Física 1P May23 TS2 – OM1 Dinámica

 OM1- Una persona está parada sobre una balanza en un ascensor en movimiento. La balanza registra un valor 10% mayor al que indicaría si el ascensor permaneciera detenido. Entonces, puede afirmarse que el ascensor:

█ baja cada vez más despacio

□ sube con velocidad constante

□ baja cada vez más rápido

□ baja en caída libre

□ sube cada vez más lento

□ baja con velocidad constante.

 

N – P = m a (Newton)

 

Donde

N = reacción normal (balanza) = (1 + 10%) P = 1,10 P

P = peso de la persona = m g

m = masa de la persona

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

a = aceleración del ascensor

 

Reemplazando y despejando a

a = (N – P) / m = (1,10 P – P) / m = 0,10 m g / m = 0,10 * 10 m/s² = 1 m/s²  > 0

 

Si v > 0 y a > 0 à sube acelerando

Si v < 0 y a > 0 à baja frenando

 

 

Física 1P May23 TA1 – D3 Dinámica

En el sistema de la figura, bloque B y el carrito C (mA = mC = 5 kg) están vinculados por una soga ideal que pasa por una polea (también ideal). El carrito está apoyado sobre un plano inclinado que forma un ángulo de 37° con la horizontal. Se desprecian todos los razonamientos. Se aplica sobre el carrito una fuerza paralela al plano inclinado, y dirigida hacia arriba.

 

 

 DCL

 D3.a. Si |F| = 180 N

Ecuaciones de Newton 

Bloque B: T – PB = mB a  

Carrito C según x: F – T – PCx = mC a

Carrito C según y: N – PCy = 0

 

 Donde

T = tensión

PB = peso del bloque B = mB g

mB = masa del bloque B = 5 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

a = aceleración del sistema

F = fuerza = 180 N

PCx = componente x del peso del carrito C = PC sen 37°

PCy = componente y del peso del carrito C = PC cos 37°

PC = peso del carrito C = mC g

mC = masa del carrito = 5 kg

N = reacción del plano

 

Sumando ambas ecuaciones

F - PB - PCx = (mB + mC) a

 

Despejado a

a = (F – mB g - mC g sen 37°) / (mB + mC) =

a = (180 N - 5 kg 10 m/s² - 5 kg 10 m/s² 0,60) / (5 kg + 5 kg) = 10 m/s² ≠ 0

 

El sistema se desplaza hacia arriba con una aceleración de 10 m/s²

  

D3.b. Calcule la intensidad de la fuerza F necesaria para que el sistema se desplace con velocidad constante.

 

 Ecuaciones de Newton

 Boque B: T – PB = 0 (velocidad constante) 

 Carrito C según x: F – T – PCx = = 0 (velocidad constante)

  

Sumando ambas ecuaciones y despejando F

F = PB + PCx = 5 kg 10 m/s² + 5 kg 10 m/s² 0,60 = 80 N

 

 

Física 1P May23 TA1 – D2 Cinemática

 Un avión sobrevuela una ciudad A, y debe dirigirse hacia otra ciudad B ubicada a 663 km hacia el Este en línea recta. Como hay viento, para poder ir desde A hacia B, el piloto orienta el avión en dirección hacia el Noreste, a 53° medidos desde el Este, y viaja con una rapidez constante respecto al viento de 210 km/h. Si el viaje entre A y B dura 3 horas.

 

D2.a. Calcule el módulo de la velocidad del viento respecto a Tierra, supuesta constante.

 

VAT = VAV + VVT (formula vectorial)

 

Donde

VAT = velocidad del avión respecto a Tierra

VAV = velocidad del avión respecto al viento

VVT = velocidad del viento respecto a Tierra

 

|VAT| = módulo de VAT = distancia entre AB / tiempo = 663 km / 3 h = 221 km/h

|VAV| = módulo de VAV = 210 km/h

 

Dirección Oeste-Este: VAT = VAV cos 53° + VVT cos a

Dirección Sur-Norte: 0 = VAV sen 53° - VVT sen a

 

a = ángulo de declinación

 

Reemplazando y despejando VVT

VVT cos a = VAT – VAV cos 53° = 221 km/h – 210 km/h 0,80 = 168 km/h 

VVT sen a = VAV sen 53° = 210 km/h 0,60 = 95 km/h

 

|VVT| = raíz ((VVT cos a)^2 + (VVT sen a)^2) = raíz ((168 km/h)^2 + (95 km/h)^2) = 193 km/h

 

 

D2.b. Indique la dirección (ángulo) en la que fluye el viento, medidos desde la dirección Oeste-Este

 

Tan a = VVT sen a / (VVT cos a) = (168 km/h / 95 km/h)

 

a = arc tan (168 km/h / 95 km/h) = 60,5°

 

ángulo dirección OE = 180° - 60,5° = 119,5°

 

 

Física 1P May23 TA1 – D1 Cinemática

 Un auto y un camión se desplazan en el mismo sentido por carriles paralelos de una misma ruta rectilínea. El camión lo hace con velocidad constante de 8 m/s, mientras que el auto marcha aumentando uniformemente su velocidad a razón de 1 m/s². En t = 0s, el auto pasa por el origen de coordenadas con una velocidad de 1 m/s y 2 seg después está a la par del camión

 

D1.a. Calcule la posición del camión en el instante en que el auto pasa por el origen de coordenadas.

