Problemas de Fisica Desde Dimensiones Hasta Energia

8/6/2019 Problemas de Fisica Desde Dimensiones Hasta Energia

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ASIGNATURA: FISICAPROFESOR: WALTER PEREZ TERREL

TEMA GENERICO: ANALISIS DIMENSIONALNIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

1. En la siguiente frmula fsica:

A = Sen ( )30+B t. + Cos ( )60+C , determinela frmula dimensional de A.B.C, donde, t : tiempoA) L0

B) TC) T2 D) ML-2E) T-1

2. Experimentalmente se ha determinado que la fuerza de

sustentacin que acta sobre el ala del avin dependedel rea S del ala, de la densidad D del aire y de lavelocidad del avin. Determine el exponente de lavelocidad en la frmula emprica.A) 0,5B) 2C) 1D) 3

E) -1

3. En la siguiente ecuacin dimensionalmente homognea

2 2t x y A Sen

J K

= +

, donde A es la amplitud

(en metros), t es el tiempo (en segundos) y x es laposicin (en metros). Determine la frmula dimensional

dey

J KA) T0 B) TL2 C) T2

D) ML-2E) T-1

4. Si la siguiente ecuacin es dimensionalmente

homognea, determine la frmula dimensional de X:

. . ( . ) X A Cos t = + ,donde, A: longitud, t : tiempo.A) LB) LT-1 C) LT-2D) L2T-1E) L2T-2

NIVEL DE DIFICULTAD: REGULAR

5. Determine la frmula dimensional de B, en la siguiente

expresin que dimensionalmente homognea:

. . 53T PCosB C

= +

donde: T = trabajo; P = presin; =densidad.A) LT-1B) ML4T-4C) ML2T-3D) MLT-1E) M2 L2T-2

6. En la ecuacin 2. ( . ) . X A Sen B t C t D= + + + es dimensionalmente homognea, donde, X:distancia, t: tiempo. Determine la frmula

dimensional de.

.

A C

B DA) LB) LT-1 C) LT-2D) L2T-1E) T-1

7. La ecuacin que permite calcular el gasto o caudal quecircula por un orificio de un deposito es:

. . 2Q C A gh= , determine la frmula dimensionalde C siendo:g: aceleracin de la gravedad;

Q: caudallitros

segundo

; A: rea; h: altura

A) LB) L-1C) L3T-1D) L3TE) 1

8. La posicin de una partcula en el eje X est dada por:

2 3

1 2 3 4

1 1

2 6x k k T k T k T = + + +

donde; x se mide en metros y T en segundos.

Determine:1 3

2 4

.

.

k k

k k

A) L-2 B) L-1T-1 C) T2 D) L-2 TE) T2

NIVEL DE DIFICULTAD: DIFICIL

9. En cierto planeta la fuerza F de atraccin entre dos

cuerpos es directamente proporcional al producto de lasmasas ( m1 y m2) e inversamente proporcional al cubode la distancia d, como indica la siguiente frmula:

1 2

3

m mF K

d

= . Determine la frmula dimensional de

la constante de gravitacin K.A) M-1L4T-2 B) M-1L4T-1 C) M-1L3T-2

D) M-1L2T-2 E) M-1LT-2

10.La fuerza F de repulsin, entre dos partculas

electrizadas con el mismo signo, es directamenteproporcional al producto de la cantidad cargas (q1 y q2)e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia

d, como indica la siguiente frmula: 1 22

q qF K

d

= .

Determine la frmula dimensional de K.A) I-2 B) ML3T-4I-2 C) ML4T-4I-2

D) ML3T-4I-1 E) L3T-4I-2

1


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TEMA GENERICO: ANALISIS VECTORIALNIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

11.Determine la medida del ngulo tal que, la resultantede los vectores sea nula.

A) 60B) 45C) 37D) 53E) 90

12.Se muestra tres vectores coplanares. Determine el

mdulo del vector resultante.A) 12B) 2C) 3D) 8

E) 2 2

13.En la figura mostrada, determine el mdulo del vector

resultante.A) 3B) 4C) 5D) 10E) 0

14.En la figura mostrada, expresar el vectorx enfuncin de los vectores a y b. Donde M es punto mediode PQ.A) 2 a -3 bB) 0,5a + 0,5 bC) 3 a + 4 bD) 3 a + 2 bE) a + b


15.En el sistema vectorial mostrado, determine el mdulodel vector resultante.

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

16.En la figura mostrada determine la direccin del vector

resultante respecto del ejex positivo.

A) 60B) 45C) 37D) 53E) 90

17.El la figura mostrada determine el mdulo del vector

resultante.

A) 5B) 7C) 8D) 9E) 0

18.Determine la medida del ngulo tal que, el vectorresultante tiene direccin horizontal.

