Examen Final de Fisica en 05-06

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

NOTA

EXAMEN FINAL MÓDULO DE FÍSICA NOMBRE: CURSO:

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FECHA: ____________________

“Las proposiciones matemáticas, en cuanto tienen que ver con la realidad, no son ciertas; y en cuanto que son ciertas, no tienen nada que ver con la realidad.” (Albert Einstein) ORIENTACIONES:

 El tiempo estimado es 60 minutos.  En las preguntas de opción múltiple existe una sola respuesta correcta.  Su respuesta debe ser marcada con un círculo en el literal correspondiente y justificada con procesos matemáticos caso contrario no es válida.  Use esferográfico para contestar las preguntas. Si usa lápiz se anula la respuesta.  En ningún caso se calificarán respuestas con tachones o borrones.  Puede utilizar lápiz para desarrollar los problemas. ACTIVIDADES: Responder las siguientes formulaciones:

(1 pt.)

1. Ponga “V” si es verdadero o “F” si es falso en los siguientes enunciados: 

El triángulo principal siempre se halla contenido en un plano.

(

)



Los ángulos de orientación se localizan en el plano XZ.

(

)



La aceleración es igual a la variación de la posición dividida para el intervalo de tiempo.

(

)



En los movimientos no uniformes la variación de la velocidad es constante.

(

)



El movimiento parabólico esta contenido siempre en un plano.

(

)



En el movimiento de proyectiles si la Vfy es positiva el proyectil está bajando.

(

)



La fuerza resultante, es proporcional a la aceleración total.

(

)



En el D.C.L. se representan todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y además debe

(

)

indicarse la dirección del movimiento. 

Cuando ⃗⃗⃗ 𝐴 es perpendicular a ⃗⃗⃗ 𝐵 no existe proyección de ⃗⃗⃗ 𝐴 sobre ⃗⃗⃗ 𝐵.

(

)



La velocidad final es igual a la velocidad inicial más aceleración por intervalo de tiempo.

(

)

Responder las siguientes cuestiones:

(1 pt.)

2. En las siguientes preguntas complete con palabras que usted crea conveniente para que el texto tenga sentido completo: 

La palabra NORMA tiene el mismo significado que …………………………y ……………………………



Un vector es unitario cuando su ……………………………………..es igual a la unidad.



El signo (+) de la velocidad significa que el ……………………………. se realiza en la dirección positiva.



En un movimiento cualquiera la velocidad instantánea puede ………………………….. en magnitud y dirección



En el M.C.U.V. el módulo de la aceleración………………… permanece constante durante el movimiento.



Cuando el proyectil regresa al plano de lanzamiento el desplazamiento sobre el eje ……………………. se hace cero.



Las fuerzas de acción y reacción tienen igual ………………………… y dirección contraria.



Para plantear la segunda ley de Newton se escribe: fuerzas ……………………. menos las fuerzas …………………… es igual a la masa de la partícula por aceleración.



Para expresar las coordenadas de un punto en primer lugar se escribe el valor de ………………………… luego el valor de ………………………....y finalmente …………………………………



Cuando hablamos que el vector posición cambia estamos aceptando que dicho vector varia en …………………………. y además varia también su dirección en el transcurso del tiempo.

Seleccione la respuesta correcta:

(0,25 pts. c/u)

3. Las dimensiones de “A” y “B” en la formula física

𝑊 𝐴

𝑉

= √𝐵 + 𝐹, donde W= Trabajo, V= Volumen y

F=Fuerza, respectivamente son: a) 𝐿

; 𝑀−2 𝐿𝑇 4

b) 𝐿−1 ; 𝑀2 𝐿−1 𝑇 2

c) 𝑀−2 𝐿𝑇 4 ; 𝐿

d) Ninguna.

4. ¿Qué medida es más precisa: la de un Químico que pesa 200 mg con una balanza que aprecia el miligramo o la de un tendero que pesa 2kg de arroz con una balanza que aprecia el gramo? a) Es más precisa la medida del tendero b) Las dos son igual de precisas.

c) Es más precisa la medida del Químico d) Ninguna de las anteriores.

