Física Completo - Anual Uni Vallejo 2014

Preguntas Propuestas

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Física 4. Determine el valor de la siguiente expresión

Magnitudes

1. Un bloque está unido a un resorte y apoyado sobre una superficie horizontal pulida (Ver gráfico). Si desplazamos al bloque hacia la derecha y lo soltamos, determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. reposo

M=2 kg x=0

x+y+z, si la ecuación P=ρxgyhz es dimensionalmente correcta. Donde: P=presión ρ=densidad g=aceleración de la gravedad h=profundidad A) 4 B) 3 C) 8 D) 2 E) 12

X

5. La ecuación A=B+C · t es dimensionalmente correcta. Si A tiene unidades de velocidad y t es el tiempo, determine la ecuación dimensional de C.

X



5 cm I. Para medir la fuerza, con la cual el resorte jala al bloque, no se necesita indicar la dirección. II. La masa del bloque tiene dirección. III. Para medir la deformación del resorte, se necesita indicar la dirección. A) FFV B) FFF C) VFF D) VFV E) FVF

2. De la siguiente lista de magnitudes, indique

cuántos son escalares. • recorrido • desplazamiento • distancia • temperatura

• velocidad • rapidez • aceleración • presión

B) LT –1 C) MLT –1 A) L · T – 2 D) LT E) LT2

6. La ecuación que se muestra a continuación es dimensionalmente correcta.



A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 8

A) VVV B) VVF C) FFV D) FVV E) FVF

3. La presión P que un fluido ejerce sobre una

...



pared depende de la velocidad v del fluido, de su densidad D y tiene la siguiente forma P = x ⋅ vx Dy Halle la fórmula física correcta. A) P = 2v2 D2 B) P = 2v2 D C) P=vD2 D) P=vD3 E) P = 2v2 D3

A2 − B =D 2C Si A tiene unidades de velocidad y C es una distancia, determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. La ecuación dimensional de B es LT –1. II. En el sistema internacional de unidades, la unidad de la magnitud D es m/s2. III. La ecuación dimensional de la expresión CD es LT –1.

7. Halle la ecuación dimensional de P, si la ecuación dada es dimensionalmente correcta. P=

m0 ⋅ R R 1−   C

m0=masa C=velocidad de la luz

2

A) MLT B) MLT –1 C) MLT – 2 2 D) MLT E) MLT3 2

Física 8. Sabiendo que la siguiente expresión es dimensionalmente correcta, halle la ecuación dimensional de K. C=

Cinemática I

11. El gráfico adjunto muestra la trayectoria descrita por una mosca y una araña. Si ambos se mueven de A hacia B, determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.

P ⋅ K2 ρ⋅ D

Donde: C=velocidad P=presión ρ=densidad D=diámetro A) L1/2 D) L1/2T –1

B

30 cm B) L C) L2 E) LT

9. La fórmula para hallar la rigidez de una cuerda es

 Q  S =  a ⋅ + b ⋅ d 2  R  Donde: Q=carga (newtons) R=radio (metros) d=diámetro (metros) S=rigidez (newtons) Halle la ecuación dimensional de las magnitudes a y b. A) L; MLT – 2 B) L –1; M –1L –1T – 2 C) L; M – 2LT – 2 D) L – 2; MLT2 E) L –1; ML –1T – 2

A

40 cm I. La araña y la mosca realizan el mismo desplazamiento. II. Si la mosca demora 2 s en ir de A hacia B, entonces su rapidez media vale 25 cm/s. III. La mosca recorre una longitud mayor a 50 cm. A) VFF B) FVV C) VVV D) VVF E) FFF

12. La partícula realiza MRU, de modo que desde

A hasta B y desde B hasta C emplea 4 s y 5 s, respectivamente. Determine la rapidez de la partícula.

A

10. La posición de un móvil que experimenta un

B (12+x) m

C (x+33) m

A) 8 m/s B) 10 m/s C) 16 m/s D) 21 m/s E) 27 m/s



movimiento oscilatorio se expresa según la siguiente ecuación.  π  r = A + B sen  Ct +   2



Donde:



r : posición (m) t: tiempo (s) C . Indique las dimensiones de AB

tes separados 120 m. Un joven que camina sobre la vereda observa, delante de él, a los dos postes, empleando un tiempo 3t en alcanzar al poste más lejano y un tiempo 2t en moverse de un poste a otro. Si el joven demora 30 s en alcanzar al poste más cercano, determine su rapidez media.

A) LT –1 D) L3T – 2

A) 4 m/s B) 6 m/s C) 1 m/s D) 2 m/s E) 3 m/s



B) L – 2T –1 C) L2T – 2 E) L –1T –1 3

13. Sobre una vereda recta se encuentran dos pos-

Física 14. Desde la situación mostrada transcurre 10 s para que la separación entre los autos sea 50 m por segunda vez. Determine la rapidez del auto (A). (Considere que ambos autos realizan MRU).



