Fisica pre espol 1s - 2016

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS DEBER # 10 Trabajo y energía Fecha: 20 de febrero del 2016

TRABAJO 1.- Con relación al trabajo mecánico de una fuerza constante, es incorrecto afirmar que: a) Es proporcional proporcional al módulo del desplazamiento. desplazamiento. b) Es una cantidad escalar. c) Es proporcional proporcional al módulo de la fuerza. d) Su unidad en el S.I. es Joule (J). e) Es proporcional a la velocidad del móvil. 2.- Dada las siguientes afirmaciones. afirmaciones. Escoja la alt ernativa correcta donde se realice trabajo. a) Si empujamos la pared de un edificio. b) Si lanzamos lanzamos una pelota de de beisbol. c) Cuando un levantador de pesas se esfuerza por sostener la barra de pesas sobre su cabeza. d) Un estudiante lleva una mochila a l a Espol, entonces la fuerza vertical portadora de la mochila realiza trabajo. e) Un estudiante con su mochila está parado esperando la metrovía. 3.- Analice los siguientes enunciados: I. Siempre que la fuerza aplicada a un cuerpo aumenta, también aumenta el trabajo II. Un fuerza que solo afecte la dirección del movimiento del cuerpo manteniendo la rapidez, no realiza trabajo III. Si un cuerpo está acelerado acelerado sobre él se realiza trabajo IV. La fuerza de fricción sobre un bloque siempre realiza realiza trabajo negativo ¿Cuál opción es correcta? a) Sólo un enunciado es verdadero b) Sólo dos enunciados son verdaderos c) Sólo tres enunciados son verdaderos d) Todos los enunciados son verdaderos 4.- Un bloque de masa M=1kg se encuentra sobre una superficie horizontal lisa y atado a uno de los extremos de una cuerda de longitud L=0.5m. El bloque se hace rotar en un círculo sobre la mesa con rapidez constante v=3m/s. La figura muestra la vista superior de la mesa y el bloque. El trabajo realizado sobre el bloque por la cuerda durante media revolución es: a) 28 J b) 57 J c) 37 J d) 18 J e) Cero. 5.- Un objeto de 5 kg experimenta un desplazamiento S = 2i + 3 j m. Durante el desplazamiento, una fuerza constante F = 4i - 2 j N actúa sobre el objeto. El trabajo hecho por la fuerza F sobre este objeto es: a) 8 J b) -6 J c) 2 J d) 14 J e) -2 J 6.- Una masa de 1 kg se encuentra en el origen de coordenadas O(0,0) m y actúa sobre ella una fuerza F=5 i N. El trabajo de esta fuerza para trasladarla desde el origen hasta el punto de coordenadas P(0,3) m será: a) 15 J b) 7.5 J c) 30 J d) 0 J 7.- Con relación a las fuerzas aplicadas sobre el bloque, para cierto desplazamiento determine la proposición incorrecta: i ncorrecta: a) El trabajo de F1 es positivo. b) El trabajo de F2 es negativo. c) El trabajo de F3 es negativo. d) El trabajo de n es es nulo. e) El trabajo de P es diferente diferente de cero y positivo.



 x ,

8.- Un globo aerostático asciende con rapidez constante. El peso del globo efectúa trabajo a) positivo.b) negativo. c) cero. d) faltan datos para dar una respuesta. 9.- Una roca, atada a una cuerda, se hace rotar alrededor de un círculo horizontal con rapidez constante, sin considerar el rozamiento del aire. ¿Cuál de los siguientes enunciados es correcto? a) La tensión en la cuerda hace trabajo sobre la roca, pero la fuerza gravitacional no realiza trabajo sobre la roca. b) La tensión en la cuerda no hace trabajo sobre la roca, pero la fuerza gravitacional gravitacional si realiza trabajo sobre la roca. c) Tanto la fuerza gravitatoria como la tensión realizan trabajo sobre la roca, los trabajos tienen igual magnitud pero signo contrario, de tal forma que el trabajo neto es cero. 1