⃗⃗⃗ con respecto al eje x es 25 m y los ángulos directores son 𝛼 = 35° y 𝛽 = 5. La componente de un vector 𝐴 125°. El modulo del vector ⃗⃗⃗ 𝐴 es: a) 30,52 m

b) 14,34 m

c) 17,51 m

d) Ninguna.

⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗ 6. Dados los vectores ⃗⃗⃗ 𝐷 = (5 𝑘𝑚, 63°), ⃗⃗⃗ 𝐸 = (−7, −1)𝑘𝑚 y ⃗⃗⃗ 𝐹 = (4 𝑘𝑚; 𝑆70°𝐸), el valor de 2𝐷 𝐸 + ⃗⃗⃗ es: 3𝐹 a) (8,82 𝑖⃗ + 3,81 𝑗⃗ )𝑘𝑚 7. a) b) c) d)

b) (−8,52 𝑖⃗ + 3,6 𝑗⃗ )𝑘𝑚

c) (34,6 𝑖⃗ + 5,3 𝑗⃗ )𝑘𝑚

d) Ninguna.

El grafico siguiente representa el movimiento de un cuerpo, la distancia total recorrida es: 37,5 m 15 m 5m 7,5 m

8. Una partícula se desplaza por una trayectoria recta, partiendo de un punto A, recorre una distancia “d” en un tiempo “t”, hasta llegar a un punto B. si luego regresa al punto A con las mismas características del movimiento, el módulo de la velocidad media será: a) 0

b) d/t

c) d/(2t)

d) Ninguna.

9. Suponiendo que se observa que el bloque de la figura resbala hacia abajo del plano a velocidad constante. Se concluye que el coeficiente de fricción cinética k m entre el bloque y el plano está definido por: a) b) c) d)

tan θ Cos θ – Sen θ 1- cos θ M .g .sen θ

10. La figura muestra la trayectoria de una pelota. En el punto A, de altura máxima a) b) c) d) e)

la velocidad es 0, pero la aceleración no es 0. la velocidad, no es 0, pero la aceleración es 0. la rapidez es menor que en B, pero la aceleración es mayor en B. la velocidad y la aceleración son perpendiculares entre sí. ninguna de las anteriores

Responda las siguientes preguntas:

(0,5 Pts. c/u)

11. ¿El conocimiento científico tiene mayor validez que el conocimiento empírico? Sí ___, no ___. Explique. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________

12. Dados los vectores A y B, en función de sus componentes rectangulares, describa un procedimiento que permita calcular un vector C de magnitud C, que sea perpendicular a los vectores A y B. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________

13. El cambio de rapidez en el último segundo de la caída libre de un cuerpo, es menor ____, igual ____, mayor _____ que en el primer segundo. Explique. ______________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________

14. La rapidez de un proyectil en el punto más alto de su trayectoria, ¿es necesariamente el doble de la rapidez en un punto que corresponde a la mitad de dicha altura? Sí ___, no ___. Explique. ______________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________

Resolver los siguientes ejercicios:

(2 Pts. c/u)

15. Un conductor que viaja a rapidez constante de 15 m/s pasa por un cruce escolar, cuyo límite de velocidad es de 10 m/s. En ese preciso momento un oficial de policía en su motocicleta que está parado en el cruce, arranca para perseguir al infractor con aceleración constante de 3,0 m/s2. a) ¿Cuánto tiempo pasa antes de que el oficial de policía alcance al infractor? b) ¿A qué rapidez va el policía en ese instante? c) ¿Qué distancia total habrá recorrido cada vehículo hasta ahí?

16. Un elevador y su carga tienen una masa total de 800 kg y originalmente está bajando a 10.0 m/s; se le detiene con aceleración constante en una distancia de 25.0 m. Calcule la tensión T en el cable de soporte mientras el elevador se está deteniendo.

____________________ Mauricio Lima Narváez DOCENTE

___________________ ESTUDIANTE

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

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EXAMEN FINAL MÓDULO DE FÍSICA NOMBRE: CURSO:

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FECHA: ____________________

“Las proposiciones matemáticas, en cuanto tienen que ver con la realidad, no son ciertas; y en cuanto que son ciertas, no tienen nada que ver con la realidad.” (Albert Einstein) ORIENTACIONES:

 El tiempo estimado es 60 minutos.  En las preguntas de opción múltiple existe una sola respuesta correcta.  Su respuesta debe ser marcada con un círculo en el literal correspondiente y justificada con procesos matemáticos caso contrario no es válida.  Use esferográfico para contestar las preguntas. Si usa lápiz se anula la respuesta.  En ningún caso se calificarán respuestas con tachones o borrones.  Puede utilizar lápiz para desarrollar los problemas. ACTIVIDADES: Responder las siguientes formulaciones:

(1 pt.)