A) 5 s; 40 m B) 4 s; 60 m C) 5 s; 40 2 m D) 3 s; 50 m E) 4 s; 50 2 m

vB=10 m/s

vA A

B

17. En el gráfico se muestra un auto y un autobús que se mueven en la misma dirección, con velocidades cuyos módulos son 40 m/s y 30 m/s, respectivamente.

150 m



A) 5 m/s B) 20 m/s C) 9 m/s D) 10 m/s E) 15 m/s

15. Los móviles que se observan en el gráfico realizan un MRU. A partir del instante mostrado, determine la separación entre los móviles al cabo de 4 s.



6 m/s

16 m



10 m

2m

24 m

4m

Determine la veracidad (V) o la falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. El auto alcanza al autobús en 2,6 s. II. El auto tarda 3 s en pasar completamente al autobús. III. Un pasajero del autobús observa que el auto tarda 0,2 s en pasar por su lado. A) VFV B) FFV C) VFF D) FFF E) FVV

4 m/s

• el tiempo transcurrido para que la separación entre los vehículos sea mínima. • la distancia que separa a los móviles 6 s después del instante mostrado.

18. A partir del instante mostrado, la mosca tarda 6 s en ser alcanzado por la luz del foco. Determine v. Considere que la mosca y el foco realizan MRU.

A) 8 2 m B) 8 m C) 10 m D) 6 m E) 14 m

16. El gráfico adjunto muestra un avión y un auto moviéndose en la misma dirección, con rapidez de 110 m/s y 70 m/s, respectivamente. Determine

v 2L 10 cm

...

1,5 cm/s 40 m



foco



200 m

A) 2 cm/s B) 4 cm/s C) 6 cm/s D) 5 cm/s E) 1 cm/s 4

L

Física 19. Una persona se encuentra a una distancia L de

23. Una esfera se lanza como se muestra y ex-

una ventana de 20 cm de altura. A través de una ventana la persona observa que una araña desciende verticalmente a una distancia 2L de la ventana. Si la persona logra ver a la araña durante 20 s, determine la rapidez de la araña. Considere que la línea visual de la persona pasa por el extremo inferior de la ventana.

perimenta MRUV con aceleración de módulo 2 m/s2. Determine a qué distancia del punto P se encontrará al cabo de 8 s.

a

6 m/s P

A) 2 cm/s B) 4 cm/s C) 6 cm/s D) 5 cm/s E) 3 cm/s

A) 4 m B) 10 m C) 16 m D) 22 m E) 28 m

20. Una esfera se mueve con MRU hacia una pared. Luego del choque, el cual dura 0,1 s, la esfera rebota y se mueve con velocidad opuesta. Si la rapidez antes y después del choque es 5 m/s y 4 m/s, respectivamente. Determine el módulo de la aceleración.

24. Un ciclista presenta una rapidez constante de 20 m/s y se encuentra a 42 m de un motociclista que inicia su movimiento. Halle la separación mínima entre ambos, si el módulo de la aceleración del motociclista o módulo es 5 m/s2. a=5 m/s2 v=0

20 m/s

A) 10 m/s2 D) 9 m/s2

B) 90 m/s2 C) 1 m/s2 E) 0,9 m/s2

42 m



21. Se lanza un ladrillo sobre un piso, si luego de 6 s se detiene recorriendo 9 m. Halle la rapidez inicial y el módulo de la aceleración. Considere que el ladrillo realiza MRUV.

A) 12 m B) 10 m C) 8 m D) 6 m E) 2 m

25. El sistema es soltado en la posición mostrada. Halle el módulo de la aceleración de la cuña, si el módulo de la aceleración de la tabla es de 2 m/s2.

A) 3 m/s; 0,3 m/s2 B) 5 m/s; 0,4 m/s2 C) 3 m/s; 0,5 m/s2 D) 5 m/s; 0,7 m/s2 E) 7 m/s; 1 m/s2

tabla

22. Un auto presenta una rapidez v y tiene una aceleración constante cuyo módulo 6 m/s2. Si luego de 4 s su rapidez se cuadruplica, halle su recorrido para dicho tramo.

A) 60 m B) 80 m C) 100 m D) 120 m E) 160 m 5

4m

12 m A) 6 m/s2 B) 8 m/s2 C) 10 m/s2 D) 12 m/s2 E) 15 m/s2

Física 26. Una pequeña esfera es lanzada verticalmente

29. Se muestra una plataforma que desciende

y hacia arriba con rapidez v0. Si hasta el instante en el cual la rapidez es el cuádruple de la rapidez de lanzamiento ha transcurrido un segundo, determine v0. ( g=10 m/s2).

con MRU, y en el instante mostrado se suelta un perno. ¿A qué altura, respecto del piso, se encontrará la plataforma cuando el perno impacte en el piso? ( g=10 m/s2)

g

v0

plataforma

10 m/s perno



75 m

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

27. Desde cierta altura H se lanza un objeto ver-



ticalmente hacia arriba con una rapidez de 70 m/s. Determine el tiempo que permanece en el aire, así como la altura H, si llega al piso con el triple de su rapidez de lanzamiento. ( g=10 m/s2)