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d) Ni la tensión o la fuerza gravitatoria realizan trabajo sobre la roca. e) Ni la tensión o la fuerza gravitatoria realizan trabajo sobre la roca, quien realiza trabajo es la componente de la tensión, o sea, la fuerza centrípeta. 10.- Un bloque de 100 kg es empujado una distancia de 6 m sobre una superficie horizontal con velocidad constante, mediante una fuerza que forma un ángulo de 30° por encima de la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el piso es de 0.3, determine el trabajo realizado por la fuerza. 11.- Un bloque es movido 2.5 metros a través del piso por una fuerza de 20 N. La fuerza F1 empuja el bloque hacia abajo, y la fuerza F 2 lo empuja en dirección horizontal. Compare el trabajo W hecho por las dos fuerzas. A) W1 < W2 B) W1 = W2 C) W1 > W2 D) Falta el ángulo de inclinación para dar una respuesta. 12.- Se aplica una fuerza F = 100 N, formando un ángulo de 60° con la horizontal, sobre un bloque de 200 kg, como se indica en la figura. El bloque se mueve con velocidad constante de 3.0 m/s y se desplaza 5.0 m. ¿Cuál es el trabajo de la fuerza de fricción? a) -433 J b) 433 J c) -86.6 J d) -250 J

e) 250 J

13.- ¿Cuál es el trabajo realizado por dos fuerzas que en conjunto mueven un objeto horizontalmente una distancia d = 8 m, como se muestra en la figura? a) 28.68 J b) 13.38 J c) 107.08 d) cero e) Es necesario conocer la magnitud de F2 14.- El bloque de 5 kg de la figura de abajo parte del reposo desde el extremo superior de un plano liso con 30º de inclinación con respecto a la horizontal. Sobre el cuerpo actúa una fuerza horizontal F de 15N. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza externa F sobre el bloque mientras desliza hasta la base del plano inclinado? a) – 75 J b) 130 J c) – 130 J d) 150 J e) -150 J 15.- Una caja de masa M = 5 kg se desliza 10 metros con rapidez constante sobre un plano inclinado rugoso cuya superficie se encuentra formando 30° con la horizontal. ¿Cuál es la magnitud del trabajo realizado por la fricción? A) 100 J B) 5 J C) 320 J D) 10 J E) 245 J 16.- Una caja de 100 kg se desliza hacia abajo sobre un plano inclinado 30° con velocidad constante de 2 m/s. Determine el valor del trabajo realizado por la fricción sobre el bloque. A) – 19600 J B) – 9800 J C) – 20000 J D) – 4900 J E) – 10000 J 17.- Un bloque de 5kg parte desde la base de un plano inclinado con una rapidez de 3m/s debido a una fuerza F paralela al plano inclinado. La superficie es rugosa (μ k = 0.6) y forma un ángulo de 40º con la horizontal. La aceleración del bloque es de 4m/s 2, calcular el trabajo hecho por la fuerza neta ejercida sobre el bloque cuando se ha desplazado 5m sobre el plano. A) 100 J B) -270.1 J C) 20 J D) 270.1 J E) Falta el valor de la fuerza F 18.- La figura A muestra a un bloque de masa m sostenido por un resorte unido al techo. La figura B, muestra dos bloques de masas m/2 colgando mediante dos cuerdas unidas a un resorte. Los resortes tienen la misma constante k . Si en la figura A el resorte está estirado una distancia d , ¿cuánto estará estirado el resorte en la figura B? a) d b) d/2 c) d/4 d) 2d e) 4d 2

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19. Un muelle que sigue la Ley de Hooke se encuentra inicialmente sin alargar. A continuación se le somete a una fuerza creciente. Al llegar dicha fuerza a tener su valor máximo de magnitud F max el muelle se habrá alargado una cantidad e, tal como se indica en la figura. El trabajo realizado para alargar el muelle es: a) Fmax e

b)