 

Camión

 Ecuación horaria

xc = xoc + vc t

 

Donde

xc = posición del camión en t

xoc = posición inicial del camión

vc = velocidad del camión = 8 m/s

t = tiempo

 

Reemplazando

xc = xoc + 8 m/s t

 

Auto

Ecuación horaria

xa = xoa + voa t + 1/ 2 a t^2

 

Donde

xa = posición del auto en t

xoa = posición inicial del auto = 0

voa = velocidad inicial del auto = 1 m/s

a = aceleración = 1 m/s²

 

Reemplazando

xa = 1 m/s t + 1/ 2 1 m/s² t^2

 

Reemplazando para t = 2 seg e igualando ambas posiciones (están a la par)

xoc + 8 m/s 2 seg = 1 m/s 2 seg + 1/ 2 1 m/s² (2 seg)^2

 

Despejando xoc

xoc = 2 m + 2 m – 16 m = - 12 m

 

 

D1.b Trace el gráfico de posición en función del tiempo para ambos móviles, en el mismo sistema de ejes, indicando todos los instantes en los que los móviles estuvieron a la par.

 

Igualando ambas ecuaciones de posición

1 m/s t + 1/ 2 1 m/s² t^2 = -12 m + 8 m/s t

 

Reordenando la ecuación

1/ 2 m/s² t^2 - 7 m/s t + 12 m = 0

 

Esta ecuación tiene dos soluciones

t1 = 2 seg  à x1 = - 12 m + 8 m/s 2 s = 2 m

t2 = 12 seg à x2 = -12 m + 8 m/s 12 s = 84 m

   

 

Física 1P May23 TA1 – E4 Dinámica

Una caja descansa sobre una balanza de resortes apoyada en el piso de un ascensor. Cuando el ascensor baja disminuyendo el módulo de su velocidad a razón de 2,5 m/s en cada segundo, la balanza registra 75 N. Entonces, la masa de la caja es de:

  

█ 6 kg

□ 8 kg

□ 10 kg

□ 15 kg

□ 30 kg

□ 75 kg

 

 

Baja à v < 0  disminuyendo el modulo de la velocidad à a > 0

  

N – P  = m a

 

Donde

P = peso = m g

 m = masa

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

N = reacción normal = 75 N

a = aceleración del ascensor = 2,5 m/s²

 

Reemplazando y despejando a

N - m g  = m a

m = N / (g + a) = 75 N / (10 m/s² + 2,5 m/s²) = 6 kg

 

Física 1P May23 TA1 – E3 Cinemática

Un proyectil es lanzado oblicuamente hacia arriba de manera que se mueve libremente en un lugar donde la aceleración gravedad es constante. Se desprecian todos los rozamientos. Entonces, se cumple que:

 

□ en puntos a igual altura, su vector velocidad es el mismo

Falso

A puntos de igual altura à rapidez es igual à velocidad es de igual modulo y distinto signo.

 

█ la fuerza resultante que actúa sobre el proyectil durante el viaje es constante

Verdadero

La única fuerza sobre el proyectil es la fuerza de gravedad

 

□ en el punto más alto de la trayectoria, su aceleración cambia de sentido

Falso

La fuerza de gravedad nunca cambia de sentido à la aceleración de la gravedad nunca cambia de sentido

 

□ no actúa ninguna fuerza sobre el proyectil

Falso

Sobre el proyectil actúa la fuerza de gravedad

 

□ en el punto más alto de la trayectoria, su vector velocidad es vertical

Falso

En lo alto de la trayectoria la velocidad es solo horizontal

 

□ en el punto más alto de la trayectoria se detiene

Falso

En lo alto de la trayectoria el proyectil tiene velocidad horizontal

 

 

 

Física Primeros parciales (2023)

 Física

Primeros parciales (2023)

Mayo 23 Tema A1

1. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-e1-cinematica.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-e2-cinematica.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-e3-cinematica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-e4-dinamica.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-d1-cinematica.html 

6. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-d2-cinematica.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ta1-d3-dinamica.html

 

Mayo 23 Tema S2

1. https://noemifisica.blogspot.com/2023/09/fisica-1p-may23-ts2-om1-dinamica.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-om2-cinematica.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-om3-cinematica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-om4-cinematica.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-p1-cinematica.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-p2-cinematica.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-ts2-p3-dinamica.html