A) 20 m B) 30 m C) 45 m D) 50 m E) 25 m

30. Desde cierta altura comienzan a caer gotas de

A) 14 s; 1050 m B) 19 s; 2400 m C) 19 s; 1830 m D) 28 s; 1960 m E) 28 s; 1540 m

agua, a razón de una gota por cada segundo, a un pozo profundo donde el nivel libre del agua asciende a razón constante de 5 m/s. ¿A qué distancia del nivel libre se encuentra la 2.a gota, cuando la primera gota impacta con el nivel libre? ( g=10 m/s2)

28. Se muestra una esfera y un tubo de 4 m de longitud. Halle la rapidez del tubo si la esfera sale por la parte superior del tubo luego de 6 s a partir de la posición mostrada.

...

A) 20 m/s B) 25 m/s C) 30 m/s D) 35 m/s E) 40 m/s

t=0

150 m v

v



26 m 30 m/s

A) 25 m B) 35 m C) 45 m D) 55 m E) 65 m

6

Física Cinemática III

P

31. Una esfera pequeña es lanzada con una rapi-







dez y ángulo de lanzamiento v y q, respectivamente. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. En el punto más alto de la trayectoria la velocidad es mínima y perpendicular a la aceleración de la gravedad. II. Si el proyectil se lanza con q1=37º y luego con q2=53º, en cada caso el alcance horizontal es el mismo. III. El alcance horizontal será máximo si q=45º. A) FVV B) VVV C) VFV D) FFF E) VVF

5 m/s

30 m

53º 1m A) 6 7 m B) 10 5 m C) 20 m D) 25 10 E) 10 13

34. Una pequeña esfera es soltada desde una al-

32. El gráfico muestra dos posiciones de una partícula que describe un movimiento de caída libre. Determine la distancia de separación entre las posiciones mostradas. ( g=10 m/s2).



g

tura de 48 m. Si un proyectil es lanzado con una rapidez de 30 m/s, desde el nivel del piso, determine: • La medida del ángulo de lanzamiento q para que el proyectil impacte a la esfera. • La altura, respecto al piso, a la cual se produce el impacto. g=10 m/s2

120º

θ

20 m/s A) 15 7 m B) 35 3 m C) 25 m D) 10 21 m E) 5 21 m

33. Un motociclista sube una rampa presentando

aceleración constante de 10 m/s2. Halle a qué distancia del punto P impacta en el piso. 7

36 m A) 45º; 20 m B) 37º; 28 m C) 53º; 28 m D) 60º; 20 m E) 53º; 20 m

Física 35. Un globo aerostático sube con rapidez cons-

37. Una persona lanza un balón con rapidez v0,

tante de 20 m/s. Si cuando está a 60 m del piso

en ese mismo instante el niño ubicado en P inicia su movimiento presentando aceleración constante cuyo módulo es 5 m/s2. Si luego de 2 s el niño coge el balón, halle el recorrido del niño y v0.

una persona lanza un balón horizontalmente con una rapidez de 30 m/s, determine con qué rapidez impacta en el piso y su alcance horizontal. A) 20 2 m/s; 120 m

B

B) 25 m/s; 90 m

v0

C) 30 m/s; 120 m

37º

D) 40 2 m/s; 180 m E) 50 m/s; 180 m

8,5 m

A) 5 m; 15 m/s B) 10 m; 20 m/s C) 10 m; 25 m/s D) 15 m; 30 m/s E) 20 m; 40 m/s

rimentan MPCL, donde en el instante mostrado presentan las siguientes velocidades



1,5 m



36. En el gráfico se muestran tres esfera que expe-



P

v=0

  v A = (20; 30 ) m/s; v B = (10; 30 ) m/s;  vC = (10; − 10 ) m/s

Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F).

38. Dos esferas son lanzadas desde un mismo nivel (ver gráfico). Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.

g vA

vC

I. Las esferas A y B en todo momento se encuentran a la misma altura.



II. En algún momento las esferas B y C impactarán.



III. Luego de cierto tiempo las esferas A y B impactan.

...

A) VFF B) FFF C) VVV D) VFV E) FVV

37,5 m/s

50 m/s

vB

g=10 m/s2

53º

37º

I. Las esferas en todo momento se encuentran a la misma altura. II. Al cabo de 4 s la distancia que separa a las esferas es 250 m. III. La velocidad de las esferas forman un ángulo de 90º al cabo de 13 s. A) VVF B) VVV C) FFV D) FVF E) FVV

8

Física 39. En el instante mostrado el proyectil es lanzado con el objetivo de impactar con el avión que realiza MRU. Halle para qué valores de v sucede el impacto.

