FISICA 10ITES

Actividades de Fortalecimiento

PERIODO I

CINEMÁTICA

1. Un vehículo parte de un punto A a un punto B a las 6:30, y se desplaza con una velocidad constante de 19m/s; a las 7:05 parte un segundo vehículo desde el punto A a el punto B con una velocidad constante de 24m/s. La distancia entre el punto A y el B es de 300km.¿Es posible que el segundo vehículo alcance al primero antes de llegar al punto B?; si es así, ¿a qué hora y a que distancia del punto A se produce ese alcance?¿Con que tiempo de diferencia llegan los dos vehículos al punto B?

2. (Tomado de FisicaNet) De estos dos gráficos, ¿cuál representa el movimiento más velóz?, y ¿por qué?

3. (Tomado de ICFES) La gráfica aceleración contra velocidad para el movimiento rectilíneo de un carro que parte del reposo es la siguiente:

t1 es el tiempo que tarda el carro desde arrancar hasta llegar a una velocidad v0 y t2 es el tiempo que tarda en pasar de v0 a 2v0. Puede concluirse que:

A. t1 = t2

B. t1 = 2t2

C. t1 = 2t2/3D. t1 = 3t2/2

4. (Tomado de FisicaNet) Un niño dispara una piedra con una honda verticalmente hacia arriba desde la planta baja de un edificio. Un amigo ubicado en el piso 7 (21m), ve pasar la piedra con una velocidad de 3m/s. Calcular:a. ¿A que altura llega la piedra respecto del suelo?b. ¿Qué velocidad tendrá la piedra al segundo de haber sido lanzada?c. ¿Cuánto tardará en llegar desde el piso 7 a la altura máxima?d. ¿Cuanto tiempo tarda en descender desde la altura máxima hasta el suelo?

5. (Tomado de FisicaNet) En una obra de construcción se tira verticalmente hacia arriba desde los 15m de altura un martillo con velocidad inicial de 40m/s, en el mismo momento, a 8m de altura, sube un montacarga con velocidad constante de 2m/s, si el martillo no pudo ser atajado, ¿cuánto tiempo después y a que altura chocará con el montacarga?

6. (Tomado de ICFES) Se patea un balón que describe una trayectoria parabólica como se aprecia en la figura:

La magnitud de la aceleración en el punto A es aA y la magnitud de la aceleración en el punto B es aB. Es cierto que:

A. aA < aB

B. aA = aB = 0C. aA > aB

D. aA = aB ≠ 0

7. (Tomado de FisicaNet) Se dispone de un cañón que forma un ángulo de 60° con la horizontal. El objetivo se encuentra en lo alto de una torre de 26m de altura y a 200m del cañón. Determinar:a. ¿Con que velocidad debe salir el proyectil?b. ¿Con la misma velocidad inicial, desde qué otra posición se podría haber disparado?

8. (Tomado de FisicaNet) ¿Cual es la velocidad angular de un punto dotado de m.c.u. si su periodo es de 1.4s?, ¿cual es la velocidad tangencial si el radio es de 80cm?

9. Un ciclista está sobre su máquina y va pedaleando a razón de 1 pedalzo por segundo; el piñón delantero de la bicicleta tiene 52 dientes, mientras que el trasero tiene 15 dientes, y la rueda trasera tiene 33cm de radio. ¿A qué velocidad viaja el ciclista?

10. (Tomado de ICFES) En una pista circular de juguete hay 4 carros que se desplazan con rapidez constante. Todos los carros tardan el mismo tiempo en dar una vuelta completa a la pista.

La magnitud de la aceleración de cualquiera de los carros en cualquier momento es:A. igual a cero, porque la magnitud de su velocidad es constante.B. igual a cero, porque la magnitud de la fuerza neta sobre el carro es nula.C. diferente de cero, porque la magnitud de la velocidad angular no es constante.D. diferente de cero, porque la dirección de la velocidad no es constante.