Mayo 23 Tema R2

1. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-om1-cinematica.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-om2-cinematica.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-om3-cinematica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-om4-cinematica.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-p1-cinematica.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-p2-cinematica.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2023/10/fisica-1p-may23-tr2-p3-dinamica.html

Mayo 23 Tema I

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2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-d2-cinematica.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-d3-dinamica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-om1-cinematica.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-om2-cinematica.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-om3-cinematica.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2023/11/fisica-1p-may23-ti-om4-cinematica.html

Indice

https://noemifisica.blogspot.com/2020/05/fisica-03-indice.html

Física 1P May23 TA1 – E2 Cinemática

 Una rueda gira en sentido horarios, con un periodo de rotación de 4 seg. En cierto instante se le aplica un freno que le provocó una desaceleración uniforme hasta detenerse completamente 12 seg después. Cuantas vueltas de la rueda durante el frenado?

  

□ 1

█ 1,5

□ 2

□ 3

□ 4,5

□ 8

 

Ecuaciones horarias

α = αo + ωo t + 1/ 2 γ t^2

ω = ωo + γ t

 

Donde

α = ángulo barrido t

αo = ángulo inicial = 0

ωo = velocidad angular inicial = 2 π / T

T = periodo de rotación = 4 seg

ω = velocidad angular final = 0

γ = aceleración

t = tiempo = 12 seg

 

Reemplazando en la ecuación de la velocidad angular y despejando γ

γ  = - ωo / t =   - 2 π / T / t = - 2 π / (4 seg 12 seg) = - π / 24 s²

 

Reemplazando en la ecuación del ángulo barrido

α = ωo t + 1/ 2 γ t^2 = 2 π / 4 s 12 s + 1/ 2 (- π / 24 s²) (12 s)^2 = 3 π

 

Cantidad de vueltas = 3 π / (2 π) = 1,5

 

 

Física 1P May23 TA1 – E1 Cinemática

 El gráfico de la figura adjunta muestra la aceleración en función del tiempo para un auto que se desplaza en línea recta. En el instante t = 0 s, el auto parte del reposo desde el origen de coordenadas. Indique cuál de las siguientes afirmaciones es la única correcta:

 

 

a(t) = ao - ao/t1 t (ver el gráfico)

 

Integrando

v(t) = ∫ a(t) dt = ao t – 1/ 2 ao/t1 t^2 + vo

 

Para t = 0 à vo = 0 (parte del reposo)

v(t) = ao t – 1/ 2 ao/t1 t^2

 

Integrando

x(t) = ∫ v(t) dt = 1/2 ao t^2 – 1/ 6 ao/t1 t^3 + xo

 

Para t = 0 à xo = 0 (parte del origen de coordenadas)

x(t) = 1/2 ao t^2 – 1/ 6 ao/t1 t^3

 

□ En t = t2 el auto pasa nuevamente por el origen

Falso

 x(t2) = 1/2 ao t2^2 – 1/ 6 ao/t1 t2^3

 

Según el grafico t2 = 2 t1

 x(t2) = 1/2 ao (2 t1)^2 – 1/ 6 ao/t1 (2 t1)^3 = 2 ao t1^2 – 8/6 ao t1^2 = 2/3 ao t1^2 ≠ 0

 

 

□ La velocidad media desarrollada por el móvil en el intervalo [0 ; t2] es 0

Falso

 v med = (x(t2) – x (0)) / (t2 – 0)

 

Donde

v med = velocidad media

 

Reemplazando

v med = 2/3 ao t1^2 / / (2 t1) = 1/3 ao t1 ≠ 0

 

█ En el intervalo [0 ; t2] el móvil nunca invierte el sentido de marcha

Verdadero

v(t) = ao t – 1/ 2 ao/t1 t^2

 

El móvil cambia de sentido cuando v(t) = 0

v(t) = ao t – 1/ 2 ao/t1 t^2 = 0

 

t = 0

1 – 1 /2  t /t1 = 0 à t =  2 t1 = t2

 

Durante el intervalo [0 ; t2] no cambia de sentido

 

□ En t = t1/2 los vectores velocidad y aceleración tienen sentidos opuestos

Falso

Reemplazando en v(t) y a(t)

v(t1/2) = ao (t1 /2) – 1/ 2 ao / t1 (t1 /2)^2 = 1/ 2 ao t1 – 1/8 ao t1 = 3/8 ao t1 > 0

a(t1/2) = ao – ao / t1 (t1 /2) = ao – 1 /2 ao = 1/ 2 ao > 0

 

Ambos tienen el mismo signo

 

□ En t = 0 el vector aceleración del auto es igual que en t = t2

Falso

a(0) = ao (ver el gráfico)

a(t2) = - ao (ver el gráfico)

 

 

□ Entre t = 0 y t = t1 el auto disminuye su rapidez

Falso

v(0) = 0 (parte del reposo)

v(t1) = ao t1 – 1/ 2 ao / t1 (t1)^2 = 1 /2 ao t1

 

v(t) aumenta [0 ; t1]