Estática I

41. Si el resorte tiene una longitud natural de 80 cm. Halle el número de fuerzas que actúan sobre A y B. Determine el módulo de la fuerza elástica. (K=200 N/m). A

v 50 cm 60 m

50 m/s

B

53º

A) 2; 2; 100 N B) 2; 3; 60 N C) 3; 3; 160 N D) 3; 2; 200 N E) 5; 4; 160 N

360 m A) vmín=10 m/s; vmáx=30 m/s B) vmín=20 m/s; vmáx=60 m/s

42. Se tiene un resorte de rigidez K y longitud natural L. Si este resorte se divide en n partes iguales, entonces la rigidez de cada parte es

C) vmín=40 m/s; vmáx=100 m/s D) vmín=30 m/s; vmáx=150 m/s E) vmín=100 m/s; vmáx=200 m/s

A) n2K

40. Un joven se encuentra parado en el piso y

D)

desea darle con un proyectil al foco. Debido a que no conoce mucho sobre Física, asume

K n2

B) nK C)

K n

E) K

43. En el gráfico, indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F).

que al lanzar el proyectil, este seguirá una trayectoria recta. Si luego de 2 s de lanzar el proyectil, ve con mucha sorpresa para él, que el

F1=20 N

proyectil no dio en el foco y pasó por debajo.

F2=20 N A

¿A cuántos metros por debajo del foco pasó el proyectil? ( g=10 m/s2)

liso



g

R1

 

R2

I. La fuerzas F 1 y F 2 son fuerzas de acción y reacción. II. El centro de gravedad del coche necesariamente se ubica en el punto A.   III. Si R1 + R 2 es la fuerza con la que el coche



atrae a la tierra. A) 5 m B) 10 m C) 15 m D) 20 m E) faltan datos 9

A) VVV B) FFV C) VVF D) VFF E) FFF

Física 44. ¿Cuál de las alternativas representa el DCL de

46. Un bloque liso está apoyado sobre un andamio. Si las poleas son ideales, determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.

la esfera?

bloque B

esfera



(1)

bloque A

A)

D)



B)

C)

E)



45. Para el instante mostrado en el gráfico, elija la

I. Sobre el andamio actúan tres fuerzas. II. Sobre la polea (1) actúan cuatro fuerzas. III. Sobre el sistema andamio-bloque actúan tres fuerzas. A) VVV B) VVF C) FVF D) FFV E) VFV

alternativa que mejor represente al DCL de la cuña. Desprecie todo rozamiento y considere al resorte comprimido.

47. En el gráfico mostrado el resorte está estirado 50 cm y la masa de la esfera es 4 kg. Determine el módulo de la fuerza resultante sobre la esfera. ( g=10 m/s2; K=100 N/m).

cuña



A)

...

37º



C)

D)

g

B)

E)

A) 30 N B) 50 N C) 40 N D) 60 N E) 45 N 10

Física 48. Para el instante mostrado en el gráfico, deter-

A) 24 N B) 34 N C) 18 N D) 28 N E) 36 N

mine el módulo de la fuerza resultante sobre el bloque si el resorte está comprimido 40 cm y la reacción de la superficie inclinada sobre el bloque vale 80 N. (M=10 kg; K=200 N/m; g=10 m/s2).

50. En el gráfico la suma de las tres fuerzas mos-

A) 20 N B) 180 N C) 80 N D) 160 N E) 140 N



tradas es nula. Determine el modulo de F 1 sabiendo que este toma su valor mínimo.

K

g

liso

37º



F2=50 N F1 θ

49. Determine el módulo de F 1, si la resultante de

las fuerzas que actúan sobre la esfera es horizontal. Y 30 N 20 N 53º

37º

F3

A) 10 N B) 20 N C) 30 N D) 40 N E) 60 N

37º X F1



16º

Claves 01 - B

08 - A

15 - C

22 - B

29 - C

36 - D

43 - E

02 - B

09 - E

16 - C

23 - C

30 - C

37 - C

44 - C

03 - B

10 - B

17 - E

24 - E

31 - B

38 - A

45 - A

04 - B

11 - C

18 - A

25 - A

32 - E

39 - D

46 - D

05 - A

12 - D

19 - E

26 - A

33 - D

40 - D

47 - A

06 - E

13 - D

20 - B

27 - D

34 - C

41 - B

48 - E

07 - B

14 - D

21 - C

28 - D

35 - E

42 - B

49 - B

11

50 - D

Física A) 10 kg

Estática II

1.

B) 19 kg

El gráfico muestra un collarín liso de 3 kg y un bloque de 7,5 kg en reposo, entonces, el resorte de rigidez 300 N/m, está ...

g=10 m/s2

C) 21 kg D) 20 kg E) 25 kg

4.

La barra de 12 kg de masa permanece en reposo apoyado sobre una superficie inclinada y

16º

una balanza. Si la balanza registra una lectura de 35 N, determine el módulo de la fuerza de contacto en el punto A. ( g=10 m/s2)

A) comprimido 3 cm. B) estirado 6 cm. C) estirado 3 cm. D) estirado 15 cm. E) comprimido 15 cm.

2.

3

g

1

liso A

Si el sistema mostrado se encuentra en equilibrio, determine mA / mB. Considere que la polea móvil es ideal y las superficies son lisas.

A) 85 N B) 70 N C) 50 N

(A)

D) 60 N

g

30º

5. (B)

A) 2 D) 5

3.

