1
Preguntas Propuestas
Física Análisis dimensional y vectorial - Cinemática I 1.
La siguiente ecuación es representativa del efecto fotoeléctrico. V fren
=
h ( f
−
I.
D + 2 B +
II.
III. A + 2C =
A = 2 B +
f 0 )
q
=
2
0
3C 2
D + 4B
A) VVV B) VFF C) FFV D) VFV E) FFF
Determine cuál de los siguientes alternativas expresa mejor las unidades de h. A) eVs– 1 B) eVs2 C) eVs D) eV 2 s E) e2Vs
C
V fren: voltaje de frenado f : frecuencia de la radiación incidente f 0: frecuencia umbral q: cantidad de carga del electrón
2.
4.
La rapidez de una partícula en movimiento viene dada por la siguiente expresión.
A) 5 u
v= Ae – ( Ktr + B)
B) 5
t: tiempo
B
2u
C) 10 u
r : radio de la partícula
D) 10
Determine la ecuación dimensional de la siguiente expresión. A · K
E) 5.
2u
5 3u
En el siguiente sistema de vectores, se pide expresar x en función de A y B. m y n son puntos medios de cn y ab respectivamente.
A) T – 2 B) LT – 1 C) T 2 D) L2T – 2 E) L – 2T – 2 3.
Se tienen 2 vectores A y B; el módulo del vector A es 5 u. S y D representan los vectores suma y diferencia de A y B. Sabiendo que S y D son perpendiculares entre si, determine la resultante de S y D D.
c
B X
Se muestra un conjunto de vectores. Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F).
m
A
A B
a
A)
n
A + 3 B 4
D
B)
3 A + B 4
b
C)
A + 4 B 3
C
D)
2 A + 3 B 4
3 A + B E) 3
Física 6.
Se muestra un tubo abierto en posición vertical una hormiga se encuentra en P y desea llegar a Q. Si la hormiga se traslada con rapidez constante de 0,5 cm/s; en cuánto tiempo, como mínimo, logrará su objetivo. (p ≈ 3)
9.
Una moto pequeña se dirige experimentando MRU, por una vía paralela al metropolitano, que inicia su movimiento con una aceleración constante de módulo 5 m/s2. Si en el instante en que se encuentran el conductor de la moto frena disminuyendo la rapidez de la moto a
20 cm
Q
razón de 5 m/s en cada segundo, deteniéndose la moto cuando termina de cruzarse con el metropolitano. ¿Qué longitud presenta el me-
80 cm
tropolitano? a
P
10 m/s
A) 100 s
B) 150 s
C) 180 s
D) 200 s 7.
80 m
E) 250 s A) 20 m B) 40 m C) 60 m D) 70 m E) 80 m
Un bote puede navegar con una rapidez de 4 m/s respecto de las aguas de un río. La corriente presenta una rapidez de 5 m/s. Determine que ángulo debe mantener el bote respecto a la corriente para que esta lo arrastre lo menos posible. A) 16º
B) 37º
C) 45º
D) 53º
8.
2
=5 m/s
E) 60º
10.
En el instante mostrado el auto B inicia su mo vimiento con una aceleración constante de módulo 2 m/s2. Si el auto A experimenta un MRU con una rapidez de 10 m/s, indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F).
Se muestran 2 tramos consecutivos para un
10 m/s
móvil que desarrolla un MRUV. Determine su
v=0 A
B
recorrido luego de d e 4 s de iniciado su movi d
miento. x: se expresa en metros.
A) 16 m D) 32 m
1s
2s
x
2 x+6
B) 20 m
I. Si d =25 =25 m el auto A alcanza a las justas al auto B. II. Si d =35 =35 m la distancia mínima entre los autos es 10 m. III. Si d =10 =10 m los autos se cruzan dos veces.
C) 24 m
A) FFF
E) 48 m
D) VVF
B) VFV
C) VFF E) VVV
Física Cinemática II
A) 0,06 B) 0,12
11.