1 

Fmax e

1

c) Fmax e 

 e d) Fmax

20.- Una esfera de metal de 100 g de masa se encuentra en reposo en un lugar donde g = 10 m/s2. A partir de un cierto instante, una fuerza F de magnitud variable con la distancia (d), conforme el gráfico adjunto, pasa a actuar sobre la esfera en dirección vertical hacia arriba. El trabajo neto realizado sobre la esfera desde que actúa F hasta que desaparece es: a) 0.80 J b) 3.2 J c) 4.0 J d) 7.2 J e) 8.0 J 21.- ¿Cuál de los siguientes objetos tiene menos energía Cinética? a) Un objeto de masa 4 m y rapidez V b) Un objeto de masa 3 m y rapidez 2V. c) Un objeto de masa 2 m y rapidez 3V d) Un objeto de masa m y rapidez 4V 22.- El diagrama muestra a dos bloques, A con masa 2m y velocidad v, y B con masa m y velocidad 2v. En comparación con la energía cinética del bloque A, la energía cinética del bloque B es: a) la misma b) la mitad c) dos veces mayor d) cuatro veces mayor 23.- Un coche se mueve a una rapidez v. Para que se duplique su energía cinética, la nueva rapidez debe ser: a) √ 2  b) √  c) v/2 d) 2v 24.- Un objeto choca contra una pared y rebota con la mitad de su rapidez original. El porcentaje de energía cinética perdida, en comparación con la energía cinética original, es A. 10% B. 25% C. 50% D. 75% 25.- Un tractor manejado con rapidez uniforme hala un trineo cargado con leña. Después de que el trineo se ha movido una distancia d, el trabajo total hecho sobre el trineo es a) positivo.b) negativo. c) cero. d) no hay suficiente información para decidir. 26.- Si el trabajo neto sobre un cuerpo es negativo, entonces: a) su rapidez disminuye b) el cuerpo se mueve aceleradamente c) solamente actúa sobre el cuerpo la fuerza de rozamiento d) la rapidez del cuerpo es constante Las siguientes dos preguntas se refieren a la siguiente situación: Tres bloques (A, B, y C) son empujados por fuerzas iguales, F, sobre superficies horizontales sin fricción por una distancia de 2 metros. La masa del bloque A es mayor que la del bloque B, y la masa del bloque B es mayor que la del bloque C. 27.- ¿Cuál de los bloques tendrá la mayor rapidez después de ser empujado los 2 metros? A) Bloque A B) Bloque B C) Bloque C D) Todos los bloques tendrán la misma rapidez 28.- ¿Cuál de los bloques tendrá la mayor energía cinética después de ser empujado los 2 metros? A) Bloque A B) Bloque B C) Bloque C D) Todos los bloques tendrán la misma energía cinética

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29.- Dos bloques, uno de masa M y el otro de masa 2M, se encuentran en reposo sobre una superficie horizontal y sin fricción. Luego cada bloque es empujado por la misma fuerza constante F y por el mismo intervalo de tiempo t, al final del intervalo de tiempo, ¿cuál de los bloques tiene la mayor energía cinética? a) El bloque de masa M. b) El bloque de masa 2M. c) Los dos bloques tienen la misma energía cinética. d) Falta conocer la distancia que se desplazan los bloques. Las siguientes dos preguntas se refieren a la siguiente situación: Un objeto de masa M = 5 kg se está moviendo horizontalmente y en línea recta a una rapidez de 6 m/s. Una fuerza de 100 N es aplicada durante un periodo corto de tiempo de tal forma que la rapidez del objeto se incrementa a 10 m/s. 30.- El trabajo realizado por la fuerza es: a) 100 J b) 15 J c) 5 J