11. (Tomado de FisicaNet) Un tren de carga cuyos vagones tienen 12m de longitud, se mueve por una vía rectilínea con velocidad constante de 10.8km/h. Paralelamente a las vías hay una ruta, por la que circula Pedro en su bicicleta, determinar:a. Si Pedro estuviera en reposo respecto a tierra, ¿cada cuanto tiempo vería pasar un vagón?b. Hallar la velocidad de Pedro respecto a tierra, cuando al moverse con velocidad constante en el mismo sentido que el tren, ve pasar un vagón cada 6 segundos.c. Si Pedro se desplazara en sentido opuesto al tren a 5m/s con respecto a tierra, ¿cada cuanto tiempo vería pasar un vagón?d. Trazar los gráficos posición-tiempo con respecto a tierra, para Pedro y el extremo de cada vagón, en cada caso.

PERIODO II

DINÁMICA

1. (Tomado de FisicaNet) Si al tirar de una masa m1, esta experimenta una aceleración a, ¿cual debe ser la masa m2 que se agrega, como indica la figura, para que tirando con la misma fuerza, la aceleración que logre el sistema sea a/2?

2. (Tomado de solucionario Ing. E. Quintero) De acuerdo al diagrma presentado, hallar la tensión TC y TA, sabiendo que el sistema se encuentra en equilibrio:

3. (Tomado de solucionario Ing. E. Quintero) En cada diagrama hallar la tensión en la cuerda BC y en el pivote AB, sabiendo que el sistema se encuentra en equilibrio:a.

b.

4. (Tomado de ICFES) Dos cuerpos de masas m1 y m2 están conectado por una cuerda inextensible que pasa por una polea sin fricción. m1 se encuentra sobre la superficie de una mesa horizontal sin fricción y m2 cuelga libremente como lo muestra la figura.Teniendo en cuenta que m2 = 2m1, la aceleración del sistema es igual a:

A. 2gB. 3g/2C. g/2D. 2g/3

5. Se muestran 3 bloques de masas m1 = 2kg, m2 = 3kg, m3 = 8kg. Si se supone nulo el roce, calcular la aceleración del sistema y las tensiones de las cuerdas:

6. (Tomado de PreICFES H-Pardo) En el sistema de la figura, en el que A y B son dos poleas sin masa y sin rozamiento, se abandonan simultáneamente las masas m1 y m2. De acuerdo con lo anterior:

a. La tensión del hilo del que soporta la masa m1, está dada por la expresión:A. m1 (g + a1)B. m1 ( g – a1/2)C. m1/2 (g*μ1 + a1)D. m1/2 (g*μ1 – a1)

b. En el instante en que se suelta las masas, la aceleración a1 tiene un valor de:A. g ( μ1 – μ2)B. 3g (2μ1/μ2 – 1)C. 2/3 g (1 – μ1/2)D. 3/2 g (μ2 + 1)

7. (Tomado de solucionario Ing E. Quintero) Un bloque m1 de 8kg y otro m2 de 16kg están suspendidos en los extremos opuestos de una cuerda que pasa por una polea. Calcular:

a. La aceleración del sistema.b. La tensión de la cuerda.c. La tensión de la cuerda que sostiene la polea. Desprecie el peso de esta.

8. Un lazo de longitud L y masa por unidad de longitud igual a μ se tensiona mediante bloques de masa m cada uno, como se muestra en las siguientes figuras. La masa del lazo es mucho menor que la masa de un bloque.

Las situaciones en las cuales el lazo está sujeto a iguales tensiones son:A. solamente 1 y 2.B. solamente 2 y 4.C. solamente 1, 2 y 4.D. 1, 2, 3 y 4.

9. Un bloque cuyo peso es 400N se encuentra en reposo sobre un plano inclinado. Encuentre el valor de la fuerza normal, la fuerza y el coeficiente de rozamiento.

10. (Tomado de solucionario Ing E. Quintero) Un bloque de masa m1 = 43.8kg en un plano inclinado liso que tiene un ángulo de 30° esta unido mediante un hilo que pasa por una pequeña polea sin fricción a un segundo bloque de masa m2 = 29.2kg que cuelga verticalmente.

a. Cual es la aceleración sobre cada cuerpo?b. Cual es la tensión en la cuerda?