Desde un caño abierto que se encuentra a gran altura sale un chorro de agua con una rapidez inicial de 10 m/s. Luego de cierto tiempo t, repentinamente, se cierra el caño. Si a partir de ese momento la rapidez con que crece la longitud del chorro es 20 m/s; determine t y la longitud del chorro 1 s después de que se cerró el caño. ( g=10 m/s2)
C) 0,18 D) 0,24 E) 0,3 14.
sobre un plano inclinado. Determine el mayor alcance que puede lograr el proyectil sobre el plano y el valor de a para tal caso. ( v=40 m/s;
A) 2 s; 60 m B) 3 s; 75 m C) 2 s; 45 m D) 2 s; 75 m E) 3 s; 65 m 12.
g=10 m/s2) g
Un cazador inexperto dispara en forma inclinada contra un objetivo fijo, asumiendo que el proyectil seguirá en línea recta. Para su sorpresa, luego de 1 s el proyectil pasa por debajo del objetivo sin impactarle. ¿A cuántos metros por debajo del objetivo pasó el proyectil?
v α
37º
A) 100 m; 45º B) 50 m; 37º/2
A) 1 m B) 2 m C) 5 m D) 10 m E) 20 m 13.
Se muestra el lanzamiento de un proyectil
C) 50 m; 53º/2 D) 100 m; 37º/2 E) 100 m, 53º/2
Una manguera delgada presenta un área de sección transversal de 0,6 cm2 y su boquilla se encuentra fija en el suelo tal y como se muestra. Si el caudal del agua de la manguera es de 0,3 /s, determine el volumen de agua en
15.
Una partícula se encuentra en el instante t=0 en la posición ( x; 0) m y desarrolla un MCU de manera que el centro de su trayectoria coincide con el origen de coordenadas. Su aceleración en función del tiempo se
expresa como
2
el aire. ( g=10 m/s )
a
=
(
−
8 cos 2 t; 8 se sen 2 t ) m /s /s2.
t: se expresa en segundos. g
Determine el radio de giro de la partícula. A) 0,5 m
37º
D) 2,5 m
B) 1 m
C) 2 m E) 4 m
Física 16.
Se muestra un carrete, el cual se encuentra rotando sin deslizar. Si en el instante que se muestra el carrete presenta una rapidez de 4 m/s, indique falso (F) o verdadero (V) según corresponda.
18.
Respeto al MCUV, determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. La velocidad tangencial y angular son coplanares y perpendiculares entre sí. II. En el MCUV el módulo de la aceleración centrípeta es constante.
2 r
P
III. La velocidad angular y aceleración tangencial son paralelas.
M r
A) VFV B) FFF C) FFV D) VVF E) VVV I. La rapidez del punto P es 6 m/s. II. La rapidez con que desciende el bloque es
19.
Un disco comienza a rotar con una aceleración angular constante de 3 rad/s 2. Determine
12 m/s.
el ángulo que ha rotado el disco hasta el ins-
III. La rapidez del punto M es es 4 2 m/s.
tante que la velocidad tangencial de un punto A) VVV
B) VFF
D) FFF 17.
C) FVF
de la periferia del disco forme 37º con la ace-
E) FFV
leración.
Se tienen tres partículas con MCU respecto de
A) 1/2 rad
O, tal como se muestra. Determine el núme-
B) 2/3 rad
ro de vueltas que da la partícula A, cuando se
C) 3/8 rad D) 4/7 rad
encuentran alineados por segunda vez en la
E) 5/8 rad
posición que se muestra. 20.
El eje de la llanta de una bicicleta, que se traslada en una pista horizontal sin resbalar, gira
2 r
3 v
a razón de 6 rad/s. Si el radio de la llanta es de 0,5 m, ¿con qué rapidez avanza la bicicle-
2 v
ta?; ¿que rapidez tiene el punto más alto de la
3 r
periferia de la llanta? r A
v
A) 3 m/s; 3 m/s
O
B) 0 m/s; 2 m/s C) 3 m/s; 6 m/s
A) 6 D) 4
B) 18
C) 14 E) 16
D) 6 m/s; 1,5 m/s E) 5 m/s; 2,5 m/s
Física Estática 21.
23.