...

E) 90 N

B) 3

Si el resorte de rigidez 120 N/m se encuentra deformado 50 cm, determine la masa de la barra homogénea. (M: punto medio de la barra)

C) 4 E) 6

Si el sistema mostrado permanece en equilibrio, ¿cuál es la mínima masa que podría tener el bloque A? ( g=10 m/s2; mB=20 kg)

37º g=10 m/s2 M

A) 3,6 kg

A B

B) 2,4 kg

D) 5,6 kg

C) 4,8 kg E) 7,2 kg

12

Física 6.

¿Cuál es la medida del ángulo a para que el sistema que se muestra permanezca en equilibrio?

g

50º α

32º

M

m

A) 4,5 kg

B) 7,5 kg

C) 15 kg

D) 6,5 kg

A) 50º B) 80º

9.

C) 60º D) 75º

7.

16º

m

E) 7,2 kg

El gráfico muestra una placa rectangular homogénea en reposo. Si la masa de la placa es

E) 45º

7,2 kg, determine el módulo de la fuerza del piso sobre la placa. ( g=10 m/s2; 3AB=4BC)

La masa de la barra BC es de 2,5 kg y el siste-

A) 72 N

ma se encuentra en reposo. Si la barra AB es de masa despreciable, determine el módulo de la reacción en la articulación y la lectura del dinamómetro ideal. ( g=10 m/s2)

B) 21 N C) 42 N D) 25 N E) 75 N

A

liso

g D B

g

37º C

A 53º 37º

C B

en equilibrio. Si la lectura del dinamómetro es 50 N, determine el módulo de la fuerza de contacto entre las esferas homogéneas. ( g=10 m/s2)

A) 10 N; 20 N B) 20 N; 15 N C) 15 N; 20 N D) 25 N; 30 N E) 20 N; 25 N

8.

10. El sistema mostrado en el gráfico permanece

La barra homogénea que se muestra en el

A) 5 10 N B) 10 5 N C) 10 10 N D) 40 N E) 30 N

g

3 kg

37º

1 kg

gráfico permanece en la posición mostrada. Si el dinamómetro ideal registra una lectura de 72 N, determine la masa de la barra. ( g=10 m/s2) 13

liso

Física determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. ( g=10 m/s2)

Estática III

11. Si el sistema mostrado se encuentra en repoF

so, ¿cuál es el módulo de la fuerza que ejerce el bloque sobre la superficie inclinada? (M=2m=5 kg; g=10 m/s2)

g

m

A) VFV D) VFF

74º B) 10 N

C) 16 N E) 10 2 N

µS

g

C) FVF E) FFF

forma que el bloque permanezca en reposo? 0,75 µ 7/24

respectivamente. Si la lectura del dinamómetro es 80 N y el bloque (1) está a punto de resbalar, ¿cuál es el valor de µS? ( g=10 m/s2)

liso

B) FFV

14. ¿Cuál es el máximo valor del ángulo q de tal

12. La masa de los bloque (1) y (2) es 3 kg y 1,5 kg

(1)

45º

I. El bloque desliza. II. El bloque se encuentra a punto de deslizar. III. El módulo de la fuerza de rozamiento sobre el bloque es 40 N.

M

A) 14 N D) 2 N

0,6 µ 0,75

θ

A) 37º

B) 53º

D) 74º

C) 60º E) 16º

3 4

15. Si la barra homogénea de 4,9 kg está en reposo, determine el módulo de la fuerza de rozamiento entre la barra y la superficie horizontal. ( g=10 m/s2)

(2)

...

A) 0,75 D) 0,52

B) 0,24

liso

g

C) 0,63 E) 0,31

16º

13. El bloque de 10 kg inicialmente está en reposo apoyado sobre un plano horizontal. Si se le  aplica una fuerza F cuyo módulo es 40 2 N,

A) 98 N D) 72 N

B) 168 N

14

C) 84 N E) 100 N

Física 16. Una polea ideal está soldada en el punto me-

18. El gráfico muestra una polea ideal y un colla-

dio de una barra homogénea de 6 kg. Si el sistema está a punto de deslizar, determine el módulo de la fuerza que ejerce la barra sobre la pared vertical. ( g=10 m/s2)

rín de masa despreciable. Si el sistema está a punto de deslizar, determine el coeficiente de rozamiento entre el collarín y la barra.

g

g

58º

µS=0,5

A) 20 5 N B) 40 N C) 20 N D) 40 5 N E) 80 N

17. Se tiene una barra, cuya masa es 48 kg, que se encuentra suspendida de una cuerda y apoyada en una pared vertical, a punto de resbalar.

