Preguntas propuestas
3
Física Segunda condición de equilibrio y equilibrio mecánico
4.
NIVEL BÁSICO
Se muestra una barra homogénea de 10 kg que permanece horizontal. ¿Cuál es la masa del bloque? ( g=10 m/s2).
1.
Determine el momento de la fuerza F respecto de los puntos A y B, respectivamente.
g
m
O
B 2m
F =30 N
5a
C
a
1m 37º
A) 2 kg D) 3 kg
A
A) –20 Nm; +18 Nm B) –10 Nm; +20 Nm C) –20 Nm; +20 Nm D) –18 Nm; +36 Nm E) –20 Nm; –20 Nm 2.
3.
C) 5 kg E) 1 kg
NIVEL INTERMEDIO 5.
Determine el momento resultante sobre la barra homogénea de 10 kg de masa y 4 m de longitud respecto de la articulación. ( g=10 m/s2). A) +100 Nm B) –120 Nm C) – 50 Nm D) –100 Nm E) –180 Nm
B) 6 kg
La barra homogénea es de 3 kg y permanece en reposo. Determine los módulos de las tensiones en las cuerdas (1) y (2), respectivamente. ( g=10 m/s2).
F =100 N
(1)
g
(2)
53º
3 b
En la figura, se muestra una barra de 6 kg, y un resorte de K =4 N/cm, estirado en 10 cm. ¿Cuál es el momento resultante respecto del punto O? ( g=10 m/s2)
O
g 30º
F =60 N C. G.
K P
A) 10 N; 20 N D) 80 N; 10 N 6.
b
B) 30 N; 10 N C) 60 N; 15 N E) 5 N; 25 N
La barra homogénea de 8 kg está en equilibrio. Determine la lectura del dinamómetro. ( g=10 m/s2) A) 20 N B) 30 N C) 60 N D) 80 N E) 120 N
T
g
OCG=100 cm: PCG=20 cm 53º
A) +2 Nm D) +8 Nm
B) – 3 Nm
C) +52 Nm E) –5 Nm
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Física 7.
La esfera homogénea de 8 kg se encuentra en equilibro. Determine el módulo de la fuerza de rozamiento sobre la esfera. ( g=10 m/s2).
10.
Respecto del siguiente sistema en equilibrio, determine la masa de la polea homogénea si el bloque es de 3 kg. ( R=2 r ; g=10 m/s2).
g g
r R 37º
A) 30 N D) 60 N 8.
B) 40 N
A) 3 kg D) 12 kg
C) 50 N E) 20 N
La barra homogénea de 10 kg es doblada por su punto medio, tal como se muestra. Determine la lectura del dinamómetro. ( g=10 m/s2)
11.
B) 6 kg
El aro homogéneo de 9 kg se encuentra a punto de deslizar. Determine el módulo de la fuerza de reacción en A. ( BC = BO; g=10 m/s2).
liso
A) 45 N B) 75 N C) 55 N D) 65 N E) 25 N
µ S=
g C
A) 30 N D) 60 N
NIVEL AVANZADO 9.
C) 9 kg E) 15 kg
12.
Una barra homogénea de 3 kg se mantiene en la posición mostrada. Determine el módulo de la tensión en la cuerda (1). ( g=10 m/s2).
3 4
O B
A
B) 40 N
C) 50 N E) 70 N
El gráfico nos muestra dos barras homogéneas de 4 kg cada una que se encuentran en reposo. Determine el módulo de la tensión en la cuerda. ( M : punto medio de la barra AC ).
g
(2)
C
g liso
a
(1)
a
A) 10 N D) 40 N
M
A
B) 20 N
C) 30 N E) 50 N
A) 10 N D) 40 N
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
B) 20 N
C) 30 N E) 25 N
Física Dinámica rectilínea
F
NIVEL BÁSICO 53º 1.
