Acv 2014 - Fisica 03

3 Preguntas Propuestas

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Física A) 30 J D) 60 J

Trabajo mecánico 1.

El bloque de 5 kg desplazado mediante una fuerza F , con rapidez constante de 2 m/s. Determine el trabajo realizado por dicha fuerza durante un intervalo de 4 s. ( g=10 m/s2).

B) 40 J

C) 50 J E) 70 J



4.

Determine la cantidad de trabajo que realiza el bloque A sobre el bloque B durante 4 s, si el sistema es movido desde el reposo debido a la acción de la fuerza F . ( g=10 m/s 2; m A=16 kg; m B=18 kg). 

µ

F

0,5 0,4

=340 N F =340

A) 80 J D) 140 J 2.

B) 160 J

C) 100 J E) 120 J

liso

A

A) 14 400 J B) 1600 J C) 1620 J D) 1700 J E) 1744 J

Una esfera es lanzada desde la posición A. Determine la cantidad de trabajo realizado mediante la fuerza de gravedad desde A hasta B, y desde A hasta C . ( g=10 m/s2; m=2 kg). 5.

B

Determine el trabajo neto desarrollado al trasladar el bloque de 2 kg desde A hasta B. ( g=10 m/s 2)

3m

A

B B

F =50 =50 N

B

16º

C

3m

A) 60 J; 10 J D) 30 J; 0 3.

B) – 60 J; 0

C) – 60 J; – 60 J E) 40 J; – 120 J

La esfera de 2 kg es soltada en A. Determine el trabajo neto desde A hasta B si el aire ejerce una fuerza horizontal constante de 20 N, tal como se muestra. ( g=10 m/s 2). A liso

A

A) 250 J D) 180 J 6.

4m

B) 240 J

C) 200 J E) 150 J

Una moneda de 5 g es colocada sobre un plano inclinado que forma 37º con la horizontal y se observa que recorre 6 m luego de 2 s de haberla soltado. Determine la cantidad de tra-





Física 7.

Si al bloque de 4 kg se le aplica una fuerza que varía como indica la gráfica, determine la cantidad de trabajo de hasta que la aceleración sea de 5 m/s2. ( g=10 m/s 2).

A) +50 J B) +70 J C) +80 J D) +100 J E) +120 J



F (N)

10. µ K =0,5

10

F

37º =0 X =0

X (m)

0

A) 500 J D) 400 J 8.

B) 1000 J

El bloque de 2 kg es lanzado sobre una superficie horizontal rugosa, de tal forma que describe una trayectoria circunferencial. Determine la cantidad de trabajo neto realizado sobre el bloque cuando el hilo barre un ángulo de 2 p /3 rad. ( g=10 m/s ; L=3/ p m; mK=0,5).

C) 300 J E) 700 J v

L

El pequeño collarín de 1 kg se traslada lentamente sobre el aro que esta en posición vertical por medio de la fuerza constante F . ¿Cuánto trabajo se desarrolla por medio de la fuerza de rozamiento de P hacia Q? ( g=10 m/s2)

µ K



A) – 4 J B) – 2 J C) – 5 J D) – 6 J E) – 3 J

Q

O

11.

F =20 =20 N



F (N)

B) –10 J

C) 20 J E) – 10p J

Energía mecánica I

50 cm

Al bloque de 5 kg se le aplica una fuerza que varía con la posición vertical ( y ) tal como muestra la gráfica. Determine el trabajo neto realizado sobre el bloque desde y=0 hasta el momento que la fuerza resultante sea nula. Y

A) – 5 J D) p J

37º

P

9.

g

Un bloque de 4 kg es soltado en A. Si luego pasa por B, con una rapidez de 4 m/s, determine la cantidad de trabajo realizado mediante la fuerza de rozamiento desde A hasta B. ( g=10 m/s2)

A 2m





Física 12.

