FISICA I INGENIERÍA QUÍMICA FECHA: 24/10/08 INGENIERÍA EN ALIMENTOS

PRIMER PARCIAL FISICA I

COLOQUIO ALUMNO: Tema 1 CARRERA: L.U: PROBLEMA 1:

La viga de la figura, que pesa 9,8 103 N y tiene 8 m de largo, hace de carril aéreo. Sobre ella desliza un colgador en el que colocamos 1,96 104 N de carga. Si la carga se encuentra a una distancia de 6 m de la pared. Calcular:

a) La tensión del cable de soporte b) la fuerza (módulo y dirección) ejercida por la

pared sobre la viga. c) Si el cable puede soportar una tensión máxima de

4 104 N, ¿Podrá deslizarse la carga hasta el extremo de la viga?

Se desprecian los pesos de colgador y cable PROBLEMA 2: Dos autos viajan a lo largo de una línea en la misma dirección, el que va a delante a 25 m/s y el otro a 30 m/s. En el momento en que los autos esta a 40 m de distancia, el conductor del auto delantero aplica los frenos de manera que el vehiculo acelera a – 2 m/s2, a) ¿Cuánto tiempo tarda el auto para detenerse?, b) Suponiendo que el auto trasero frena al mismo tiempo que el auto delantero ¿cual debe ser la aceleración negativa del auto trasero de manera que no choque con el auto delantero? d) ¿Cuál es la posición de ambos autos en el instante que se encuentran? Realice los gráficos x vs t y v vs t correspondientes PROBLEMA 3: Un proyectil se dispara desde una cierta altura y0 y en un ángulo de 45º, con la intención que golpee a un móvil que se mueve con velocidad constante de 21 m/s a la derecha, que se encuentra ubicado a 70 m del origen sobre el eje x en el instante del disparo. Si el proyectil impacta al móvil al cabo de 10 s calcular a) la velocidad inicial del proyectil, b) su posición inicial, c) su altura máxima desde el suelo , d) la distancia horizontal recorrida. Realice los gráficos y vs x para el proyectil y x vs t de encuentro para el proyectil y el móvil. PROBLEMA 4 Un vuelo programado de dos horas de duración tiene como destino una ciudad ubicada a una distancia de 1200 km , dirección N 30º E del aeropuerto. La torre de control le informa al piloto que el viento sopla con una velocidad de 100 km/h en dirección norte.

a) Determinar la velocidad del avión respecto al viento (módulo y dirección) b) A las dos horas de vuelo, el piloto observa que se encuentra sobrevolando un

pueblo de que se encuentra a 550 km al este y 1100 km al norte del aeropuerto, sin embargo el siempre mantuvo el rumbo y la velocidad de crucero inicial. Explique lo sucedido.

c) Realice los diagramas vectoriales correspondientes.

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PRIMER PARCIAL FISICA I COLOQUIO

ALUMNO: Tema 2 CARRERA: L.U: PROBLEMA 1:

Una viga horizontal uniforme de 8,2 m de longitud y 5690 N de peso, está sujeta a una pared mediante un punto de giro falto de fricción. Un cable que hace un ángulo de 45º con la pared , sujeta a la viga a 4,8 m del punto pivote, El cable se romperá si la tensión supera los 8000 N. a) ¿Qué tan lejos puede caminar hombre, de 930 N de peso, por la viga antes de que el cable se rompa. b) En el momento de tensión máxima ¿Cuál es la

magnitud y dirección de la fuerza que actúa sobre la viga en el punto pivote?

PROBLEMA 2: Dos trenes expresos inician su recorrido con una diferencia de 5 min . A partir del reposo cada uno es capaz de alcanzar una velocidad máxima de 160 km/h después de acelerar uniformemente en una distancia de 2 km a) ¿Cuál es la aceleración de cada tren?, b) ¿a que distancia esta el primer tren cuando el segundo inicia su trayecto?, c) ¿Qué tan separados se encuentran cuando ambos viajan a máxima velocidad? Realice los gráficos x vs t y v vs t correspondientes

PROBLEMA 3: En un partido de fútbol un jugador hace un gol pateando un tiro libre desde un punto a 25 m del arco. Cuando patea, la pelota sale del césped con una rapidez de 20 m/s en un ángulo de 20º sobre la cancha. Suponiendo que la pelota no sufre ninguna alteración de su trayectoria: a) , ¿Cuál era la altura de la pelota cuando atraviesa el arco, b) ¿Con que velocidad cruza el arco? c) ¿la pelota subía o bajaba? d) ¿Con que velocidad debería haber corrido el arquero, para atrapar la pelota 2 metros (medidos horizontalmente ) antes de que esta llegue al arco?. Realice el diagrama y vs x describiendo las situaciones planteadas PROBLEMA 4 El compás de dirección de un aeroplano indica que este se dirige hacia el oeste y su indicador de velocidad, muestra que el módulo de la velocidad en elaire es de 175 m/s. La velocidad del viento con respecto al suelo es de 42 m/s N35ºE.a) Establecer un sistema de referencia; b) determinar la velocidad del aeroplano con respecto al suelo (módulo y dirección). C) Si el viento se dirigiese hacia el norte, ¿Cuánto se desviaría de su ruta el avión?. Realice los diagramas vectoriales correspondientes