A) 60B) 45C) 37D) 53E) 90


19.En la figura mostrada el mdulo de los vectores son a =

5 y b = 3. Determine le mdulo del vector: a 2b

A) 5B) 6C) 7D) 8E) 10

20.En la figura mostrada el mdulo de los vectores son A =

50 y B = 14. Determine le mdulo del vector: A B.

A) 24B) 48C) 36

D) 64E) 50

TEMA GENERICO: CINEMATICANIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

21. Determine el mdulo de la aceleracin de un mvil quetiene MRUV, si triplica su velocidad en una distanciarecta de 500 m al cabo de 5 segundos.A) 30 m/s2

B) 20 m/s2

C) 40 m/s2

D) 10 m/s2

E) 50 m/s2

22.Una pelota llega a una pared con una rapidez de 8 m/s,y rebota con una rapidez de 7 m/s. Si estuvo encontacto con la pared un tiempo de 0,2 s, determine elmdulo de la aceleracin media producida por elchoque.A) 60 m/s2B) 40 m/s2C) 50 m/s2D) 30 m/s2E) 75 m/s2

23.Dos partculas A y B son lanzadas verticalmente hacia

arriba con la misma rapidez: VA = VB = 80 m/s. La

partcula B es lanzada 2 segundos despus que A.Despus de cuntos segundos del lanzamiento de B,las partculas se encuentran a la misma altura? (g = 10m/s2)A) 7

2

x

y

12

9

F

0

67

5 u

O 3 u

4 u

3

4

O

P M

bx

a

Q

ab

c d

1

x

y

15

20

35

53

0

x

y

6

8

10

53

x

y

15

20

20

0

63 10

ab

56 50

AB

VA

VB

A BN.R.


3/8

B) 8C) 10D) 12E) 9

24.Dos partculas A y B son lanzadas verticalmente hacia

arriba simultneamente con rapidez: VA = 75 m/s y VB =35 m/s. Despus de cuntos segundos las partculasse encuentran a la misma altura? (g = 10 m/s2)

A) 1,5B) 2,5C) 3,0D) 3,5E) 4,0


25.El ruido del motor del avin emito en la posicin B

escucha un hombre en A cuando el avin pasa por Ccon velocidad constante. Si la rapidez del sonido en elaire es 340 m/s, determine la rapidez del avin (en m/s).

A) 170B) 220C) 240D) 260E) 280

26.Dos mviles A y B salen del mismo punto con rapidez

constante de 70 m/s y 50 m/s. Despus de cuntossegundos equidistan del poste?

A) 10 sB) 15 s

C) 20 sD) 25 sE) 30 s

27.Un tren de 150 m de largo se mueve en lnea recta conrapidez constante. Si demora en pasar frente al poste 5s y en atravesar el tnel 25 s. Determine el largo deltnel.A) 100 mB) 200 mC) 400 mD) 500 mE) 600 m

28.Se muestrauna araa quedesciendeverticalmentecon una

rapidez de 6 cm/s. Determine la rapidez de la sombrade la araa proyectada en la pared.

A) 6 cm/sB) 12 cm/sC) 18 cm/sD) 15 cm/s E) 20 cm/s


29.Se muestra la variacin de la velocidad de un mvil.

Determine el mdulo del desplazamiento en los 20primeros segundos.

A) 100 mB) 200 mC) 300 mD) 400 mE) 310 m

30.Se muestra la variacin de la velocidad de un mvil.

Determine el modulo del desplazamiento en los 10primeros segundos.

A) 4 mB) 8 mC) 12 mD) 16 mE) 14 m

TEMA GENERICO: ESTATICANIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

31.La figura muestra una barra homognea AB de 4 kg en

equilibrio. Si G es el punto medio de AB, determine elmdulo de la tensin en la cuerda. (g = 10 m/s2)

A) 30NB) 15 NC) 20 ND) 25 N

E) 40 N

32.La barra homognea AB de 4 kg y el bloque de 2 kg se

encuentran enequilibrio.

3

100 m

VB

VA

3 0

A

C B

6 0 0 m

2 0 c m 4 0 c m

3 0

1 0

8

5 1 0

V ( m / s )

t ( s

2

2

4

6 8 1 0 t (

V ( m / s )

30

G BA

30BA

C


4/8

Determinar el mdulo de la tensin en la cuerda BC. (g= 10 m/s2)

A) 50NB) 60 NC) 70 ND) 80 NE) 90 N

33.La figura muestra una barra homognea AB de 6 kg yun bloque de 3 kg, en equilibrio. Si G es el punto mediode AB, determine el mdulo de la tensin en la cuerda.(g = 10 m/s2)

A) 40NB) 15 NC) 20 ND) 25 NE) 30 N

34.La figura muestra una barra de masa despreciable en

equilibrio. Si el mdulo de la fuerza es F = 15 N,determine el mdulo de la tensin en la cuerdahorizontal AB.