Determine F para para que el bloque de 5 kg está a punto de resbalar sobre la mesa horizontal
El gráfico nos muestra a un mismo resorte en 2 situaciones distintas. En ambos casos los bloques están en reposo. Determine la longitud natural del resorte.
rugosa, cuyos bordes son lisos. Considere que el coeficiente de rozamiento estático entre la mesa y el bloque es 0,2. ( g=10 m/s2)
3m F
18 cm
12 cm
2m
0,6 kg
A) 17,4 cm B) 17,2 cm
A) 10 N D) 12 N
C) 16,8 cm D) 16,2 cm E) 15,6 cm
24.
B) 8 N
C) 6 N E) 16 N
En el gráfico mostrado el bloque está en reposo. Si el módulo de F es el doble de la míni-
22.
En el sistema mostrado la polea es lisa y de
ma necesaria para evitar que caiga el bloque,
2 kg. Luego en p se engancha un pequeño blo-
determine el módulo de la reacción del piso.
que de 4 kg y se deja descender lentamente
( m=0,5 kg; g=10 m/s2)
hasta que alcanza el equilibrio. En esta situación final, determine cuánto des-
F
liso
cendió el bloque y la deformación del resorte. ( g=10 m/s2) 30º
K =40 =40 N/cm
A) 5 N
g
D) 10 N P
A) 2 cm; 2 cm B) 2 cm; 2,5 cm C) 4 cm; 4 cm D) 4 cm; 2 cm E) 4 cm; 2,5 cm
B) 2, 5 3 N
25.
C) 5 E)
3N
5 2N
El bloque mostrado se mueve respecto del tablón, tal como se muestra. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. ( m A=4 kg; m B=6 kg) µ K =0,25
v A
v B
A B
Física I. La fuerza de rozamiento cinético sobre A tiene un valor de 10 N. II. Si V A > V B la fuerza de rozamiento sobre B es 40 N hacia la derecha. III. Si V A < V B la fuerza de rozamiento sobre A es 10 N hacia la derecha.
28.
La barra homogénea permanece en la posición mostrada. Si el bloque A es de 3 kg, determine el módulo de la fuerza que el piso le ejerce a la barra en el punto M . Desprecie todo rozamiento. ( g=10 m/s2; MN = NP)
A) VFV B) VVF C) FFV D) VFF E) FFF 26.
g 21º
M
A
N 53º P
cuerda (2)
cuerda (1)
El bloque cúbico se encuentra en reposo respecto de una plataforma que va rotando lentamente en sentido antihorario. Determine que el valor de a el bloque pierde el equilibrio. B µ S=4/3
A) 12 N B) 14 N C) 24 N D) 35 N E) 42 N
α
A) 60º D) 37º 27.
B) 53º
C) 45º E) 16º
29.
Las barras idénticas y de masa despreciable están a punto de resbalar, determine el coeficiente de rozamiento entre ellas y el piso.
En el punto medio de la barra homogénea de 5 kg se encuentra una placa pequeña de 1 kg a punto de deslizar. Si el dinamómetro indica 80 N, ¿cuál es el módulo de la fuerza de reacción en la articulación? ( g=10 m/s2) ( PQ=5a)
3a
L
h
0,5 0,75
M
D
P
5a µ=
1
A)
2 L
+
2 h
B)
2
2 L
+
2
2 h
C)
2
+
h
E)
2 h
2 2
( L2 − h ) h
Q
)
1
1
D) h ( L2 − h2 )
( L
2
2 2
A) 75 N B) 80 N C) 65 N D) 105 N E) 130 N
0,3 0,5
Física 30.
Una barra de 11 kg se encuentra en reposo
32.
apoyada sobre una superficie horizontal y en una superficie parabólica lisa. Si la barra está a
El coche mostrado desciende sobre un plano inclinado liso, y la esfera no se mueve respecto del coche, determine b. ( g=10 m/s2)
punto de resbalar sobre la superficie horizontal, determine el módulo de la fuerza que ejerce esta superficie sobre la barra. ( g=10 m/s2) Y
y=
β
x2 2
53º
µ S=0,75
x(m)
0
2
A) 37º B) 0º C) 37º/2 D) 23º E) 53º
A) 60 N B) 80 N C) 100 N D) 110 N E) 120 N 33.