A)

3 25

D)

7 24

B)

7 12

C)

7 25

E)

5 12

19. Si el bloque (1) de 9 kg desliza con velocidad constante, ¿cuál es la masa del bloque (2)?

Determine el módulo de la tensión en la cuerda. ( g=10 m/s2) (1)

67º 0,8 µ 0,9

g

g (2)

µS= 3

A) 3,6 kg B) 2,4 kg C) 7,2 kg

A) 600 N D) 150 N

B) 300 N

C) 450 N E) 900 N

15

D) 4,8 kg E) 4,5 kg

Física 20. Una lijadora circular realiza un movimien-

22. Si la barra homogénea de 3 kg está en equi-

to de rotación apoyada sobre un tablón de masa despreciable. Si el tablón permanece en reposo y la lijadora ejerce una fuerza al tablón de 800 N, determine el mínimo valor  de la fuerza F .

librio, determine la deformación del resorte y el módulo de la reacción en la articulación A. (K=200 N/m; g=10 m/s2)

g

4/3 µ 5/3

µ

F

7 24 5 24

A) 500 N B) 780 N C) 250 N D) 750 N E) 450 N

a A 2a A) 5 cm; 30 N B) 20 cm; 20 N C) 15 cm; 40 N D) 10 cm; 10 N E) 30 cm; 50 N

Estática IV

21. Si la barra mostrada es homogénea, de 10 m de longitud y tiene una masa de 10 kg, determine el módulo de la tensión en la cuerda (1). ( g=10 m/s2)

23. En el gráfico, la barra de 5 kg y 1 m de longitud permanece como se muestra. Si el resorte está comprimido 15 cm, determine a qué distancia de la articulación se encuentra el centro de gravedad de la barra. (K=200 N/m; g=10 m/s2) K

(1)

2m articulación

37º

... A) 250 N B) 300 N C) 400 N D) 200 N E) 150 N

K

A) 35 cm B) 50 cm C) 45 cm D) 36 cm E) 30 cm 16

Física 24. El sistema que se muestra en el gráfico está en

F=30 N

reposo. Si la barra homogénea tiene una masa de 24 kg, determine la masa del bloque.

b b

A 30º 3a

a

g 74º

B) 10 3 N

A) 20 N D) 30 2 N 37º

A) 15 kg

C) 20 3 N E) 30 N

27. El sistema mostrado se encuentra en equili-

B) 24 kg

C) 48 kg

D) 20 kg

E) 10 kg

brio. Si la barra homogénea y el bloque tienen la misma masa, determine el mínimo valor del ángulo q de tal forma que el sistema permanezca en equilibrio.

25. La barra homogénea está articulada por su

g

punto medio. Si la reacción en la articulación forma un ángulo de 30º con la vertical, determine su módulo. El sistema se encuentra en equilibrio. ( g=10 m/s2)

liso

1/3 µ 1/6

A) 37º D) 74º

4 kg 53º

θ

B) 45º

C) 16º E) 53º

28. El bloque mostrado desliza con velocidad constante, determine el coeficiente de rozamiento cinético (µK). ( g=10 m/s2; mbarra=10 kg)

A) 30 N B) 15 N C) 40 N

A) 2/3

D) 20 N

B) 1/3 C) 4/3 D) 1/5 E) 3/2

E) 60 N

26. En el gráfico mostrado, las barras lisas son de masa despreciable y se hallan en equilibrio. Determine el módulo de la fuerza de reacción en la articulación A.

17

g µK liso

45º

F=20 N

Física 29. Se tiene una placa triangular homogénea de

g

6 kg que se mantiene en la posición mostrada. Determine el módulo de la reacción del plano sobre la placa. ( g=10 m/s2)

B A θ

g I. A desacelera mientras que B acelera. II. El módulo de la aceleración de B es mayor que la de A. III. Ambos bloques desarrollan MRUV.

A) 20 N D) 30 N

B) 10 N

C) 50 N E) 40 N

30. La esfera homogénea de 48 kg se mantiene en reposo, determine la masa del bloque. ( g=10 m/s2)

A) FVV B) VFV C) VFF D) FVF E) VVV

32. Un bloque es lanzado sobre una superficie horizontal rugosa tal y como se muestra. ¿Cuánto recorre hasta detenerse? ( g=10 m/s2) g

20 m/s µ=

37º

0,4 0,5

m A) 20 m D) 45 m

O

B) 25 m

C) 40 m E) 50 m

33. La caja mostrada de 10 kg presenta una acele37º

...

A) 6 kg D) 12 kg

B) 8 kg

C) 10 kg E) 15 kg

ración de 1,5 m/s2 hacia la derecha. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre la caja y el piso es 0,25, ¿cuál es el valor de F ? ( g=10 m/s2) F 53º

Dinámica I

31. Se muestran 2 bloques deslizando sobre un plano inclinado liso. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. (mB=2mA)

A) 20 N D) 60 N

B) 40 N

18

C) 50 N E) 80 N

Física 34. El sistema mostrado se encuentra sobre un

37. Si el sistema es dejado en libertad como se

piso horizontal liso. ¿Cuál es el módulo de la

muestra, determine al cabo de cuánto tiempo

fuerza del bloque (1) sobre el bloque (2)?

se cruzan los bloques. Desprecie todo roza-

F

A) F/2

(1)