d) 260 J

e) 160 J

31.- ¿Cuál es el periodo de tiempo durante el cual la fuerza fue aplicada? a) 10.0 s b) 0.35 s c) 0.15 s d) 0.2 s e) 5.0 s 32.- Un cuerpo que se mueve a lo largo de una línea recta tiene una masa de 3.0 kg y una energía cinética de 24 J. Entonces, una fuerza neta de 4.0 N comienza a oponerse al movimiento. El cuerpo llegará al reposo después de haber recorrido una distancia de a) 2.0 m b) 6.0 m c) 8.0 m d) 12 m 33.- Un bloque de masa m = 1 kg es lanzado sobre una superficie inclinada con una velocidad inicial de 10 m/s como se indica en la figura. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y el plano inclinado es 0.2, entonces el trabajo neto realizado sobre el bloque hasta que se detiene es: a) -100J b) -25J c) -50J d) +50J e) -11J 34.- En el sistema mostrado se tiene un bloque de masa m y rapidez v en el punto A. Si en el punto B de su trayectoria el bloque tiene el triple de la rapidez que en A y la superficie carece de fricción, el trabajo neto realizado sobre el bloque es: a) 0 b) ½ mv2 c) 4mv2 d) 8mv2 e) 9mv2

35.- Un bloque de masa 2 kg se encuentra bajo la acción de varias fuerzas y se mueve a lo largo del eje x. La velocidad del bloque como función del tiempo se muestra en la figura. El trabajo neto hecho sobre el bloque desde 15 s hasta 55 s es: a) 300 J b) -300 J c) 0 d) 312.5 J e) -312.5 J 36.- El siguiente gráfico muestra la fuerza neta aplicada a un cuerpo de 2.50 kg, inicialmente en reposo en el origen, pero libre de moverse a lo largo de una línea recta sobre una superficie horizontal sin fricción. La fuerza actúa a lo largo de la misma línea recta. Cuando el cuerpo se encuentra en la posición x = 4 m su energía cinética es: a) 2.0 J b) 2.5 J c) 3.0 J d) 3.5 J e) 4.0 J

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ENERGÍA 1.- Como se muestra en el siguiente diagrama, un resorte de 0.60 m de largo se estira desde su posición de equilibrio a una longitud de 1.00 m al colocar un bloque en su parte inferior. Si 15 J de energía se almacenan en el resorte estirado, ¿cuál es el valor de la constante del resorte? A. 30.0 N/m B. 50 N/m C. 75 N/m D. 83.3 N/m E. 187.5 N/m 2.- Un resorte horizontal, que está en reposo sobre la cubierta de una mesa lisa, se estira 15 cm desde su longitud natural y una masa de 1 kg se fija a él. El sistema se libera desde el reposo. Una fracción de segundo después, el resorte se encuentra comprimido 3 cm. Como se compara su energía potencial final con su energía potencial inicial? (De su respuesta en forma de razón entre el valor final y el inicial). 3.- Le dicen que la energía potencial gravitacional de un objeto de 2.0 kg ha disminuido en 10 J. Con esta información, es posible determinar: a) la altura inicial del objeto b) la altura final del objeto c) ambas alturas, inicial y final d) solo la diferencia entre las dos alturas. 4.- El piso del sótano de una casa esta 3.0 m por debajo del suelo, y el del desván, 4.5 m sobre el nivel del suelo. Si un objeto se baja del desván al sótano, respecto a que piso será mayor el cambio de energía potencial: a) Desván b) planta baja c) sótano d) igual para todos. 5.- La energía mecánica de un sistema: a) Nunca puede ser negativa. b) Se divide igualmente entre la energía cinética y la energía potencial. c) Es constante solo si las fuerzas que generan trabajo son conservativas. d) En cualquier instante es sólo cinética o sólo potencial. 6.- Use el siguiente diagrama de la derecha para responder la siguiente pregunta, desprecie el rozamiento. A medida que el objeto se mueve desde el punto A hacia el punto D a través de la superficie sin fricción, la suma de su energía potencial gravitacional y energía cinética a) disminuyen, solamente. b) disminuye y luego se incrementa. c) se incrementa y luego disminuye. d) permanece igual. e) aumentan, solamente 7.- La energía mecánica inicial de un cuerpo es 800 J y luego de recorrer cierta distancia su energía mecánica es 600 J. Es correcto afirmar que: a) En el trayecto desaparecen 200 J de energía. b) En el trayecto hay una fuerza no conservativa que realiza trabajo sobre el cuerpo en cantidad igual a + 200 J. c) En el trayecto hay una fuerza no conservativa que realiza trabajo sobre el cuerpo en cantidad igual a - 200 J. d) En el trayecto hay una fuerza conservativa que realiza trabajo sobre el cuerpo en cantidad igual a + 200 J . e) En el trayecto hay una fuerza conservativa que realiza trabajo sobre el cuerpo en cantidad igual a - 200 J. 8.- Dos objetos A y B se sueltan desde una misma altura H de dos montañas distintas como se muestra en la gráfica. Si la masa de cuerpo B es el doble que la del cuerpo A y se desprecia la fricción, entonces es correcto afirmar: a) La energía potencial de A en el punto 1 es igual a la energía potencial de B en el punto 2. b) La energía potencial de A en el punto 1 es la mitad de la energía potencial de B en el punto 4. c) La energía cinética de A en el punto 3 es igual a la energía cinética de B en el punto 4. d) La energía cinética de A en el punto 3 es cuatro veces la energía cinética de B en el punto 4. e) La rapidez de A y B son iguales en los puntos 1 y 2 de sus respectivas trayectorias. 9.- Una caja de masa M = 5 kg se desliza 10 m con rapidez constante de 1 m/s sobre un plano inclinado rugoso cuya superficie se encuentra formando un ángulo de 30° con la horizontal. Analice las siguientes afirmaciones: a) Cuando el bloque desciende pierde energía potencial pero aumenta su energía cinética. b) Como viaja a velocidad constante, se conserva la energía mecánica. 5