A) 46 NB) 43,3 NC) 42 ND) 38 N

E) 15 3 N


35.La figura muestra una esfera de 5 kg apoyada en una

pared vertical, en equilibrio. Si el mdulo de la tensinen la cuerda JK es 130 N, determine el mdulo de lafuerza de reaccin de la pared sobre la esfera. (g = 10m/s2)

A) 110 NB) 120 NC) 124 ND) 130 NE) 160 N

36.El bloque W de 20 kg se encuentra en reposo. Si las

poleas mviles tienen masas despreciables y no

ofrecen rozamiento, determine el mdulo de la fuerza F.(g = 10 m/s2)

A) 100 NB) 120 NC) 240 ND) 10 NE) 60 N

37.El bloque W de 15 kg se encuentra en reposo. Si las

poleas mviles tienen masas despreciables y noofrecen rozamiento, determine el mdulo de la fuerza F.(g = 10 m/s2)

A) 100 NB) 200 NC) 240 ND) 180 N

E) 30 N

38.La figura muestra una esfera de 3 kg apoyada en unapared vertical, en equilibrio. Si el mdulo de la tensinen la cuerda es 50 N, determine la medida del nguloque forma la cuerda con la pared vertical. (g = 10 m/s2)

A) 37B) 53C) 30D) 60E) 45


39.La figura muestra tres cuerpos A = 4,5 kg, B = 6 kg y C

= 4,5 kg, en reposo. Determine el mdulo de la tensinen la cuerda vertical. No hay rozamiento. (g = 10 m/s2)

A) 60 NB) 120 NC) 130 ND) 140 NE) 150 N

40.La figura muestra dos cuerpos W = 2 kg y P = 7 kg, en

reposo. Si la polea tiene masa despreciable, determineel mdulo de la fuerza de reaccin del piso sobre elbloque P. No hay rozamiento. (g = 10 m/s2)

A) 10 NB) 20 NC) 30 ND) 40 NE) 50 N

TEMA GENERICO: DINAMICANIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

41.Se muestra los bloques A = 3 kg y B = 7 kg, en

movimiento, sin rozamiento. Determine el mdulo de latensin en la cuerda que une a los bloques. ( g = 10m/s2)

A) 24 N

B) 42 NC) 36 ND) 28 NE) 30 N

4

A BG

2 m

3 m

3 0

FB

A

K

J

F

W

W

F

a

A

B

C

W

P

A

B


5/8

42.Se muestra la esfera de masa m sobre un plano

inclinado, en movimiento. Determine el valor de lamnima aceleracin del carro, tal que, la esfera no caigasobre el plano (en m/s2).(g = 10 m/s2)

A) 9,8B) 8,5C) 7,5D) 6,5E) 5,5

43.Se muestra tres bloques en movimiento, sin rozamiento.

Si A = 2 kg, B = 3 kg y C = 5 kg, determine el mdulo dela tensin en la cuerda que une los bloquea B y C. (g =10 m/s2)

A) 15 NB) 20 N

C) 25 ND) 35 NE) 40 N

44.Dentro de un ascensor se encuentra un hombre de

masa 50 kg. Si el ascensor asciende con aceleracin 2j (m/s2), determine el mdulo de la fuerza de reaccinentre el piso y los zapatos del hombre (en N). (

10g j= r

m/s2)

A) 480 NB) 680 NC) 580 ND) 350 NE) 600 N


45.Determinar una expresin para la aceleracin de un

cuerpo que baja por un plano inclinado rugoso, siendo

k el coeficiente cintico de rozamiento y el ngulo deinclinacin del plano.

A) (s cos )k

g en

B) (s )k

g en

C) k

g

D) (cos )k

g

E) tank

g

46.Un bloque de 2 kg de masa ingresa a una superficie

horizontal rugosa con rapidez de 12 m/s. Determine ladistancia que recorre hasta detenerse. El coeficiente de

friccin cintico es 0,3. (g = 10 m/s2)A) 28mB) 30mC) 25m

D) 20mE) 24m

47.Un cuerpo se deja caer por un plano inclinado a 45,

recorriendo toda su longitud en un tiempo doble del queempleara para el mismo plano pero sin rozamiento.Determine el coeficiente cintico de friccin.A) 1/2B) 3/4

C) 2/5D) 1/5E) 1

48.Se muestra un bloque de 3,5 kg en movimiento sobre

una superficie plana horizontal lisa. Si sale del reposoen t = 0 s, qu distancia avanza en los primeros 15segundos?

A) 225 mB) 250 mC) 2 kmD) 25 km

E) 250 km


49.Se muestra los bloques A = 2 kg y B = 8 kg, en

movimiento sobre una superficie que no ofrecerozamiento. Sabiendo que F1 = 40 N y F2 = 100N,determine el mdulo de la fuerza de reaccin entre losbloques A y B.