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PRIMER PARCIAL FISICA I

COLOQUIO ALUMNO: Tema 3 CARRERA: L.U: PROBLEMA 1:

Se debe aplicar una sola fuerza adicional a la barra de la figura para mantenerla en equilibrio en la posición mostrada. Puede ignorarse el peso de la barra. a) Calcule el modulo y dirección de la fuerza. b) ¿Dónde debe aplicarse?

PROBLEMA 2: Un tren puede minimizar el tiempo t entre dos estaciones acelerando a razón de a1 = 0,1 m/s2 por un tiempo t1 y después experimenta una desaceleración a2 = -0,5 m/s2 cuando el maquinista usa los frenos durante un tiempo t2. Si las estaciones están separadas por 1 km encuentre entre el tiempo mínimo de viaje t y el tiempo t1. Realice los gráficos x vs t y v vs t PROBLEMA 3: Una pelota resbala por un tejado que forma un ángulo de 30° con la horizontal, y al llegar a su extremo, queda en libertad con una velocidad de 10 m/s. La altura del edificio es 60 m y la anchura de la calle a la que vierte el tejado 30 m. Calcular a) ¿Llegará directamente al suelo o chocará antes con la pared opuesta? b) Tiempo que tarda en llegar al suelo y velocidad en ese momento. c) Posición en que se encuentra cuando su velocidad forma un ángulo de 45° con la horizontal.d) Realice el diagrama y vs x describiendo las situaciones planteadas PROBLEMA 4 Una canoa de está junto a la orilla de un río y perpendicularmente a ella. Un observador en tierra observa que la velocidad de la canoa es de 5 m/s y que al llegar a la orilla opuesta ha avanzado en el sentido de la corriente 23,4 m. a) Calcular la velocidad del agua sabiendo que el río tiene una anchura de 100 m. b) La velocidad de la canoa respecto a la corriente, c) tiempo de cruce, d) Dirección que debe tomar la canoa para desembarcar directamente enfrente del punto de partida. e) Realice los diagramas vectoriales correspondientes

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PRIMER PARCIAL FISICA I COLOQUIO

ALUMNO: Tema 4 CARRERA: L.U: PROBLEMA 1:

21.

En la figura el pivote de giro en el punto B carece de fricción, y el brazo de 3 m de longitud tiene un peso de 980 N. La cuerda hace un ángulo de 30° con la horizontal y puede resistir una tensión de 10.000 N antes de romperse. Si se utiliza esta configuración para levantar pesos desde el punto señalado en la viga. Calcular a) El peso máximo que puede levantarse, b) La fuerza ejercida sobre la viga en el punto pivote.

PROBLEMA 2: Un auto y un tren se mueven al mismo tiempo a lo largo de trayectorias paralelas a 25 m/s. Debido a una luz roja el auto experimenta una aceleración uniforme de -2,5 m/s y se detiene. Permanece en reposo durante 45 s, después acelera hasta una velocidad de 30 m/s a una tasa de 2 m/s2, ¿a que distancia esta del tren esta el auto cuando alcanza la velocidad de 25 m/s, suponiendo que la velocidad del tren se ha mantenido a 25 m/s. Realice los gráficos x vs t y v vs t correspondientes Realice los gráficos x vs t y v vs t correspondientes PROBLEMA 3: Se lanza un cohete con un ángulo de 60º con la horizontal con una rapidez inicial de 100 m/s. El cohete se mueve a lo largo de su dirección inicial de movimiento con una aceleración de 30 m/s2 durante 3 s. En ese instante deja de acelerar y empieza a moverse como un proyectil. Calcular a) la altura máxima alcanzada por el cohete, b) su tiempo total de vuelo, c) la distancia horizontal. Realice el diagrama y vs x correspondiente describiendo la situación planteada

PROBLEMA 4: La velocidad que provocan unos remeros a una barca es de 8 km/h. La velocidad del agua de un río es 6 km/h, y la anchura de tal río 100 m. a) Suponiendo la posición de la proa perpendicular a las orillas, calcular el tiempo que tarda la barca en cruzar el río y la distancia a que es arrastrada, aguas abajo, por la corriente. b) ¿En qué dirección Debe colocarse la proa de la barca para alcanzar el punto de la orilla opuesta situado enfrente del de partida? (punto de partida y llegada en la perpendicular común a las orillas). c) ¿Qué velocidad, respecto a tierra, lleva la barca en los dos casos estudiados? d) ¿Cuánto tarda en atravesar el río?, e) Realice los diagramas vectoriales correspondientes