c) Como viaja a rapidez constante, el trabajo realizado por el peso es igual al trabajo realizado por la fricción. d) No es posible calcular el trabajo de la fricción porque falta el coeficiente cinético. e) El trabajo neto sobre el bloque es constante. 10.- Una piedra de masa m se deja caer al suelo desde una altura h. Una segunda piedra, con masa 2m, se deja caer desde la misma altura. Cuando la segunda piedra alcanza el nivel del suelo, su energía cinética en comparación con la energía cinética de la primera piedra es: a) El doble b) Cuatro veces mayor c) La misma d) La mitad e) Es cero, ya que se detiene al llegar al suelo. 11.- Si una partícula que es proyectada hacia arriba por un plano inclinado sin rozamiento se mueve hasta pararse, para posteriormente deslizarse hacia abajo hasta alcanzar su punto de partida: (señale la opción verdadera) a) La energía mecánica en el punto más alto es la mitad del valor de la energía cinética en el punto más bajo. b) La energía potencial en el punto más alto es igual a la potencial del punto más bajo. c) La energía potencial en el punto más alto es igual a la mitad de la energía cinética en el punto medio del plano. d) La energía potencial en el punto más alto es la mitad del valor de la del punto más bajo. e) La energía potencial en el punto más alto es igual a la energía mecánica en el punto medio del plano. 12.- Una canica se suelta desde el reposo en la rampa mostrada en la figura ¿En qué punto la canica experimentará la menor rapidez? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 13.- Un esquiador parte del reposo, se desliza hacia abajo de una pendiente sin fricción y salta desde una rampa para esquí con un ángulo ascendente de 45º con respecto a la vertical.

¿Cómo será la altura h del esquiador en la punta del salto comparada con su altura original H? A. h < H B. h » H C. h > H D. No existe suficiente información para dar una respuesta. 14.- Un objeto se suelta desde lo alto de un edificio y cae en caída libre hasta el suelo. ¿Cuál de los gráficos de abajo representa mejor la energía potencial, Ep, y la energía cinética, Ek, como una función del tiempo de caída del objeto?