A) 42 NB) 52 NC) 62 ND) 32 NE) 22 N

50.Un bloque de 150 kg se desliza a lo largo de una pista

horizontal rugosa, si en determinado momento poseeuna rapidez de 90 km/h y se observa que se detiene alcabo de 5 s, determine la distancia que recorre hastaque se detiene. (g = 10 m/s2)A) 65mB) 80mC) 100mD) 75mE) 62,5 m

TEMA GENERICO: TRABAJO Y POTENCIANIVEL DE DIFICULTAD: FACIL

51.Sabiendo que el bloque de 3 kg cambia su rapidez de 2

m/s a 6 m/s en el tramo AB sobre el plano inclinado.Calcular la cantidad de trabajo que realiza la fuerza Fconstante desde A hasta B. No hay rozamiento. (g = 10m/s2)

5

a

3 7

m

B

A C

6 0

3

5

3 m

37

F

A

B


6/8

liso

A

B

h10 m/s

30

K

m

A) 128 JB) 138 JC) 148 JD) 158 kJE) 168 J

52.Se muestra un bloque de 2 kg que sale desde el

reposo y llega arriba con rapidez 20 m/s. Si la fuerza

constante tiene mdulo F = 20 N, determine la cantidadde trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en eltramo mostrado. (g = 10 m/s2)

A) -360 JB) -100 JC) -240 JD) -200 kJE) 360 J

53.Una partcula se desplaza desde A = (2 m; 3 m) hasta B

= (6 m; 8 m) por accin de la fuerza F = (10 N; 20 N).Determine la cantidad de trabajo que realiza la fuerza F

sobre la partcula desde A hasta B.

A) 120 JB) 130 JC) 140 JD) 150 JE) -120 J

54.El bloque de 4 kg cambia su rapidez desde 5 m/s hasta

20 m/s en el tramo AB. Determine la cantidad de trabajorealizado por la fuerza de rozamiento desde A hasta B.(g = 10 m/s2)

30 m

A

B

A) -450 JB) -100 JC) -400 JD) -200 J

E) -360 J


55.Determinar la cantidad de trabajo realizado por la fuerza

de mdulo constante F = 50 N, para un desplazamientodel bloque de 10 m hacia la derecha. El bloque aceleradesde el reposo. Desprecie la masa de la polea mvil.

F

A) 150 JB) 500 JC) 250 JD) 1 kJ

E) 1,5 kJ

56.Se muestra un bloque en movimiento sobre un plano

horizontal spero. Determine la cantidad de trabajorealizado por la fuerza de rozamiento para undesplazamiento de 10 metros hacia la derecha. (g = 10m/s2)

85 N10 kg

0,80,6

=

A) -600 JB) -300 JC) -900 JD) 600 JE) 300 J

57.Se muestra el lanzamiento de un bloque en la posicin

A. Determine la altura mxima que alcanza el bloquemostrado, si no existe friccin durante el movimiento.(g = 10 m/s2)

A) 8 mB) 6 mC) 4 m

D) 5 mE) 9 m

58.Si el bloque de 4 kg se detiene luego de recorrer 2 m a

lo largo del plano, determine la mxima deformacin delresorte. Se sabe que K = 2000 N/m. (g = 10 m/s2)

A) 0,5 mB) 0,4 mC) 0,3 mD) 0,7 mE) 0,2 m


59.Se muestra la variacin de la fuerza con relacin al

desplazamiento del cuerpo sobre el eje X. Determinela cantidad de trabajo hecho por la fuerza variable paraun desplazamiento desde X 1 = 0 m, hasta X2 = 14 m.

6

F

9

4 0 m

B

y(m)

x(m)

A

O


7/8

37

6

O x(m)

F(N)

A) 42 J

B) 84 JC) 50 JD) 40 JE) 60 J

60.Se muestra el instante en que el resorte de constante

elstica 200 N/m se encuentra comprimido 20 cm.Sabiendo que la esfera de 1 kg es impulsada en A,determine el alcance horizontal d. Desprecie todaforma de rozamiento. (g = 10 m/s2)

A) 4 mB) 3 mC) 8 mD) 20 mE) 3,2 m

7

1 0 m

A


8/8

CLAVES A LAS RESPUESTAS

1. E2. B3. E4. B5. B6. E7. E8. E9. C10. B11. C12. E13. D14. B15. B16. D17. E18. E19. A20. E21. B22. E

23. A24. B25. A26. A27.E28. C29. E30. A31. C32. D33. A34. E35. B36. A

37. A38. B39. E40. C41. B42. C43. D44. E45. A46. E47. B48. A49. B50. E51. B52. C53. C54. A55. C56. A57. D58. E59. E60. A

PROFESOR:Lic. WALTER PEREZ [email protected]

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8
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