(2)

m m  miento.  A = B = m; g = 10 m/s2   2  3

F/2

m m

B) F/4

C) 3F/4

D) 4F/3

E) F/6

B

g

35. El sistema mostrado acelera verticalmente, de2m

termine el módulo de la tensión en la cuerda. A

F=10 N 2 kg

g A) 0,25 s B) 0,5 s

3 kg

A) 4 N

C) 1 s D) 1,5 s

B) 6 N

E) 2 s

C) 12 N

D) 16 N

E) 54 N

38. Si la esfera no se mueve respecto del coche, 36. Si el coeficiente de rozamiento cinético en-

¿cuál es la aceleración del coche? ( g=10 m/s2)

tre los bloques es de 0,25 y entre el piso y el v

bloque B es de 0,1, ¿cuál será el valor de F de 2

manera que el bloque B acelere con 1 m/s ? ( g=10 m/s2)

37º

B

A 4 kg 1 kg

X

F

A) 7,5 m/s2 (→) B) 3 m/s2 (→) C) 6 m/s2 (←) D) 6 m/s2 (→) E) 7,5 m/s2 (←)

A) 11 N B) 15 N C) 16 N D) 17 N E) 21 N 19

Física 39. Debido a la fuerza horizontal F el coche acelera de manera que el bloque de masa M=4 kg permanece en reposo respecto del coche. Si despreciamos el rozamiento, ¿cuál será el valor de F ? ( g=10 m/s2)

I. En un MCU la aceleración del móvil es constante. II. En un movimiento circunferencial, el cuerpo tiende a alejarse del centro de giro, debido a su inercia. III. En un movimiento circunferencial, el cuerpo se mantiene a una misma distancia del centro de giro, debido a que la fuerza cen-

M

trípeta y centrífuga se equilibran.

37º 9M

IV. En un movimiento circunferencial la fuerza F

centrípeta es siempre la resultante total de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. A) FFFF

B) FFVV

C) FVFF

D) VVVV

A) 100 N B) 200 N C) 300 N

E) VFFF

42. Un móvil desarrolla un MCU con un radio de giro de 2 m de manera que recorre 8 m en 2 s.

D) 400 N E) 500 N

Determine el módulo de su aceleración.

40. Si despreciamos el rozamiento, ¿cuál será el módulo de la fuerza de la esfera homogénea sobre la cuña, en el instante mostrado? (mesfera=5 kg; mcuña=11,25 kg; g=10 m/s2)

A) 8 m/s2

B) 16 m/s2 2

C) 20 m/s2 E) 32 m/s2

D) 24 m/s

43. La esfera de 300 g es lanzada desde la parte baja. Determine el módulo de la aceleración centrípeta, cuando pase por P, si en dicho instante esta ejerce una fuerza de 1,5 N a la superficie lisa.

37º g

...

A) 20 N D) 50 N

B) 30 N

O

C) 40 N E) 60 N

r

P

Dinámica II

41. Con respecto a las siguientes proposiciones, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

A) 4 m/s2 D) 7,5 m/s2

B) 5 m/s2

20

C) 6 m/s2 E) 10 m/s2

Física 44. Una pequeña esfera de 500 g desarrolla un movimiento circunferencial en un plano vertical tal y como se muestra. Si cuando pasa por su posición más baja presenta una rapidez de 4 m/s, determine en ese instante el módulo de la tensión en la cuerda. ( g=10 m/s2)

A) 0,25 s

B) 0,5 s

C) 0,8 s

D) 1 s

E) 2 s

47. La esfera de 2 kg pasa por A y B con rapidez de 6 m/s y 4 m/s, respectivamente. Determine en cuánto es mayor el módulo de la reacción en A respecto de B.

A) 5 N B) 13 N C) 16 N D) 20 N E) 21 N

50 cm

g

g O

1m

B

45. Determine la rapidez angular constante con la que debe mantenerse rotando la estructura mostrada, tal que el resorte esté deformado 5 cm. Considere que la longitud natural del resorte es 45 cm. (m=2 kg)

A

A) 62 N

B) 40 N

C) 50 N

D) 60 N ω

E) 52 N

48. El sistema mostrado se encuentra rotando con

m collarin liso

rapidez angular constante de 1 rad/s. En cuánto se podría incrementar como máximo la rapidez

K=20 N/cm

angular de manera que el resorte no incremenA) 2 rad/s D) 10 rad/s

B) 4 rad/s

C) 5 rad/s E) 20 rad/s

te su deformación. El resorte tiene una longitud natural de 42 cm. (m=5 kg; K=4 N/cm; g=10 m/s2)

46. Determine el periodo del movimiento circunferencial uniforme que desarrolla el objeto mostrado (péndulo cónico). Considere g≈p2.