Ejercicio 14

Ejercicio 15

15.- El siguiente gráfico representa la energía cinética, la energía potencial gravitacional y la energía mecánica total de un bloque en movimiento. ¿Qué opción describe mejor el movimiento del bloque? A. acelerado sobre una superficie plana horizontal B. en caída libre C. deslizándose hacia arriba sobre un plano inclinado sin rozamiento 6


D. deslizándose hacia abajo sobre un plano inclinado sin rozamiento E. se levanta a velocidad constante Use el gráfico mostrado para responder las siguientes tres preguntas. El gráfico muestra la energía de un yo-yo de 75 g en diferentes instantes en que el yo-yo se mueve hacia arriba y hacia abajo sobre una cuerda 16.- ¿En cuánto cambia la energía mecánica del yo-yo durante los primeros 6 segundos? a) 500 mJ b) 0 mJ c) 100 mJ d) 600 mJ e) 100 mJ 17.- ¿Cuál es la rapidez del yo-yo después de 4.5 s? a) 3.1 m/s b) 2.1 m/s c) 1.6 m/s d) 0.6 e) 0

m/s

18.- ¿Cuál es la máxima altura que alcanza el yo-yo? a) 0.27 m b) 0.54 m c) 0.75 m d) 0.82 m

e) 0.99 m

19.- Un resorte entra en contacto con un objeto de masa m que viaja con rapidez v sobre una superficie rugosa y horizontal. ¿Cuál sería la mejor gráfica que muestra cómo cambia la energía cinética (EK), la energía potencial elástica (EPE) y la energía Mecánica (EM) a medida que el bloque comprime el resorte.

20.- El carro de una montaña rusa sin fricción, parte del punto A con rapidez v0 desde una altura h = 60.0 m, como se indica en la figura. Supóngase que puede ser considerado como una partícula y que siempre se mantiene sobre su carril. La rapidez del carrito en el punto C es 30.0 m/s. ¿Cuál es la rapidez del carrito en el punto B? A. 10.0 m/s B. 90.0 m/s C. 15.0 m/s D. 18.0 m/s E. 10.8 m/s

21.- Un bloque de 10 kg desciende por la parte superior sobre un plano inclinado liso de 5 m de altura con una energía mecánica de 980 J . La energía cinética en la mitad de su trayectoria es: a) 245 J b) 450 J c) 735 J d) 490 J

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22.- Un bloque de hielo de 0.15 kg. se coloca contra un resorte horizontal comprimido montado en una mesa horizontal que está 1.2 m sobre el piso. El resorte tiene una constante de fuerza de 1900 N/m y masa despreciable, y está comprimido inicialmente 0.045 m. El resorte se suelta y el bloque se desliza sobre la mesa sin fricción cae por el borde y se sigue deslizando por el piso, ¿qué rapidez tiene el bloque al tocar el piso? A) 8.65 m/s B) 7.8 m/s C) 7.0 m/s D) 5.1 m/s E) 4.2 m/s 23.- De una altura de 1 m con respecto al extremo libre de un resorte, de constante elástica k = 500 N/m, se lanza hacia abajo a una piedra de 200 g con rapidez desconocida. ¿Cuál es la rapidez con que se lanzó hacia abajo a la piedra, si se conoce que la deformación máxima que sufre el resorte es de 15 cm? a) 5.8 m/s b) 8.8 m/s c) 18.7 m/s d) 23.2 m/s e) 33.7 m/s

24.- El diagrama adjunto muestra una manzana de 0.1 kg unida a una rama de un árbol de 2 m por encima de un resorte en el suelo. La manzana se cae y golpea el resorte, comprimiéndolo 0.1 m desde su posición de reposo. Si toda la energía potencial gravitacional de la manzana en el árbol se traslada al resorte cuando se comprime, ¿cuál es la constante elástica de este resorte? A. 9.8 N/m B. 20.6 N/m C. 41.2 N/m D. 206 N/m E. 412 N/m