PERIODO III

TRABAJO, ENERGÍA, POTENCIA1. (Tomado de Halliday-Resnick) Un vehículo viaja a una velocidad v y cuando bloquea sus

ruedas con el freno, este se desliza una distancia d. Ahora asuma que el vehículo viaja a una velocidad 2v, ¿qué distancia se deslizará ahora?. La fuerza de fricción cinética entre el pavimento y las ruedas es cosntante y la misma para ambos casos.

2. (Tomado de ICFES) La energía cinética al llegar al piso, de un cuerpo de masa m que se suelta desde el reposo desde una altura h, es K0. Si se deja caer desde el reposo un cuerpo de masa m/4, desde una altura h/2, la energía cinética al llegar al suelo es:

A. K0/6B. 8K0C. K0/8

D. K0/2DI.

3. (Tomado de Halliday-Resnick) Un bloque de masa 1.6kg es ajustado a un resorte horizontal que tiene una constante de fuerza k = 1kN/m. El resorte es comprimido 2cm y luego se suelta. Calcular la velocidad cuando pasa a través de la posición de equilibrio x = 0 si la superficie no tiene fricción.

Graficar la relación entre la fuerza del resorte FS en función de la distancia x.

4. (Tomado de FisicaNet) Un proyectil que pesa 80kgf es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 95m/s. Se desea saber:a. ¿Qué energía cinética tendrá al cabo de 7s?b. ¿Qué energía potencial tendrá al alcanzar su altura máxima?

5. (Tomado de FisicaNet) Un motor de 120cv es capaz de levantar un bulto de 2ton hasta 25m. ¿Cuál es el tiempo empleado?

6. (Tomado de FisicaNet) La velocidad de sustentación de un avión es 144km/h y su peso es de

15000kgf. Si se dispone de una pista de 1000m, ¿cuál es la potencia mínima que debe desarrollar el motor para que el avión pueda despegar?

7. (Tomado de Halliday-Resnick) Un péndulo consiste en una esfera de masa m atada a una cuerda liviana de longitud L como se muestra en la figura:

La esfera es liberada al movimiento en un ángulo θA respecto a la vertical, y el pivote P no tiene fricción.a. Encuentre la velocidad de la esfera cuando esta está en el punto más bajo.

8. (Tomado de Halliday-Resnick) El mecanismo de disparo de un arma de juguete consiste en un resorte de constante k desconocida. Cuando el resorte es comprimido 12cm, se carga el arma con un proyectil de 35g y es disparado verticalmente y el proyectil alcanza una altura de 20m desde la posición de disparo.

a. Despreciando las fuerzas resistivas, halle la constante k del resorte.b. Encuentre la velocidad del proyectil cuando este pasa a travez de la posición de equilibrio del resorte (donde xB = 0.120m) como se muestra en la figura.

9. (Tomado de FísicaNet) Un automóvil de 200hp de potencia y 1500kgf de peso, sube por una pendiente de 60° a velocidad constante. Calcular la altura que alcanza en 20s.

10. (Tomado de Inst. Marco Fidel Suárez) Un cuerpo de masa m se deja libre en el punto A de la pista mostrada en la figura. Si no hay rozamiento la constante elástica del resorte que se encuentra en E es k. Entonces el resorte se comprimirá:

A.

B.

C.

D.

11. (Tomado de Inst. Marco Fidel Suárez) La figura muestra un tramo de una montaña rusa sin fricción. La energía mecánica del carro es tal que cuando llega al punto 4 se encuentra en reposo.

La gráfica de la energía cinética como función de la coordenada x asociada a este movimiento es:

PERIODO IV

MOMENTUM, IMPULSO Y CHOQUES

1. (Tomado de FisicaNet) Un patinador de 80kg de masa le aplica a otro de 50kg de masa una fuerza de 25kgf durante 0.5s ¿qué velocidad de retroceso adquiere el primero y que velocidad final toma el segundo patinador?