El bloque mostrado es de 5 kg y está sometido a la acción de 3 fuerzas, tal como se muestra. Determine el módulo de su aceleración. A) 2 m/s2 B) 4 m/s2 C) 5 m/s2 D) 4 2 m/s2 E) 5 2 m/s2
2.
fijo
v0
30 N
A) 0,5 m/s2 D) 2 m/s2
20 N
F g=50 N
5.
motor
g=10 m/s
B) 1 m/s2
C) 10 m/s2 E) 20 m/s2
NIVEL INTERMEDIO
El bloque de 100 kg es levantado por acción del motor, de tal manera que incrementa su rapidez en 0,1 m/s en cada segundo. Determine el valor de la tensión en la cuerda. A) 5010 N B) 100 N C) 1010 N D) 110 N E) 1050 N
µ K
Dentro de un ascensor que se desplaza con rapidez constante se encuentra una esfera, y el dinamómetro registra 40 N. Determine la lectura del dinamómetro cuando el ascensor acelere hacia abajo con 5 m/s2. Considere g=10 m/s2.
2
D
v=0
3.
Un ladrillo de 2 kg es colocado sobre una tabla, la cual es levantada verticalmente con una aceleración constante de módulo 2 m/s2. Determine el módulo de la fuerza que la barra ejerce al ladrillo. ( g=10 m/s2).
a
A) 4 N D) 20 N 4.
A) 10 N D) 40 N 6.
B) 10 N
C) 16 N E) 24 N
Una caja con frutas tiene una masa de 14 kg. Si sobre esta actúa una fuerza de 50 N, determine el módulo de la aceleración de la caja. Considere m k=0,16; g=10 m/s2.
B) 20 N
C) 30 N E) 60 N
Un niño coloca un bloque liso sobre un coche de madera de juguete. Mientras hace que el coche acelere con 0,5 m/s2, el bloque no resbala. Determine tanq. Considere g=10 m/s2. A) 1/5 B) 1/10 C) 1/20 D) 1/25 E) 1/30
a
θ
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Física 7.
Sobre el bloque A actúa una fuerza horizontal F de 50 N. Determine el módulo de la fuerza que el bloque A ejerce al bloque B. Considere que las masas de A y B son 2 kg y 3 kg, respectivamente. Desprecie todo rozamiento.
10.
A) 10 N B) 20 N C) 30 N D) 40 N E) 50 N 8.
F
liso
2m
30º
µ K
A) 0,5 s D) 3 s 11.
A
B) 1 s
C) 2 s E) 4 s
La cuña lisa de masa M se mueve con aceleración constante, debido a la acción de la fuerza de módulo 14 N. Si la cuña de masa m no resbala con respecto a la otra cuña, halle M . ( m=1 kg; g=10 m/s2) F
m 16º
M
B
A) 3,8 kg D) 6 kg
NIVEL AVANZADO 9.
B B
A
B A B
Las masas de A y B son 1 kg y 2 kg, respectivamente. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre A y el plano horizontal es 0,5; determine el módulo de la tensión en la cuerda que los une. Considere g=10 m/s2. A) 5 N B) 10 N C) 15 N D) 20 N E) 25 N
Determine luego de cuánto tiempo de ser soltado el sistema, el bloque B impacta en el piso. ( m A=2 kg; m B=3 kg; g=10 m/s2).
El coche mostrado se mueve con aceleración constante de módulo 3 m/s2. Determine la tensión de la cuerda (1). Considere que la esfera de 2 kg está en reposo respecto del coche. ( g=10 m/s2).
12.
B) 2 kg
C) 5 kg E) 4 kg
Luego de abandonar al sistema en la posición mostrada, determine el módulo de la tensión en la cuerda. ( m A=2 kg; m B=3 kg; g=10 m/s2).
g
A) 10 N C) 20 N
A
45º
B) 14 N
a
(1)
µ
0,6 0,5
D) 16 N
B
E) 8 N A) 15 N D) 20 N
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
B) 12 N
C) 16 N E) 18 N
Física Dinámica circunferencial
A) 400 N D) 475 N
B) 125 N
C) 225 N E) 500 N
NIVEL BÁSICO 4. 1.
La esfera de 2 kg es lanzada de A con 4 m/s de tal forma que pasa por B con 6 m/s. Calcule las fuerzas de tensión en los puntos A y B, respectivamente. ( g=10 m/s2).
Un automóvil de 500 kg recorre con una rapidez constante de 15 m/s un camino montañoso. Los radios de curvatura en los puntos A y B son 50 m y 30 m, respectivamente. Determine el módulo de la fuerza normal del camino sobre el auto en A y B. ( g=10 m/s2).