25.- La superficie mostrada en la figura es sin fricción. Si el bloque se suelta a partir del reposo, ¿Qué distancia máxima se comprimirá el resorte al final del plano inclinado? A. 0.79 m B. 0.99 m C. 1.22 m D. 1.33 m E. 2.05 m

a) 0.11

b) 0.26

c) 0.33

26.- Una caja de naranjas de 9.0 kg se desliza hacia abajo, a partir del reposo, en un plano inclinado sin fricción desde una altura de 5.0 m. Una fuerza de fricción constante, introducida a partir del punto A, lleva a la caja al reposo en el punto B, 19 m a la derecha del punto A. ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinético de la superficie A-B? d) 0.47 e) 0.52

27.- Un paquete de 0.2 kg se suelta desde el reposo en A de una vía que forma un cuarto de circulo con radio de 1.6 m. El paquete se desliza por la vía y llega al punto B con rapidez de 4.8 m/s. ¿Cuánto trabajo realiza la fricción en la pista curva? En el punto C se detiene. a) - 3.136 J b) - 2.304 J c) - 3.136 J e) - 2.790 J d) - 0.832 J

a) 5 m

b) 15 m

c) 25 m

28.- Un bloque parte de A sin velocidad inicial y se desliza por el camino curvo de la figura el que carece de rozamiento. ¿Qué distancia S recorre en la parte plana si solamente hay rozamiento en esta superficie, si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es µk = 0.2? d) 35 m e) 45 m 29.- Un cuerpo de masa m = 1kg, se suelta de una altura h = 2.0 m, como se indica en la figura. El cuerpo se desliza a lo largo de la superficie mostrada y choca contra un resorte cuya constante elástica vale k = 200 N/m, que se comprime 40 cm. El trabajo realizado por la fricción sobre el bloque, durante su movimiento fue: a) -3.6 J b) -20 J c) -16 J d) -2.0 J e) 0 J

30.- En la imagen se muestra un bloque de 2 kg que se deja caer desde la parte alta de un plano inclinado que presenta fricción (uk =0.2). Al final de su recorrido se encuentra con un resorte ideal de constante elástica (k=300 N/m). Calcular la máxima compresión del resorte. a) 1 m b) 1.3 m c) 0.7 m d) 0.6 m e) 0.5 m 8


31.- Una fuerza F = 4000 N es utilizada para empujar un bloque de masa m = 5 kg hacia arriba de un plano inclinado θ = 30° y sin fricción el que tiene una longitud L = 12 m. Suponga que la fuerza actúa paralela al plano de la rampa, y que el bloque parte desde el reposo de la parte baja de la rampa. La fuerza deja de actuar en el momento que el bloque alcanza la parte superior de la rampa. ¿Cuál es la rapidez de la caja V C cuando esta llega al suelo? A) VC = 115 m/s B) VC = 147 m/s C) VC = 139 m/s D) VC = 203 m/s E) VC = 188 m/s 32.- Una caja de 1.70 kg se desliza por un plano inclinado áspero desde una altura h = 1.87 m. La caja tiene una rapidez de 3.21 m/s en la parte superior y una rapidez de 2.78 m/s en la parte inferior. La energía mecánica perdida debido a la fricción es: a) 24.6 J b) 29.0 J c) 33.3 J d) cero e) Falta información para responder

33.- Se da un impulso a un pequeño bloque de 1 kg para que realice la trayectoria que se muestra en la figura. Toda la pista curva de 3 m de radio carece de rozamiento. Calcular la máxima altura h alcanzada por el bloque sabiendo que en el punto más bajo la fuerza que ejerce el piso sobre el bloque es de 62.7 N. a) 6 m b) 8 m c) 10 m d) 11 m e) Falta conocer la velocidad de ingreso del bloque en la pista curva