Tres esferas idénticas se lanzan desde la azotea de un edificio, todas con la misma rapidez inicial. La esfera A se lanza horizontalmente, la esfera B por encima de la horizontal y la esfera C por por debajo de la horizontal. Si la rapidez de las esferas A, B y C cuando cuando estas llegan al piso es V A, V B y V C respectivamente, determine la alternativa correcta.

14.

La gráfica muestra una esfera que es lanzada desde la posición A. Cuando pasa por B su energía cinética ha disminuido en 24 J. Determine el valor de h. ( g=10 m/s 2; m=1 kg).

B

B

v F

h v0

A A C

A) 2,4 m B) 3,6 m C) 4,8 m A) V B < V A < V C B) V C
D) 6 m E) 7,2 m 15.

Sobre el bloque liso de 2 kg actúa una fuerza horizontal ( ) que varía con la posición ( x ) según el gráfico adjunto. Determine la rapidez del bloque cuando se encuentre en la posición x=+6 m.

El bloque es soltado en la posición mostrada. Determine la rapidez con que el bloque llega a la parte más baja de la rampa lisa, si el viento le ejerce una fuerza constante de módulo 7 N. ( M bloque=3 kg, g=10 m/s 2)

F (N)

v=4

m/s F

viento

2,5 m





=0 X =0

10

53º X (m)

0





Física 16.

En la figura se muestra un carrito en la montaña rusa. Determine la altura H si si la rapidez del carrito al pasar por Q es igual a 10 m/s. (Desprecie todo rozamiento; g=10 m/s 2)

A) 30 N D) 50 N 19.

v=0 P

g

B) 60 N

C) 40 N E) 70 N

El bloque de 40 kg se encuentra en reposo en x=0. Si se le ejerce una fuerza que varía con la posición según la gráfica. ¿Cuál su rapidez máxima? ( g=10 m/s2) 0,1 0,15

µ

Q H 5m

80

A) 5 m D) 12 m 17.

B) 8 m

C) 10 m E) 15 m

Se muestra un bloque de 0,25 kg que es soltado en A. Si llega con las justas a B, determine la cantidad de trabajo de la fuerza de rozamiento desde A hasta B. ( R=40 cm; g=10 m/s 2). R

10 m/s A) 5 m/s D) 6 m/s 20.

A

53º

18.

B) – 0,1 J

C) – 0,3 J E) – 0,6 J

Una esfera de 2 kg es soltada desde la posición mostrada. Determine el módulo de la máxima fuerza que ejerce la esfera sobre la superficie cilíndrica. ( g=10 m/s2). O

liso

m/s B) 3 m/s

X (m)

C) 2 m/s m/s m/s E) 7 m/s

La esfera de 2 kg atada al hilo es lanzada desde el punto A con rapidez v. Si la energía cinética de la esfera toma su máximo valor de 35 J, determine la rapidez v. ( g=10 m/s 2). A) 2 m/s B) 3 m/s C) 4 m/s D) 5 m/s E) 10 m/s

B

A) – 0,2 J D) – 0,5 J

=0 X =0

F (N)

1m

A

60º

g

v

Energía mecánica II 21.

Una piedra de 4 kg es soltada desde una altura de 8 m. Determine la rapidez de la piedra al





Física 22.

Se lanza el bloque de 2 kg tal como se muestra. Cuando el resorte está comprimido 20 cm, c m, m/s. ¿Con qué rala rapidez del bloque es 23 m/s pidez v fue lanzado? =100 N/m K =100

25.

v

Una pequeña esfera de 0,2 kg está unida a una cuerda de 0,5 m. Si en el instante mostrado, la esfera es lanzada con 5 m/s y luego queda adherida a la superficie inclinada, determine la energía que se disipó producto del impacto. ( g=10 m/s 2)

liso

g

A) 6 m/s D) 26 m/s m/s 23.

B) 8 m/s

C) 11m/s E) 5 m/s

60º

Un bloque de 2 kg se encuentra unido a un resorte de K =1000 =1000 N/m, inicialmente sin deformar. Si aplicamos una fuerza horizontal constante de 500 N, determine la rapidez del bloque en el instante que no experimenta aceleración.