1m
A
A
30 m
50 m
B
B
A) 30 N; 50 N B) 32 N; 92 N C) 40 N; 50 N D) 16 N; 28 N E) 25 N, 60 N 2.
El bloque de 2 kg pasa por la posición más baja de la superficie esférica áspera con 2 m/s. Determine el módulo de la reacción del piso en dicha posición. ( g=10 m/s2). 1m
A) 20 N D) 38 N 3.
B) 28 N
µ K =0,75
C) 21 N E) 35 N
A) 2750 N; 8750 N B) 2250 N; 2750 N C) 4250 N; 5750 N D) 1250 N; 3250 N E) 3250 N; 5650 N
NIVEL INTERMEDIO 5.
Una esfera de 5 kg es dejada en libertad; cuando pasa por las posiciones A y B presenta una rapidez de 4 m/s y 10 m/s, respectivamente. ¿Qué diferencia de tensiones experimenta la cuerda cuando la esfera pasa por dichas posiciones? ( g=10 m/s2).
En el instante mostrado, el bloque de 5 kg presenta una rapidez de 20 m/s. ¿Qué módulo tiene la reacción de la superficie sobre el bloque en dicho instante? ( g=10 m/s2).
1m
g 60º 37º
B
liso
A R=10 m
30º
A) 50 N D) 80 N
B) 60 N
C) 45 N E) 90 N
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Física 6.
Dos bloques pequeños de igual masa ( m) se atan a dos cuerdas de igual longitud, tal como se muestra, y se mueven sobre un piso horizontal liso con rapidez constante. Determine la relación entre los módulos de las tensiones en las cuerdas.
8.
El bloque pequeño se encuentra girando tal como se muestra. Determine la máxima rapidez angular que debe tener el bloque para que no logre resbalar. ( g=10 m/s2).
µ S=0,8
ω
2m
O
A) 1 rad/s D) 4 rad/s A) 1/2 D) 3/5 7.
B) 3/4
C) 5/3 E) 2/3
Los resortes idénticos que se encuentran unidos al collarín y que pueden deslizar por la barra lisa se encuentran sin deformar. Si se empieza a rotar el sistema, de tal manera que la rapidez angular aumente lentamente, determine la deformación de los resortes cuando la rapidez angular sea de 10 rad/s. ( m=200 g; K =100 N/m; g=10 m/s2) 90 cm
9.
Un motociclista se mueve en un plano horizontal describiendo una circunferencia de 30 m de radio. Si el coeficiente de rozamiento estático entre los neumáticos y la pista es 0,75; ¿cuál es la mayor rapidez que puede alcanzar la moto? A) 10 m/s D) 5 m/s
B) 15 m/s
C) 12 m/s E) 7 m/s
90 cm
m
Una esfera pequeña atada al extremo de una cuerda de 50 cm de longitud da vueltas a manera de un péndulo cónico. Si la cuerda forma 37º con la vertical en todo instante, ¿cuánto tardará la esfera en describir media circunferencia? A)
B) 7 cm
C) 3 rad/s E) 5 rad/s
NIVEL AVANZADO
10.
A) 6 cm D) 9 cm
B) 2 rad/s
C) 8 cm E) 10 cm
D)
π
B)
s
5 2π
s
3
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
2π 5
s
C) E)
π
s
3
π 8
s
Física 11.
La esfera está girando en torno a un eje vertical de tal modo que cuando gira con w=5 rad/s y q=60º. Encuentre la relación de tensiones T , si los hilos ingrávidos tienen 4 m de lon A / T B gitud cada uno. ( g=10 m/s2).
( A)
θ
12.
La esfera de 1 kg es soltada y cuando pasa por el punto más bajo de su trayectoria el bloque de 6 kg está a punto de resbalar. ¿Qué valor tiene la velocidad de la esfera en dicho instante? El hilo tiene 1 m de longitud. ( g=10 m/s2) g
θ ω
0,2 m µ
0,4 0,5
M ( B)
A) 1/2 D) 3/2
θ
B) 3/5
θ
C) 3/4 E) 2/5
A) 8 m/s D) 4 m/s
B) 6 m/s
C) 5 m/s E) 2 m/s
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Física Trabajo mecánico
F A
NIVEL BÁSICO 1.
B B 4m
El bloque de 3 kg es trasladado por una fuerza horizontal constante de módulo 50 N. Calcule el trabajo neto sobre el bloque desde A hasta B. ( g=10 m/s2)
A) 60 J D) 100 J 4.
