2) En la siguiente figura figura señale dónde la velocidad angular es menor ¿por qué? A) En A porque su momento de inercia inercia es mayor. B) En B porque su momento de inercia es mayor. C) En A porque su momento de inercia es menor. D) En B porque su momento de inercia es menor E) Ninguna es correcta.
3) Cuando se intenta poner en equilibrio sobre su eje una pirinola o trompito, este pierde el equilibrio y se cae. Si se repite la experiencia haciéndola girar se mantiene en equilibrio. Este fenómeno se puede explicar sobre la base de la conservación de: A) el momento de inercia inercia B) el mome moment nto o ang angul ular ar C) el to torque D) velo veloci cida dad d angul angular ar E) toda todas s son son cor corre rect ctas as 4) Suponga que la Tierra gira en torno al Sol en una trayectoria prácticamente circunferencial con un momento angular L. Si nuestro planeta repentinamente duplica distancia a nuestra estrella, ¿Cuál será su nuevo momento angular? A) 2L B) 4L C) L D) L/2 E) L/4 5) Cuál de los siguientes ejemplos presenta un torque: A) hundir un ladrillo en el agua B) apretar una tuerca tuerca C) clavar un clavo D) todas las anteriores anteriores son correctas correctas E)) ninguna es correcta.
6) Para que un disco que gira en torno a un eje central aumente su Momento Angular al triple su: A) velocidad lineal deberá mantenerse constante. B) velocidad angular deberá mantenerse constante. C) velocidad angular deberá aumentar al triple. D) velocidad angular deberá disminuir a la tercera parte. E) Ninguna es correcta 7) Unidad en el sistema internacional para medir momento angular: A) Kg m B) Kg m2 C) Kg2 m / seg2 D) Kg2 m /seg
E) ninguna es correcta
8) En relación a la dinámica circular: I. Cuando un cuerpo que realiza un movimiento circular, si aumenta al doble su velocidad angular su momento angular se duplica. II. Si mientras se hace girar una piedra atada a un cordel se disminuye repentinamente el largo del cordel, en virtud de la conservación del momento angular la velocidad angular de la piedra debe aumentar. III. Cuando una bailarina al girar apoyada en sus pies apega sus brazos al cuerpo, su velocidad angular aumenta como consecuencia de su disminución del momento de Inercia. Es o son verdaderas: A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y III
E) I, II y III
9) Con respecto al movimiento circunferencial uniforme, es correcto afirmar A) las tres siguientes afirmaciones son verdaderas B) la velocidad angular es una magnitud vectorial C) la velocidad lineal es una magnitud vectorial D) la aceleración centrípeta es una magnitud vectorial E) las tres afirmaciones anteriores son falsas 10) Un móvil recorre, a razón de n vueltas por segundo, una circunferencia de perímetro d metros. Si se conocen los valores de n y d, entonces del móvil se puede calcular I) su rapidez angular II) su rapidez lineal. III) el módulo de la aceleración centrípeta A) Solo I
B) Solo II
C) Solo I y III
D) I, II y III
E) Ninguna de ellas.
11) Una partícula gira con MCU y tiene rapidez angular de 5 rad/s. Si el radio de la trayectoria mide 2 m, entonces la rapidez tangencial (lineal) de la partícula es igual a A) 0,4 m/s B) 2,5 m/s C) 5 m/s D) 10 m/s E) Ninguna de ellas. 12) Un cuerpo de masa m se mueve con rapidez constante v sobre una trayectoria circunferencial girando en sentido antihorario como se indica en la figura. La aceleración a de este cuerpo al pasar por el punto P esta mejor representada por: A)
B)
C)
D)
E)
13) Cuando una pelota amarrada a un poste da vueltas alrededor del mismo, ¿qué sucede con su velocidad angular? Explique. A) aumenta porque disminuye su momento angular. B) disminuye porque aumenta su momento angular. C) aumenta porque su radio de giro disminuye. D) disminuye porque su inercia rotacional aumenta. E) ninguno es correcto.