2. (Tomado de Halliday-Resnick) un automóvil de masa 1500kg choca contra una pared, como se muestra en la figura; la velocidad inicial y final del automóvil son -15îm/s y 2.6îm/s respectivamente.

Si la colisión tarda 0.15s encuentre el impulso causado por la colisión y el promedio de la fuerza ejercida sobre el automóvil. Asuma que las fuerzas de rozamiento y otras ejercidas sobre el automóvil son despreciables en comparación con la fuerza del choque.

3. (Tomado de FisicaNet) Se dispara horizontalmente una bala de 4.5g sobre un bloque de 1.8kg que está en reposo sobre una superficie horizontal, luego del impacto el bloque se desplaza 1.8m hasta que se detiene con la bala incrustada en el. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie es 0.2, ¿cuál era la velocidad inicial de la bala?

4. (Tomado de Inst. Marco Fidel Suárez) Una pelota se deja caer desde una altura h, con velocidad inicial 0m/s. Si la colisión con el piso es elástica y se desprecia el rozamiento con el aire, se concluye que:

A. Luego de la colisión, la aceleración de la pelota es cero.B. La energía cinética de la pelota no varía mientras cae.C. Luego de rebotar, la altura máxima de la pelota será igual a h.D. La energía mecánica total varía, porque la energía potencial de la pelota cambia

mientras cae.

5. (Tomado de Inst. Marco Fidel Suárez) Tres bloques de masa iguales están alineados sobre una mesa sin fricción. El bloque 1 avanza con velocidad constante V sin fricción y choca inelásticamente contra el bloque 2, quedando pegado a él. Estos dos bloques chocarán inelásticamente contra el tercero que queda pegado a los anteriores.

a. La velocidad del conjunto final es:A. VB. V/2C. V/3D. 2V/3

b. Para esta colisión se puede afirmar que:A. Se conservan tanto la energía cinética como la cantidad de movimiento lineal.B. No se conservan ni la energía cinética ni la cantidad de movimiento lineal.C. Únicamente se conserva la cantidad de movimiento lineal.

D. Únicamente se conserva la energía cinética.DI.

6. Tomado de Inst. Marco Fidel Suárez) Dos pelotas perfectamente elásticas de masas 0.3kg y 0.8kg, cuelgan juntas de hilos independientes de 120cm de longitud. La masa más pequeña se tira hacia un lado hasta que su altura vertical alcanza 6cm y después se suelta. ¿Cuál es la velocidad de cada una de las pelotas después del choque?

7. (Tomado de Halliday-Resnick) Considere el trayecto sin fricción ABC como muestra la figura:

Un bloque de masa m1=5kg es soltado en A, al llegar a B choca con un bloque de masa m2=10kg que esta en reposo. Calcule la altura máxima a la que llega el bloque m1 después de la colisión elástica que ocurre en B.

8. (Tomado de Halliday-Resnick) Una bola de 3kg choca contra una pared a 10m/s y un ángulo de 60° respecto a la superficie, está rebota con la misma velocidad y ángulo como muestra la figura:

Si el tiempo de contacto de la bola y la pared es de 0.2s, ¿cuál es la fuerza promedio que ejerción la pared sobre la bola?

9. Una gráfica estimada de Fuerza-Tiempo de una pelota de besibol que el instante en que es bateada se muestra en la figura:

De esta curva determine:a. El impulso entregado a la bola.b. La fuerza promedio ejercida sobre la bola.c. La fuerza máxima aplicada a la bola.

10. (Tomado de Halliday-Resnick) Dos automóviles de igual masa se aproximan a una intersección; uno de los vehículos viajaba hacia el este con una velocidad de 13m/s, mientras que el otro viajaba hacia el norte con una velocidad v2i. Ninguno de los dos conductores se ven antes del choque. Si al chocar los dos vehículos permanecen unidos y dejan marcas en el suelo con un ángulo de 55° (asuma 0° = este; 90° = norte), ¿con qué velocidad viajaba el conductor que iba hacia el norte?

Ing. Arbey Alexis Páez Roa