53º

A) 1,2 J B) 1,6 J C) 2,4 J D) 2,8 J E) 3,1 J

F liso

/s A) 2 5 m /s /s D) 5 5 m /s 24.

B) 3 5 m/s

/s C) 4 5 m /s E) 6 5 m/s

La figura muestra un bloque de 1 kg y un resorte el cual está comprimido 20 cm. Si se suelta el bloque, determine hasta qué altura h logra ascender como máximo. Desprecie el rozamiento. ( K =100 =100 N/m y g=10 m/s 2)

26.

Una esfera de 0,5 kg es soltada en la posición mostrada, de tal forma que describe una tra yectoria circunferencial. Determine el módulo de la tensión en la cuerda cuando pase por P. ( g=10 m/s 2) v=0

g 53º

P h

A) 6 N







Física 27.

El bloque mostrado de 2 kg es soltado en la posición C . Determine la máxima deformación que experimenta el resorte si en el tramo AB pierde el 40 % de su energía mecánica. Considere que sólo el tramo AB es rugoso. ( g=10 m/s 2; K =960 =960 N/m)

A) 0,5 m/s B) 1 m/s C) 2 m/s D) 3 m/s E) 4 m/s Impulso y cantidad de movimiento I

C 30.

10 m

liso

K A

A) 20 cm D) 50 cm 28.

En el instante mostrado, los bloque A y B son soltados en forma simultánea. Determine el modelo de la cantidad de movimiento de A cuando se cruce con B. ( M B=3 M A=3 kg; g=10 m/s2).

B B

B) 30 cm

g

C) 40 cm E) 70 cm

B

La esfera de 4 kg es soltada cuando el resorte está sin deformar. Determine la rapidez máxima de la esfera. ( K =200 =200 N/m; g=10 m/s 2) A) 2 m/s m/s B) 3 m/s m/s C) 2 m/s D) 6 m/s E) 4 m/s

0,8 m

A

A) 1 kg m/s D) 4 kg m/s

B) 2 kg m/s

C) 3 kg m/s E) 5 kg m/s

g 31.

Determine el módulo de la cantidad de movimiento del sistema en cada caso v1=2

m/s

v2=3

m/s X





Física 32.

Un martillo golpea un bloque de 0,5 kg. Durante el choque, que dura 0,05 s, el martillo ejerce al bloque una fuerza media de módulo 200 N. Determine la rapidez del bloque instantes después del choque.

35.

La esfera de 1 kg es abandonada en A y luego de impactar en B rebota con 6 m/s. Determine el módulo del impulso resultante durante el impacto. ( g=10 m/s 2). A

liso

5m v=0

B

A) 10 m/s D) 25 m/s 33.

B) 15 m/s

A) 16 N · S D) 6 N · S

C) 20 m/s E) 30 m/s

Una esfera de 2 kg es soltada en A. Si luego del choque que duró 0,1 s la esfera rebota con 5 m/s, determine el módulo de la fuerza media que recibe la esfera de parte del piso. Desprecie resistencia del aire. ( g=10 m/s2).

36.

B) 8 N · S

C) 10 N · S E) 4 N · S

Una canica de 50 g desliza sobre una superficie horizontal lisa, colisiona contra una pared con una rapidez de 10 m/s y rebota con la misma rapidez. Halle el módulo de la fuerza media que ejerce la pared sobre la canica si el choque duró 2 milisegundos (ms).

A liso

5m

v

θ

74º θ v

A) 300 N D) 420 N

B) 400 N

C) 320 N E) 280 N

A) 100 N

B) 200 N

C) 300 N





Física 38.

C) 1,6×10 5 N; 3700 N D) 3,2×104 N; 3200 N E) 1,6×105 N; 3200 N

Un bloque de 0,5 kg se desplaza sobre una superficie horizontal lisa con una rapidez de 10 m/s. Si en el instante t=0 experimenta una fuerza horizontal variable, tal como se indica en la gráfica, determine la rapidez que adquiere el bloque en el instante t=2 s.

