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Preparatoria ISEC Colegio del Valle

Clave de INC. UNAM. 1172

FISICA IV

Profesor: ING. DELIA LOZANO VINALAY

Coordinación de Ciencias FISICO-MATEMÁTICAS Asignatura: 1611 SEXTO Grado Año Lectivo: 2013 - 2014

G U I A D E E X A M E N P R I M E R P E R I O D O

UNIDAD I MECÁNICA Recuerda que para adentrarnos al estudio de la Física, es necesario recordar ciertos conceptos básicos, como definiciones, conversiones notaciones científicas, etc. Por lo que es indispensable comenzar con una serie de ejercicios que nos permitirán, retomar nuestra materia como tal, para su estudio. PARTE I Contesta las siguientes preguntas.

1.- ¿Qué es Física?

2.- ¿Por qué la física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre?

3.- ¿Por qué es importante para todo ser humano el estudio de la física?

4.- Escribe por lo menos 4 ciencias con las que la física se relaciona y ¿Por qué?

5.- Escribe los pasos del método científico y explícalos.

6.- Escribe las definiciones correctas de:

a) tiempo

b) masa

c) longitud

d) fuerza

e) velocidad

f) distancia

g) gravedad

PARTE II

Realiza las siguientes conversiones.

Convertir: h () min 1. 5 horas a minutos 2. 16 horas a minutos 3. 4,5 horas a minutos 4. 0,68 horas a minutos 5. 4 horas a minutos 6. 15 minutos a horas 7. 40 minutos a horas 8. 96 minutos a horas 9. 360 minutos a horas 10. 0,87 minutos a horas Convertir: min () seg 1. 10 minutos a segundos 2. 45 minutos a segundos 3. 625 minutos a segundos 4. 7,80 minutos a segundos 5. 0,65 minutos a segundos 6. 20 segundos a minutos

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7. 55 segundos a minutos 8. 186 segundos a minutos 9. 64,4 segundos a minutos 10. 0,659 segundos a minutos Convertir: h () seg 1. 2 horas a segundos 2. 6 horas a segundos 3. 2,4 horas a segundos 4. 0,4 horas a segundos 5. 1,78 horas a segundos 6. 650 segundos a horas 7. 150 segundos a horas 8. 58023 segundos a horas 9. 8921,14 segundos a horas 10. 10056,15 segundos a horas Convertir: dias() h 1. 2 d´ıas a horas 2. 2,56 d´ıas a horas 3. 10 d´ıas a horas 4. 0,19 d´ıas a horas 5. 0,68 d´ıas a horas 6. 48 horas a d´ıas

7. 125 horas a d´ıas 8. 360 horas a d´ıas 9. 140,55 horas a d´ıas 10. 0,94 horas a d´ıas Convertir: dias() min 1. 3 d´ıas a min 2. 2,15 d´ıas a min 3. 5 d´ıas a min 4. 0,91 d´ıas a min 5. 0,45 d´ıas a min 6. 489000 min a d´ıas 7. 80540 min a d´ıas 8. 4710 min a d´ıas 9. 642 min a d´ıas 10. 25 min a d´ıas Convertir: a˜nos() meses 1. 2 a˜nos a meses 2. 7 a˜nos a meses 3. 15,6 a˜nos a meses 4. 0,6 a˜nos a meses 5. 0,45 a˜nos a meses 6. 144 meses a a˜nos 7. 72 meses a a˜nos 8. 29,50 meses a a˜nos 9. 100,61 meses a a˜nos 10. 0,57 meses a a˜ Convertir: kg () g 1. 3 kilogramos a gramos 2. 4,56 kilogramos a gramos 3. 102,5 kilogramos a gramos 4. 0,87 kilogramos a gramos

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5. 0,69 kilogramos a gramos 6. 1050 gramos a kilogramos 7. 3845 gramos a kilogramos 8. 8452,14 gramos a kilogramos 9. 790,15 gramos a kilogramos 10. 45,82 gramos a kilogramos PARTE III Contesta las siguientes preguntas. 2.- ¿Qué estudia la Estática?

3.- ¿Qué estudia la Cinemática?

4.- ¿Qué estudia la mecánica relativista?

5.-¿Qué estudia la mecánica clásica?

6.- ¿Qué estudia la mecánica cuántica?

8.- ¿Qué es un vector, un escalar, y una resultante da tres ejemplos de cada uno?

9.- ¿Qué es una fuerza de fricción?

10.- ¿Qué es el momento de torsión?

11- Escribe los tipos de fuerzas y ¿cómo? actúan en un cuerpo.

12.- ¿Qué es punto masa?

13.- ¿Para qué sirve un modelo físico?

14,. ¿Qué es un diagrama de cuerpo libre y para qué sirve?

15.- ¿Qué es un sistema de fuerzas en equilibrio?

16.- Escribe las tres leyes de Newton y da mínimo tres ejemplos de cada uno?

17.- Escribe la ley de gravitación universal.

18.- Escribe las condiciones de equilibrio.

PARTE IV

REALIZA DE NUEVO LA TABLA DE DIMENSIONAMIENTO

PARTE V

REALIZA LOS DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE.

Estrategia para construir un diagrama de cuerpo libre.

1.- Trace un bosquejo e indique las condiciones del problema. Asegúrese de representar todas las fuerzas conocidas y desconocidas y sus

ángulos correspondientes.

2.- Aísle cada cuerpo del sistema en estudio. Realice esto mentalmente o dibujando un círculo alrededor del punto donde se aplican las

fuerzas.

3.- Construya un diagrama de fuerzas para cada cuerpo a estudiar. Las fuerzas se representan como vectores con su origen situado al

centro de un sistema coordenado rectangular.