B liso
F
A
B) –120 J
C) –30 J E) –130 J
Un objeto de 1 kg es soltado desde una altura de 20 m. Si la cantidad de trabajo neto hasta que llega a tierra es 150 J, determine el valor de la fuerza de resistencia constante del aire que se manifiesta durante su descenso. ( g=10 m/s2). A) 2,2 N D) 2,5 N
53º
C 8m
B) 2,3 N
C) 2,4 N E) 2,6 N
6m
A) 30 J D) 100 J 2.
B) 60 J
NIVEL INTERMEDIO
C) 80 J E) 120 J
Un proyectil de 5 kg es lanzado desde una torre de 60 m. Determine el trabajo realizado por la fuerza de gravedad sobre el proyectil desde el momento en que es lanzado hasta que llega al piso. ( g=10 m/s2). v
5.
El joven traslada una caja de 2 kg con rapidez constante de 3 m/s. Determine la cantidad de trabajo que realiza el joven sobre el bloque en 4 s. µ K =0,5
g
A) 100 J D) 240 J
60 m 6.
piso
B) 120 J
C) 180 J E) 200 J
Considerando que el bloque mostrado desliza con velocidad constante, determine la cantidad de trabajo que se desarrolla mediante F para un tramo de 2 m. ( M =4,4 kg).
A) 3 kJ D) –3,2 kJ 3.
B) 3,2 kJ
C) –3 kJ E) 4,5 kJ
El bloque es arrastrado con velocidad constante sobre una superficie horizontal rugosa. Si la cantidad de trabajo realizado mediante F en el tramo AB es de 60 J, determine la cantidad de trabajo realizado mediante la fuerza de rozamiento en el tramo BC .
µ=
0,5 0,7
F
37º
A) 30 J D) 40 J
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
B) 32 J
C) 36 J E) 45 J
Física 7.
¿Cuánto trabajo se desarrolla sobre el bloque de 2 kg, por acción de F para un tramo de 4 m, si el bloque asciende verticalmente con una aceleración constante de 2,5 m/s?
g A viento
F
A) 100 J B) 50 J C) 80 J D) 60 J E) 120 J 8.
B a
A) 0,2 m D) 0,8 m
El bloque de 4 kg desliza por una superficie áspera (m k=0,5) mediante la acción de una fuerza, la cual varía con la posición de acuerdo con la gráfica adjunta. Determine el trabajo neto sobre el bloque desde x=0 hasta x=4 m. ( g=10 m/s2).
11.
F (N)
A) 200 J 100
B) 180 J
B) 0,4 m
C) 0,6 m E) 1,0 m
Una caja de 1 kg reposa en x=0 sobre una superficie horizontal áspera y se la jala con una fuerza horizontal variable con la posición, tal como indica la gráfica. Si hasta x=5 m las fuerzas actuantes sobre la caja realizan un trabajo neto de 135 J, ¿qué valor tiene el coeficiente de rozamiento entre la caja y la superficie de apoyo? ( g=10 m/s2).
C) 120 J D) 80 J
F (N)
x (m)
E) 100 J
35
4
25
F
x (m)
x=0
0
X
NIVEL AVANZADO 9.
Se tiene un resorte ideal de K =200 N/m, sin deformar, ¿cuál es el trabajo necesario que se debe realizar sobre él para estirarlo en 20 cm? A) 3,0 J D) 4,0 J
10.
A) 0,2 D) 0,5
B) 3,2 J
C) 3,6 J E) 4,5 J
En el péndulo mostrado, cuando la esfera pasa por A y B, la cuerda con la vertical forman un ángulo de 53º y 37º, respectivamente. Si el viento ejerce una fuerza constante y su cantidad del trabajo desde A hasta B es del –10 J, determine la longitud de la cuerda. (Módulo de la fuerza del viento F v=50 N).
12.
B) 0,3
5
C) 0,4 E) 0,6
Si el bloque de 2 kg actúa con una fuerza cuyo módulo varía de acuerdo con F =3 x+4 (unidades en S.I.), determine la cantidad de trabajo de dicha fuerza desde x=0 hasta que la aceleración del bloque tenga un módulo de 8 m/s2. F
liso
X
x=0
A) 20 J D) 50 J
B) 30 J
C) 40 J E) 60 J
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Física Energía mecánica I
NIVEL INTERMEDIO
NIVEL BÁSICO 1.
Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. La energía cinética depende del sistema de referencia dado. II. La energía potencia gravitatoria puede ser negativa. III. La energía mecánica de los cuerpos no se crea ni se destruye, solo se transforma. A) VVF D) FVF
2.
B) VVV
5.
La esfera de 2 kg es lanzada con una rapidez v=20 m/s. Para el instante mostrado, ¿cuál es su energía mecánica? Considere el piso como nivel de referencia. ( g=10 m/s2). v
C) FFV E) FFF
g
60 m
Una esfera de 1 kg es lanzada desde el piso con una rapidez de 50 m/s. Determine la energía cinética de la esfera cuando su velocidad forma 45º con su aceleración. ( g=10 m/s2).
piso
A) 3,8 kJ D) 3,2 kJ
B) 1,6 kJ
C) 3,0 kJ E) 4,2 kJ
50 m/s 6.
53º
A) 300 J D) 900 J 3.
C) 450 J E) 600 J
A) 300 J B) 312 J C) 320 J D) 328 J E) 340 J
Un bloque de 2 kg es lanzado sobre una superficie horizontal con una rapidez de 10 m/s. Si luego de recorrer 8 m su rapidez es 6 m/s, ¿cuál es la variación de energía cinética hasta ese momento? A) – 30 J D) – 64 J
4.
B) 400 J
B) – 60 J
C) 40 J E) – 72 J
Una esfera de 5 kg es soltada desde una altura de 20 m con respecto del piso (nivel de referencia). Determine la variación de energía po-
Se muestra un bloque de 8 kg en reposo. Determine la energía mecánica del sistema bloque resorte con respecto del piso. ( K =400 N/m; g=10 m/s2).
K
g
4m
7.
Sobre el bloque empieza a actuar la fuerza
. ¿Qué energía mecánica adquiere luego de 4 s de iniciar su movimiento? ( M =2 kg; m k=0,25 y g=10 m/s2) F
=
10 N i
v0=0
tencial gravitatoria ( ∆ E PG ) hasta el momento
M
µ K
N. R.
que ha descendido 15 m. A) – 530 J D) – 750 J
B) – 660 J
C) – 464 J E) – 720 J
A) 10 J D) 150 J
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
B) 50 J
C) 100 J E) 200 J
Física 8.
Un bloque de 5 kg es lanzado tal como se indica. Determine su energía mecánica pasado 4 s. ( g=10 m/s2).
10.
liso
24 m/s 37º
A) 144 J D) 1024 J
N. R.
B) 288 J
A) VVF D) FVV
C) 512 J E) 1440 J 11.
NIVEL AVANZADO 9.
El bloque de 2 kg presenta una rapidez de 10 m/s en la posición x=0. Calcule su energía cinética en la posición x=5 m. La gráfica ad junta indica el comportamiento de su rapidez con la posición.
C) FFV E) FFF
B) VVV
C) FFV E) FFF
v0
12. x=0
X (m)
0
A) 10 J D) 30 J
B) VVV
Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) respecto de un bloque lanzado en una superficie horizontal rugosa. I. Su energía mecánica no cambia. II. El trabajo de la fuerza de rozamiento disminuye la E M . III. La energía potencial gravitatoria del bloque no cambia. A) VVF D) FVV
v (m/s) v0
Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. La energía cinética se puede descomponer en el eje X , Y . II. La energía potencial gravitatoria depende del nivel de referencia dado. III. La energía mecánica de un resorte ideal solo depende de su deformación.
B) 20 J
10
C) 25 J E) 28 J
Un montacarga eleva una bobina de 3,5 toneladas hasta una altura de 2,5 m. Determine el cambio en la energía potencial gravitatoria que experimenta la bobina. Considere g=10 m/s2. A) 8,75 kJ D) 0,875 kJ
B) 87,5 kJ
C) 8750 kJ E) 875 kJ
Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.
Anual SM - ADE
SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO Y EQUILIBRIO MECÁNICO
DINÁMICA RECTILÍNEA
DINÁMICA CIRCUNFERENCIAL
TRABAJO MECÁNICO
ENERGÍA MECÁNICA I