14) Un niño hace girar una piedra atada a un cordel imprimiéndole movimiento circunferencial uniforme. Si lo vemos desde arriba, el movimiento se representa como una circunferencia de centro en el niño (N). Si el movimiento se efectúa en el sentido indicado por la flecha, cuando la piedra pasa por el punto P, los vectores que mejor representan la velocidad lineal y la fuerza centrípeta que actúa sobre la piedra en ese punto son, respectivamente:
A)
B)
C)
D)
E)
15) Un satélite que describe un MCU en torno de la Tierra está pasando por el punto P de su trayectoria, ver figura ajunta. El vector que se muestra a partir de este punto puede corresponder a: I) la velocidad angular. II) la aceleración. III) la fuerza centrífuga. Es (son) verdadera(s) A) sólo I. B) sólo II. C) sólo III. D) sólo I y II. E) sólo II y III. 16) Una piedra amarrada a una cuerda es puesta a girar sobre una superficie horizontal de roce despreciable. El movimiento de la piedra es circunferencial uniforme, por lo tanto, se debe cumplir que A) la fuerza centrípeta y la velocidad angular tienen la misma dirección. B) la velocidad tangencial y la velocidad angular tienen la misma dirección. C) no existe fuerza centrípeta sobre la piedra. D) la fuerza centrípeta corresponde a la tensión de la cuerda en este caso. E) la aceleración centrípeta y la velocidad tangencial forman un ángulo mayor de 0º y menor de 90º. 17) Dos jóvenes de iniciales P y Q están girando en un carrusel que gira con rapidez constante, siendo el punto C el centro del carrusel. Si Q, P y C están sobre un mismo diámetro del carrusel y la distancia de P, ubicado en la periferia, es el doble de la distancia de Q respecto al centro, se cumple entonces que:
A) P y Q tienen igual aceleración centrípeta. B) la velocidad angular de P es el doble de la velocidad angular de Q. C) la velocidad tangencial de P y Q poseen el mismo sentido. D) el periodo de Q es menor que el de P. E) P y Q tienen igual velocidad angular. 18) El vehículo que muestra la figura está entrando a una curva de radio 40 m con rapidez de 10 m/s, por lo tanto, la aceleración centrípeta que adquiere es de magnitud A) 2,5 m/s2 B) 5,0 m/s 2. C) 7,5 m/s2. D) 10,0 m/s 2. E) 25,0 m/s2.
19) Una esfera sólida de radio 0,5 m y 15 kg de masa gira alrededor de un eje que pasa por su centro con una rapidez angular de 3 rad/s, entonces su momento angular en kgm2/s, es: A) 1,5 B) 2,1 C) 22,5 D) 4,5 E) 5,4 20) Una patinadora gira con una cierta velocidad angular y con los brazos pegados hacia ella, ¿qué sucede al estirar sus brazos? I) El momento de inercia aumenta. II) La rapidez angular disminuye. III) El momento angular aumenta Es o son correctas: A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y II
E) I, II y III
21) Un disco macizo de masa 40 gr y un radio de 10 cm se mueve con un MCU ¿Cuál es su momento de inercia, medido en gr . cm2? A) 1000 B) 2000 C) 4000 D) 8000 E) ninguna 22) Un muchacho hace girar una piedra de masa 200 gr atada a una pitilla de 1,5 m de largo. Si la velocidad angular es de 10 rad/seg ¿Cuál es su momento angular, medido en gr m 2 / seg? A) 3000 B) 4500 C) 30000 D) 45000 E) ninguna 23) El momento de Inercia y el momento angular, son magnitudes, respectivamente: A) escalar - escalar B) escalar – vectorial C) vectorial – escalar D) vectorial – vectorial E) no es posible saberlo. 24) María corre con sus piernas flectadas y luego las estira, en qué caso es menor el momento de inercia: A) con las piernas flectadas B) con las piernas estiradas C) con las piernas flectadas y estiradas, da lo mismo D) al detenerse. E) ninguna es correcta.
25) A lo largo de una pendiente se deja rodar un cilindro hueco y un cilindro macizo con la misma masa y radio ¿Cuál llega primero? A) Llega primero el cilindro hueco debido a que tiene mayor momento de inercia. B) Llega primero el cilindro macizo debido a que tiene mayor momento de inercia. C) Llega primero el cilindro hueco debido a que tiene menor momento de inercia. D) Llega primero el cilindro macizo debido a que tiene menor momento de inercia. E) Faltan los valores de las masas y radios de los cilindros, para saberlo.