4.- Represente los ejes x , y, y con líneas punteadas. No es indispensable trazar estos ejes horizontal y verticalmente.

5.- Con líneas punteadas trace los rectángulos correspondiente a las componentes (x, y) de cada vector, y determine los ángulos

conocidos, a partir de las condiciones dadas en el problema.

6.- Marque todas las componentes conocidas y desconocidas, opuestas y adyacentes a los ángulos conocidos.

Elabora los diagramas de cuerpo libre de lo siguientes cuerpos en base a sus condiciones e indica que tipos de fuerzas le pueden afectar.

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1.- Un edificio en un Plano inclinado y se encuentra en una zona tropical.

2.- Un trineo deslizándose sobre entre la nieve y actúa en la horizontal. 3.- Un edificio. 4.- Un bloque colgado de una cuerda, atado a otras dos cuerdas. 5.- Una pelota de 200 N cuelga de un cordel anudado a otros dos cordeles, como se muestra en la figura, determina su diagrama de cuerpo libre, recuerda la primera condición de equilibrio .

70º 35º

A B

C

300 N

30 ° 60 °

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6.- 7.- PARTE VI SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE EQUILIBRIO DE FUERZAS En cada problema elabora su diagrama de cuerpo libr e 1.- Un bloque de 70 N reposa sobre un plano inclinado a 35°, calcule la fuerza normal y halle la fuerza de fricción por la que el bloque bo resbala. 2.- Un semáforo de 80 N , cuelga del punto medio de un cable de 30 metros tendido en dos postes. Halle la tensión en cada segmento del cable si éste tiene un pandeo que lo hace descender una distancia vertical de 1 m. 3.- Un cuadro de 20 N se cuelga de un clavo, como indica la figura, de manera que las cuerdas que lo sostienen forman un ángulo de 60° ¿Cuál es la tensión en cada segmento de la cuerda?

4.- Una sola cadena sostiene una pelota que pesa 40 N, entonces se conectan dos pesas idénticas de 80 N, con una cuerda que pasa por la polea, ¿Cuál es la tensión en la cadena que sostiene todo el conjunto?, ¿Cuál es la tensión en cada una de las cuerdas? 5.- Si el peso del bloque de la figura siguiente, es de 80 N, ¿Cuál es la tensión de las cuerdas A y B? 6.- Si la cuerda B de la figura anterior se rompe con tensiones mayores de 200 lb, ¿Cuál es el máximo peso que puede soportar? 7.- Si w = 600 N en la figura siguiente ¿Cuál es la fuerza que ejerce la cuerda sobre el extremo de la vigueta A? ¿ Cual es la tensión de la cuerda B? 8.- ¿Cuál es el peso máximo en el caso de la figura anterior si la cuerda solo puede soportar una tensión máxima de 800 N?

w

40°

30 °

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PARTE VII FRICCIÓN 9.- Una fuerza horizontal de 40 N es apenas suficiente para poner en marcha un trineo vacío de 600 N sobre nieve compacta. Después de empezar el movimiento se requieren tan sólo 10 N para mantener el trineo a rapidez constante. Halle los coeficientes de fricción estática y cinética. 10.- suponga que en el trineo descrito en el problema anterior se colocaran 200 N de provisiones ¿Cuál sería la nueva fuerza necesaria para arrastrarlo a rapidez constante? 11.- Suponga ciertas superficies en las que µk = 0.7 y µk = 0.4. ¿Qué fuerza horizontal se requiere para que un bloque de 50 N empiece a deslizarse sobre un piso de madera? ¿Qué fuerza se necesita para moverlo a rapidez constante? 12.- Un estibador se ha dado cuenta de que se requiere una fuerza horizontal de 60 lb para arrastrar una caja de 150 lb con rapidez constante sobre una plataforma de carga ¿Cuál es el coeficiente de fracción cinética? 13.- El mismo estibador del problema anterior se percata de que una caja más pequeña del mismo material arrastrada con r+apidez constante con una fuerza horizontal de 40 lb. ¿ cuál es el peso de esta caja? 14.- Un bloque de acero que pesa 240 N descansa sobre una viga de acero bien nivelada, ¿Qué fuerza horizontal logrará mover el bloque a rapidez constante si el coeficiente de fracción cinética es 0.12? 15.- El coeficiente de fricción estática que corresponde a la madera sobre madera es de 0.7 ¿Cuál es el ángulo máximo que puede adoptar un plano inclinado de madera para que un bloque, también de madera permanezca en reposo sobre el plano? 16.-Un techo tiene una pendiente con un ángulo de 40° ¿Cuál debe de ser el coeficiente máximo de fricción estática entre la suela de un zapato y ese techo para evitar que una persona resbale e indique el material? PARTE VIII MOMENTO DE TORSIÓN Y EQUILIBRIO ROTACIONAL Resuelve los siguientes problemas y dibuja su diagrama de cuerpo libre. 1.- Una niña que peas 300 N, y un niño que pesa 400 N, están parados sobre una plataforma sostenida por dos soportes A y B ¿Qué fuerzas ejercen los soportes sobre la plata forma? 2.-Calcula el centro de gravedad del sistema de barra con pesas con pesas que se presenta en la figura siguiente, suponga que el peso de la barra es de 36 in, y es insignificante. 3.- Determine las fuerzas desconocidas para el arreglo de la siguiente figura.

4.-¿Cuál es el momento de torsión resultante respecto al punto A de la figura siguiente figura? No tome en cuenta el peso de la barra. 5.- Calcule el momento de torsión resultante en el caso de la figura anterior, si el eje se mueve hacia el extremo izquierdo de la barra

A B 100 60

7m 5 m 4 m

30N 20N

4 m 2 m 3 m

15 N