Impulso y cantidad de movimiento II 41.

F (N)

14

Un niño de 40 kg que corre con una rapidez de 3 m/s salta sobre un trineo de 8 kg. ¿Cuál es la rapidez del sistema niño - trineo una vez que el niño haya subido al trineo?

10 t=0 10 m/s

A) 5 m/s B) 6 m/s C) 3,5 m/s D) 8 m/s E) 2,5 m/s

t (s)

1

2

A) 28 m/s B) 30 m/s C) 36 m/s D) 48 m/s E) 90 m/s 39.

42.

En la figura el resorte se encuentra comprimido. Si los bloques se sueltan simultáneamente, ¿qué rapidez presenta A cuando la rapidez de B es de 10 m/s? ( m A=5 m B)

Una ametralladora dispara 450 balas por minuto. Cada bala es de 16 g y salen con una rapidez de 600 m/s. ¿Cuál es el módulo de la fuerza promedio de las balas sobre el blanco? A) 36 N D) 72 N

B) 45 N

A

A) 1 m/s D) 8 m/s

C) 60 N E) 48 N 43.

B B

B) 2 m/s

liso

C) 4 m/s E) 10 m/s

El sistema mostrado se encuentra en reposo.





Física 44.

A partir del del instante mostrado, mostrado, ¿cuántos segunsegundos transcurren hasta que el coche llega a la pared? mcoche+ marena= m; mesfera= m; g=10 m/s2.

A) 12,5 cm B) 22,5 cm C) 32,5 cm D) 62,5 cm E) 60 cm

10 m/s 47.

5m arena

v=0

10 m

A) 1 s D) 8 s 45.

40 m

B) 2 s

C) 3 s E) 9 s

Una rana se encuentra apoyada en el extremo de una tabla de 1 m de longitud y la tabla flota sobre la superficie del agua. Inicialmente ambos se encuentran en reposo. Si la rana salta con una velocidad que forma un ángulo de 45º con la horizontal, ¿cuál es la máxima rapidez con la cual debe saltar la rana para no caer en el agua? ( M =9 =9 m; g=10 m/s) M

agua

Un disco de 0,5 kg, inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal lisa, es golpeado por otro disco de 0,2 kg que al inicio se mueve a lo largo del eje X con con una rapidez de 4 m/s. Después de la colisión, el disco de 0,2 kg tiene ti ene una velo velocida cidad d de (2 +1,5 +1,5 ) m/s. m/s. Determ Determine ine • La velocidad del disco de 0,5 kg después después de la colisión. • La energía que se disipa después de la colisión. v

v=0

A) (2 – 1,5 ) m/s; 0,725 J B) (0,8 +0,6 ) m/s; 0,875 J C) (0,4 – 0,3 ) m/s; 1,6 J 0,875 J D) (0,4 – 0,3 ) m/s; 0,875 E) (0,8 – 0,61 ) m/s; m/s; 0,725 0,725 J

m

48.

Un proyectil de 10 g es lanzado con una velocidad horizontal contra un bloque de 750 g, inicialmente en reposo. El proyectil atraviesa





Física 49.

El bloque liso de masa es lanzado sobre un coche superficie lisa tal como se muestra, ¿qué rapidez presenta el coche en el instante que el resorte experimenta su deformación máxima? ( mcoche=3 m)

50.

En la figura se tiene tres discos circulares de igual radio sobre una mesa lisa, si luego del impacto, el disco A queda en reposo, ¿qué rapidez adquieren los discos B y C , respectivamente?

v=0

2 v

A

20 m/s

r

3

m B

m

3m

liso

r

mesa

m

r

lisa

A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s D) 4 m/s E) 5 m/s

A) v D)

v 2

B) 2 v 3

C) v 3 E) 2 v

3

C

Acv 2014 - Fisica 03

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