ω

µS=0,64 m

K

2m g

2,4 m

25 cm

A) 0,5 rad/s

O

D) 1,6 rad/s

21

B) 0,8 rad/s

C) 1 rad/s E) 2 rad/s

Física 49. Cuando el bloque pasa por A experimenta una

aceleración horizontal de 5 m/s2. Determine el coeficiente de rozamiento entre la superficie cilíndrica y el bloque pequeño en dicho instante. ( g=10 m/s2) O 37º

50. El pequeño bloque se encuentra sobre una superficie esférica y a punto de resbalar. El sistema se encuentra inicialmente en reposo. Luego, el sistema comienza a rotar, lentamente, alrededor del eje Y, determine cuál debe ser la rapidez angular para que no haya tendencia a resbalar del bloque sobre la superficie. ( g=10 m/s2) A) 1 rad/s B) 2 rad/s C) 4 rad/s D) 5 rad/s E) 10 rad/s

R A

Y O

r=12,5 cm

g

A) 2/11 B) 4/11 C) 5/13 D) 6/13 E) 3/8

µ=

Claves

...

01 - A

08 - B

15 - C

22 - D

29 - A

36 - C

43 - B

02 - C

09 - E

16 - A

23 - C

30 - E

37 - C

44 - E

03 - D

10 - C

17 - B

24 - E

31 - B

38 - E

45 - D

04 - C

11 - E

18 - D

25 - E

32 - E

39 - C

46 - D

05 - E

12 - D

19 - B

26 - C

33 - C

40 - D

47 - D

06 - B

13 - B

20 - A

27 - A

34 - C

41 - C

48 - C

07 - C

14 - A

21 - A

28 - A

35 - B

42 - A

49 - A

22

50 - E

0,75 0,5

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). µ

F

4.

0,5 0,4

B) 40 J

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/s2; mA=16 kg; mB=18 kg). F=340 N

A) 80 J D) 140 J

2.

B) 160 J

C) 100 J E) 120 J

C) 50 J E) 70 J

A

B

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/s2)

3m

F=50 N

A

liso

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/s2). A liso

Faire

5m

B 2m

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 trabajo desarrollado por la fuerza de rozamiento. ( g=10 m/s2) A) 0,9 J D) – 0,09 J

B) 0,76 J

23

C) – 0,6 J E) – 0,69 J

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 F hasta que la aceleración sea de 5 m/s2. ( g=10 m/s2). F (N)

10. El bloque de 2 kg es lanzado sobre una super-

µK=0,5

ficie 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 p/3 rad. ( g=10 m/s2; L=3/p m; mK=0,5).

F

37º

10

X=0

X (m) 0 A) 500 J D) 400 J

8.

B) 1000 J

C) 300 J E) 700 J

g

Q 37º 50 cm P

O

g

100

B) –10 J

C) 20 J E) – 10p J

Energía mecánica I

11. Un bloque de 4 kg es soltado en A. Si luego

F=20 N

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

µK

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

9.

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

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

F (N)

B

F Y (m) 8 24

E) – 25 J

Física 12. Tres esferas idénticas se lanzan desde la azo-

14. La gráfica muestra una esfera que es lanzada

tea 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 debajo de la horizontal. Si la rapidez de las esferas A, B y C cuando estas llegan al piso es VA, VB y VC respectivamente, determine la alternativa correcta.

desde la posición A. Cuando pasa por B su energía cinética ha disminuido en 24 J. Determine el valor de h. ( g=10 m/s2; m=1 kg).

B

B

vF

h v0

A A C A) 2,4 m B) 3,6 m C) 4,8 m

A) VB < VA < VC B) VC EV > EA B) EV > EA > ER C) ER > EA > EV D) EA > ER > EV E) EA > EV > ER

B) 4,77 eV C) 4,57 eV D) 4,37 eV E) 4,17 eV

77

Física 38. Sobre dos placas, una de cobre y otra de cesio, inciden rayos de luz de igual frecuencia. ¿Cuánto es la diferencia entre las energías cinéticas máximas con que los electrones del cesio y del cobre abandonan la superficie de cada placa? Las funciones trabajo del cobre y del cesio son 4,3 y 1,9 eV, respectivamente. A) – 6,2 eV D) 2,4 eV

B) – 2,4 eV

C) – 1,2 eV E) 6,2 eV

A) 1,1 V D) 1,4 V

B) 1,2 V

C) 1,3 V E) 1,5 V

40. En un experimento, un haz de luz de 500 nm de longitud de onda incide sobre un metal cuya función trabajo es 2,1 eV. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda y elija la secuencia correcta. I. No ocurre el efecto fotoeléctrico. II. La longitud de onda de corte es 593 nm. III. El voltaje de frenado es 3 V.

39. Si la función trabajo de un metal es 1,8 eV, determine el potencial de frenado cuando la radiación incidente tenga una longitud de onda de 400 nm.

...

A) VFF D) FVF

B) VVF

C) FFF E) FVV

Claves 01 - B

06 - B

11 - B

16 - B

21 - D

26 - B

31 - C

36 - B

02 - A

07 - E

12 - A

17 - B

22 - C

27 - E

32 - A

37 - E

03 - D

08 - E

13 - E

18 - B

23 - C

28 - E

33 - B

38 - D

04 - C

09 - B

14 - C

19 - C

24 - B

29 - C

34 - B

39 - C

05 - B

10 - D

15 - B

20 - B

25 - D

30 - D

35 - B

40 - D

78