1. Ponga “V” si es verdadero o “F” si es falso en los siguientes enunciados: 

La triada se caracteriza porque no se puede cambiar el orden de los números.

(

)



Las cantidades escalares no se pueden representar gráficamente.

(

)



En el movimiento rectilíneo existe únicamente aceleración tangencial.

(

)



En el M.R.U.V. la dirección de la velocidad, aceleración y desplazamiento son los mismos

(

)



La velocidad angular final es igual a la velocidad lineal final.

(

)



La aceleración total es igual a la aceleración angular total.

(

)



La fuerza de rozamiento aparece cuando hay una fuerza externa que intenta mover al cuerpo.

(

)



En el equilibrio de traslación las fuerzas se compensan de tal manera que no existe fuerza

(

)



El ángulo de elevación y depresión se diferencian en el signo de la proyección sobre el eje Y. (

)



La aceleración es igual a la variación de la posición dividida para el intervalo de tiempo.

)

resultante.

Responder las siguientes cuestiones:

( (1 pt.)

2. En las siguientes preguntas complete con palabras que usted crea conveniente para que el texto tenga sentido completo: 

Un cateto del triángulo principal se convierte en …………………………………. del triángulo secundario.



La dirección antihoraria se determina poniendo un ………………………………… en el plano XZ luego medimos el ángulo a partir del eje X positivo.



En los gráficos posición – tiempo, el ángulo formado entre la recta y la …………………………. positiva del tiempo está relacionada con la rapidez de la partícula.



A los movimientos con aceleración constante se los denominan ………………………………..



El movimiento rectilíneo uniforme se define diciendo que la ……………………… permanece constante en todo instante.



Para escribir el vector posición final en una partícula con movimiento circular es necesario conocer ………………………………… angular final de la partícula.



La velocidad final es igual a la velocidad angular ………………………………… por el radio.



El vector velocidad angular y el vector aceleración angular son perpendiculares al …………………………. del movimiento.



En el D.C.L. también debe indicarse la ……………………… del movimiento de la partícula.



Cuando una partícula se halla en equilibrio las fuerzas ……………………. igualan a las resistivas.

Seleccione la respuesta correcta:

(0,40 pts. c/u)

3. Si la siguiente ecuación 𝐴𝑥 + 𝐵𝑦 = 𝐶 es dimensionalmente homogénea, las dimensiones de “x” e “y”, siendo A= Fuerza, B= Trabajo y C= Densidad, las dimensiones respectivamente son: a) 𝐿−4 𝑇 2 ; 𝐿−5 𝑇 2

b) 𝑇 −4 𝐿−2 ; 𝑇 −5 𝐿2

c) 𝐿−5 𝑇 2 ; 𝐿−4 𝑇 2

d) Ninguna.

4. Con los siguientes vectores ⃗⃗⃗⃗ 𝐻 = (−3 𝑖⃗ + 4 𝑗⃗ − ⃗⃗⃗ 𝑘 ); ⃗𝐽 = (2 𝑖⃗ − 2𝑗⃗ + 3 ⃗⃗⃗ 𝑘 ). El producto escalar y vectorial entre los dos vectores respectivamente son: a) − 35 𝑚2 ; (12 𝑖⃗ − 6 𝑗⃗ + 2 ⃗⃗⃗ 𝑘 )𝑚2 b) − 17 𝑚2 ; (−10 𝑖⃗ − 7 𝑗⃗ + 8 ⃗⃗⃗ 𝑘 )𝑚2

c) 43 𝑚2 ; (−2 𝑖⃗ + 3 𝑗⃗ − 5 ⃗⃗⃗ 𝑘 )𝑚2 d) − 27 𝑚2 ; (6 𝑖⃗ − 4 𝑗⃗ + 3 ⃗⃗⃗ 𝑘 )𝑚2

⃗⃗⃗ y 𝐵 ⃗⃗⃗ forman entre si un ángulo de 5. Si se conoce las magnitudes de 𝐴 = 8 𝑚, 𝐵 = 3 𝑚 y que los vectores 𝐴 30°. Entonces la magnitud de 𝐴 − 2. 𝐵 es: a) 4,1 𝑚

b) 2 𝑚

c) 5,2 𝑚

d) Ninguna.