34.- Un bloque de masa m = 2 kg se suelta desde el reposo a una altura R = 2.0 m por encima de una superficie horizontal. El bloque se desliza por el interior de un aro circular liso de radio R. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza normal entre el bloque y la superficie en la parte inferior del aro? a) 19.6 N b) 23.4 N c) 34.2 N d) 48.2 N e) 58.8 N

35.- Homero Simpson y Krusty el payaso viajan en una diminuta bicicleta a velocidad constante al ingresar a un bucle de radio R = 2 m como se muestra en la figura. ¿Cuál es la mínima velocidad con la que deberían ingresar si se desea que permanezca en contacto todo el tiempo con la bucle? a) 9.90 m/s b) 9.50 m/s c) 9.00 m/s d) 8.45 m/s e) 4.43 m/s

36.- Un motociclista describe una circunferencia dentro del "globo de la muerte" de radio 4 m (ver figura). ¿Qué fuerza es ejercida sobre el globo en el punto más alto de la trayectoria si la velocidad de la moto es de 12 m/s? La masa total (motociclista + moto) es de 150 kg. a) 1470 N hacia abajo b) 1470 N hacia arriba c) 3930 N hacia abajo d) 3930 N hacia arriba e) 6870 N hacia arriba 37.- Un objeto de masa m es liberado desde el reposo a una altura h por encima del suelo. El objeto desliza a lo largo de una pista sin fricción, ingresando a un bucle circular de radio R en cuya cima se ha colocado una balanza, como se muestra en la figura. Si la lectura de la balanza cuando el objeto pasa por ella es igual a cero, entonces la altura h es: a) 3R b) (3/2)R c) 4R d) 5R e) (5/2)R

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38.- Un bloque de 3.0 kg se encuentra inicialmente en reposo sobre una superficie lisa horizontal. El bloque se mueve 8.0 m en 2.0 s por la aplicación de una fuerza horizontal de 12 N, como se muestra en el diagrama. ¿Cuál es la potencia media desarrollada mientras se mueve el bloque? A. 12 W B. 24 W C. 32 W D. 48 W E. 96 W 39.- ¿Cuánto tiempo le tomará a un motor de 1.85 kW levantar un piano de 270 kg a una ventana del sexto piso (16.4 m sobre el suelo)? a) 23.46 s b) 23.46x103 s c) 234.6 s d) 2.35 s e) 0.235 s 40.- ¿Cuál de las siguientes unidades es una unidad de energía? A. Ws-1 B. Wm C. Ws D. Nms-1 41.- ¿Qué potencia desarrollará un motor para que situado al borde de una alcantarilla con profundidad H levante por medio de una polea sin fricción una caja de 4 kg desde el reposo con una aceleración de 2 m/s2 en 2 segundos? (use g =10 m/s2) A. 192 W B. 96 W C. 48 W D. 80 W E. 32 W

42.- El objeto en la figura tiene una masa de 3.45 kg y es jalado hacia arriba de la pendiente AB, la cual tiene una longitud de 36 m; el alto BC es 3 m. No hay fricción y la aceleración es constante.

La rapidez en A es 3.5 m/s, mientras que la rapidez en B es 5.5 m/s. La potencia media desarrollada por el motor jalando el objeto es: a) 17 W b) 3.9 W c) 13 W d) 0.13 W e) 43 W 43.- El trabajo realizado por una grúa elevando un bote se muestra en la gráfica al lado. La potencia desarrollada por la grúa cuando t = 1.5 s es: a) 40 W b) 20 W c) 10 W d) 27 W e) 30 W 44.- Cuál de los valores siguientes corresponde a la potencia desarrollada por el motor de un auto cuyo peso de 1500 N, que se desplaza sobre una pista recta horizontal con una rapidez constante de 50 km/h venciendo una fuerza de resistencia total de 2700 N? a) 25 500 W b) 30 500 W c) 37 500 W d) 41 500 W e) 135 000 W

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Fisica pre espol 1s - 2016

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