La gráfica nos muestra el comportamiento de la fuerza de rozamiento sobre el bloque con-
Dinámica
31.
La fuerza de F =100 =100 N actúa sobre una barra homogénea de 10 m de longitud y de 20 kg de masa. Indique (V) si es verdad, o (F) si es una falsedad, la proposición. B
A A
forme se incrementa el módulo de F . Determine el módulo de la aceleración del bloque en el instante t=30 s. ( g=10 m/s2)
F
=
4 tN ( + )
t: se expresa en segundos F
µ K =1/4
I. La fuerza de tracción a 2 m del extremo B es 40 N. II. La fuerza de rozamiento varía linealmente con la longitud de la barra. III. El incremento de su velocidad en cada dos segundos es 5 m/s.
t0=0 v0=0 F
µ=
0,8 0,5
A) 2 m/s 2 A) FVV B) VVV C) FVF D) VVF E) VFF
B) 4 m/s2 C) 6 m/s2 D) 7 m/s2 E) 10 m/s 2
F roz (N)
0
80
F (N)
Física 34.
De acuerdo al gráfico mostrado, determine la máxima aceleración que experimenta el bloque cúbico homogéneo de 5 kg de masa. (Considere que el bloque solo desliza) F
A) 1 m/s 2 B) 2 m/s2 C) 6 m/s2 D) 4 m/s2 E) 5 m/s2 35.
37.
Cuando el hilo de un carrete que está en el suelo se jala como se indica en el gráfico, la aceleración de aquel es 5 m/s2, ¿para qué coeficiente de rozamiento entre el borde del carrete y el suelo se deslizará sin girar? ( R=3 r )
R
r F
µ K =0,2
Hasta qué velocidad angular W hay que comunicarle lentamente al disco horizontal, para que la esfera de 3 kg se pegue a la periferia del disco, si se sabe que los resortes iguales se encuentran comprimidos 1 cm inicialmente. ( K =200 =200 N/cm) (OP es un riel) Considere superficies lisas. A) 20 rad/s B) 30 rad/s C) 40 rad/s D) 50 rad/s E) 25 rad/s
A) 0,5 D) 0,75 38.
P
K
25 cm
B) 0,25
Para el instante mostrado el collarín y el aro, de radio 15 cm, se encuentran en reposo. Si el aro empieza a rotar respecto del eje Y , ¿para qué valores de la rapidez angular el collarín no desliza? (m s=tan67º; g=10 m/s2). Y
K O ω
C) 0,3 E) 0,4
g
7 c m
30º
36.
Un pequeño bloque se encuentra sobre un disco horizontal que rota uniformemente, tal y como se muestra. El bloque no desliza sobre el disco pero se encuentra a punto de hacerlo. Si de pronto e instantáneamente el disco se detiene, determine al cabo de qué tiempo el bloque abandona el disco. ( g=10 m/s2; r disco=5 m) ω
µ=
O
0,3 0,1
µ S
A) w ≤ 20 rad/s B) w ≤ 30 rad/s C) w ≤ 10 rad/s D) w ≤ 25 rad/s E) w ≤ 15 rad/s 39.
Un pequeño objeto se lanza desde el piso de tal manera que desarrolla un MPCL su velocidad inicial es v = (10; 40 40) m/s m/s. Determine el menor radio de curvatura de la trayectoria que describe el móvil. g = 10 (− ) m/s2
3m
A) 0,5 s D) 2 s
B) 1 s
C) 1,5 s E) 2,5 s
A) 1 m D) 20 m
B) 5 m
C) 10 m E) 40 m
Física 40.
Por un tubo de goma, doblado d oblado en forma de anillo y apoyado sobre una superficie horizontal, circula agua con rapidez constante de 20 m/s. Si el diámetro del tubo es d =1 =1 cm, determine el módulo de la fuerza de tensión que soporta el tubo de goma. (Considere ( Considere d << << R; p=3,1)
42.