6. La siguiente grafica nos informa sobre el movimiento de un objeto, la distancia recorrida es: a) b) c) d)

80 m 30 m 70 m Ninguna.

7. Un cuerpo recorre una distancia de 100 metros en 5 segundos entre dos puntos P1 y P2 con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado si su velocidad en P2 es de 30 m/s su velocidad en el punto P1 es de: a) 20 m/s

b) 10 m/s

c) 5 m/s

d) Ninguna

8. Un volante en movimiento frena paulatinamente debido a la fricción de sus chumaceras. Después de un minuto su velocidad angular ha disminuido hasta 0.70 de: a) 0,49 𝜔𝑜

b) 0,40 𝜔𝑜

c) 0,35 𝜔𝑜

d) 0,10 𝜔𝑜

e) ninguna.

9. Dos proyectiles, A y B se disparan desde el piso plano horizontal con velocidades iníciales idénticas. La velocidad inicial de A hace un ángulo 𝜃𝐴 con la horizontal, y B hace un ángulo 𝜃𝐵 también con la horizontal. Si 𝜃𝐴 < 𝜃𝐵 < 90° a) b) c) d)

el proyectil B dura más tiempo en el aire y viaja más lejos que A. el proyectil B dura más tiempo en el aire y no llega tan lejos como el A. el proyectil B dura más tiempo en el aire y alcanza mayor elevación que el proyectil A Tanto a) como b) son correctas.

10. Dos bloques están en contacto sobre una mesa sin fricción. Se aplica una fuerza horizontal a un bloque, como se muestra en la figura. Suponga: m1 = 7.00 kg, m2 = 5.00 kg, y F = 6.00 N. La fuerza de contacto entre los bloques es: a) 2,5 N F m1 m2 b) 5,0 N c) 6,0 N d) 7,0 N Responda las siguientes preguntas:

(0,5 Pts. c/u)

11. De los elementos de una ciencia, ¿cuál de ellos es el que nos permite diferenciar una ciencia de otra? Explique. ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________

12. ¿Es posible dividir una cantidad vectorial por una cantidad escalar diferente de cero? Sí___, no___. Explique. _____________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________

13. ¿Si la velocidad media Vm de una partícula es igual a cero, la longitud recorrida por la partícula a la ida es igual a la longitud recorrida al regreso? Sí___, no ___. Explique. _____________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________

14. El movimiento parabólico, ¿puede ser estudiado como el resultado de dos movimientos rectilíneos uniformemente variados perpendiculares entre sí? Sí ___, no ___. Explique _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________

Resolver los siguientes ejercicios:

(2 Pts. c/u)

15. Imagine que usted lanza una pelota verticalmente hacia arriba desde la azotea de un edificio. La pelota sale de la mano, en un punto a la altura del barandal de la azotea, con rapidez ascendente de 15.0 m/s, quedando luego en caída libre. Al bajar, la pelota libra apenas el barandal. Obtenga a) la posición y la velocidad de la pelota 1.00 s y 4.00 s después de soltarla; b) la velocidad cuando la pelota está 5.00 m sobre el barandal; c) la altura máxima alcanzada y el instante en que se alcanza; y d) la aceleración de la pelota en su altura máxima.

16. Se están sacando bloques de granito de una cantera por una pendiente de 15°. Por razones ecológicas, también se está echando tierra en la cantera para llenar los agujeros. Para simplificar el proceso, usted diseña un sistema en el que una cubeta con tierra (de peso 𝑊2 incluida la cubeta) tira de un bloque de granito en un carro (peso 𝑊1 incluido del carro) sobre rieles de acero, al caer verticalmente a la cantera. Determine qué relación debe haber entre 𝑊1 y 𝑊2 para que el sistema funcione con rapidez constante. Ignore la fricción en la polea y en las ruedas del carro y el peso del cable.

____________________ Mauricio Lima Narváez DOCENTE

___________________ ESTUDIANTE