Un disco homogéneo de 4 kg desliza sin trasladarse apoyado en dos superficies rugosas. Determine la cantidad de trabajo desarrollado mediante la fuerza de rozamiento sobre el disco cuando este completa dos vueltas. Considere entre todas las superficies m K =0,5. ( F =30 =30 N; r =0,5 =0,5 m; g=10 m/s2)
R
g F r
A) 50 N B) 62 N C) 41 N D) 15 N E) 31 N
A) 188,5 J B) 180 J C) 84,25 J D) 90 J E) 125,7 J
Trabajo mecánico y energía mecánica 41.
A un bloque liso se le aplica una fuerza horizontal cuyo módulo varía con la posición tal y como se muestra. Determine la cantidad de trabajo desarrollado mediante esta fuerza hasta el instante en que el bloque adquiere su máxima rapidez.
43.
Una pequeña esfera es lanzada desde el piso de manera que desarrolla un MPCL. ¿Cuál de las siguientes gráficas representa mejor el comportamiento de su energía cinética E C, con relación a la energía potencial gravitatoria E P respecto del piso?
(N) F (N) 20
A) E C
B) E C E P
F x=0
E P
(N) X (N) 0
2
4
C) E C E P
A) 20 J B) 40 J C) 60 J D) 80 J E) 90 J
D) E C
E) E P
E C E P
Física 44.
Un disco homogéneo de 1 kg tiene enrollado en su periferia 120 cm de un hilo ideal. Se toma el extremo libre del hilo y manteniéndolo fijo se suelta el disco en el aire, de manera que conforme desciende el hilo se desarrolla. Cuando este último terminó de desenrrollarse, la rapidez que presenta el centro del disco es 4 m/s. Determine la energía cinética de rotación del disco en ese instante. ( g=10 m/s2) A) 12 J B) 9 J C) 8 J D) 4 J E) 2 J
45.
θ
L
A
A) 2 L B) 3 L C) 4 L D) 2,5 L E) L 47.
En el instante mostrado, se sostiene un bloque de 0,5 kg que está unido a un resorte sin defor-
Una caja homogénea de 5 kg se encuentra inicialmente vertical y articulada a un eje que pasa por A y es perpendicular al plano del papel. ¿Cuál sería el trabajo necesario que debe desarrollar una persona para lograr que la caja vuelque? 60 cm
mar. Luego de soltar el bloque, ¿cuánto es el máximo valor de la tensión en la cuerda 1? (Desprecie todo tipo de rozamiento) ( g=10 m/s2)
80 cm
(1)
A
A) 4 J B) 5 J C) 8 J D) – 5 J E) 0
g
A) 8 N B) 10 N C) 9 N D) 15 N E) 20 N 46.
Una esfera atada a una cuerda se suelta en A tal como se muestra. Si se desea que la rapidez en la parte más baja sea el doble, para ello variamos la longitud longitud de la cuerda manteniendo manteniendo el ángulo q, determine la longitud final de la cuerda. (Desprecie el rozamiento del aire)
48.
Determine la cantidad de trabajo necesario que se debe desarrollar mediante para lograr que el bloque B resbale. Considere entre todas las superficies m K =0,4 y m S=0,5. Los bloques están inicialmente en reposo y el resorte sin deformar ( m A=4 kg; m B=5 kg; g=10 m/s2)
F
A) 14,25 J D) 12,5 J
K =50 =50 N/m A
B) 16,5 J
B
C) 15,75 J E) 10,25 J
Física 49.
Un bloque liso de 2 kg es trasladado mediante la acción de una fuerza cuyo módulo depende del tiempo de la rapidez del bloque según =4 v2N F =4 v: se expresa en m/s Determine la cantidad de trabajo desarrollado mediante esta fuerza hasta el instante en que su aceleración presenta un módulo de 8 m/s2. v0=1 m/s
B) 1,8 J
Un pequeño objeto de 100 g es lanzado desde el piso con v (15; 20) m/s. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes =
proposiciones. ( g=10 m/s2)
I. La potencia de la F g en el instante t=0 tiene un valor de – 20 W.
II. En el instante t=2 s la potencia de la F g tiene un valor de 15 W. III. Para el intervalo (0; 2 s) la potencia media
F
A) 1,5 J D) 2,4 J
50.
de la F g tiene un valor de 10 W. C) 2 J E) 3 J
A) VFV D) FFF
B) FFV
C) FVV E) VVV
CLAVES
