Física Final Dic 23 TFRB1 1 Cinemática

 Un auto se desplaza en línea recta según el gráfico de velocidad-tiempo de la izquierda. Señale en el recuadro superior derecho a cada figura cuál de los gráficos de posición-tiempo le puede corresponder:

 

 Grafico v – t

1er tramo (0 < t < t1)

a (aceleración) = pendiente de la recta v-t < 0

 

2do tramo (t1 < t < t2)

a ( aceleración) = pendiente de la recta v-t > 0

 

 

Grafico x-t

Si Grafico v-t  es una recta à x-t es una parábola

a = coeficiente principal de la parábola

 

1er tramo (0 < t < t1) 

a < 0  à parábola convexa

 

2do tramo (t1 < t < t2)

a > 0 à parábola cóncava

 

 

	Falso   Grafico x-t à v(t1) =  0 Grafico v-t à v(t1) <  0
	Falso   Grafico x-t à v(t1) =  0 Grafico v-t à v(t1) <  0
	Verdadero   Grafico x-t y v-t  à a < 0  entre 0 < t < t1 Grafico x-t y v-t  à a > 0  entre t1< t < t2
	Falso   Grafico x-t à a > 0  entre 0 < t < t1   Grafico v-t  à a < 0  entre 0 < t < t1
	Falso   Grafico x-t es una recta entre 0 < t < t1   Si Grafico v-t  es una recta à x-t es una parábola
	Falso   Grafico x-t es una recta entre 0 < t < t1   Si Grafico v-t  es una recta à x-t es una parábola

 

 

Física Final Feb 24 8B Estática

En el esquema de la figura, la barra homogénea de 3 m de largo tiene una masa de 50 kg y el cuerpo que cuelga del extremo tiene una masa de 70 kg

 

 

 

 a)     En esas condiciones la tensión de la soga que sostiene al cuerpo vale:

 

 500 N

 400 N

 350 N

█ 700 N

 1400 N

 200 N

 

 T – Pc = 0

 

Donde

T = tensión de la soga

Pc = peso del cuerpo = m g

m = masa del cuerpo = 70 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

 

Reemplazando y despejando T

T = m g = 70 kg 10 m/s² = 700 N

 

 b)    La tensión del cable que esta sostenido en la pared vale aproximadamente

 

 1200 N

 2400 N

█ 1188 N

 599 N

 594 N

 0 N

 

 MA = - Pb L/2 – Pc L + Ty L = 0

 

Donde

MA = momento respecto de la pared

Pb = peso de la barra = mb g

mb = masa de la barra =  50 kg

L = longitud de la barra = 3 m

Pc = peso del cuerpo = mc g

mc = masa del cuerpo = 70 kg

Ty = componente según y de la tensión del cable = T sen 53°

T = tensión del cable

 

 

Reemplazando y despejando T

T = (mb g /2 + mc g) / sen 53° = (50 kg 10 m/s²  / 2 + 70 kg 10 m/s² ) / 0,80 =  1188 N

 

 

 

 

 

 

Física Final Feb 24 8 A Trabajo y Energía

Un bloque de masa m = 10 kg parte del reposo desde un punto ubicado a una altura h = 4 m con respecto al nivel del piso. El rozamiento entre el bloque y la pista es depreciable en todo el trayecto, salvo en el tramo AB de 1,5 m de largo donde el coeficiente de rozamiento dinámico entre el cuerpo y el piso es igual a 0,5. Al final del tramo horizontal choca con un resorte ideal de coeficiente elástica k = 1000 N/m. entonces:

 

a)     La compresión máxima que alcanza el resorte al ser chocado por el bloque:

 

 200 cm

 150 cm

█ 80 cm

 120 cm

20 cm

10 cm

 

 

ΔEm = WFn

 

Donde

ΔEm = variación de la energía mecánica = Emf –Emi

 

Emf = Energía mecánica final = Ecf + Epf + Epef

Ecf = Energía cinética final = 1 /2 m vf^2 = 0 (vf = 0)

m = masa = 10 kg

vf = velocidad final = 0

Epf = Energía potencial final = m g hf = 0 (hf = 0)

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

hf = altura final = 0

Epef = Energía potencial elástica = 1 / 2 k L^2

k = constante del resorte = 1000 N/m

L = longitud compresión máxima

 

Emi = Energía mecánica inicial = Eci + Epi + Epei

Eci = Energía cinética inicial = 1 /2 m vi^2 = 0 (vi = 0)

vi = velocidad inicial = 0 (parte del reposo)

Epi = Energía potencial inicial = m g hi

hi = altura inicial = h = 4 m

Epei = Energía potencial inicial = 1 / 2 k Li^2 = 0

 

WFn = trabajo de la fuerza de rozamiento = Froz d cos α

Froz = fuerza de rozamiento dinámico = μd N

μd = coeficiente de rozamiento dinámico = 0,5

N = normal = P = m g

d = distancia entre AB = 1,5 m

α  = ángulo entre la fuerza de rozamiento y la dirección del desplazamiento = 180°

 

Reemplazando

1/ 2 k L^2 – m g hi = μd m g d (-1)

 

Despejando L

L = raíz (m g (hi – μd d) / (1/ 2 k)) = raíz (2 * 10 kg 10 m/s² (4 m – 0,5 *1,5 m) / 1000 N/m) = 0,80 m = 80 cm

 

 

b)    El trabajo que realiza la fuerza peso sobre el bloque desde que parte hasta que llega al resorte es

 

 0 J

█ 400 J

 - 80 J

 800 J

 80 J

 -400 J

  

ΔEp = -WP

 

Donde

ΔEp = variación de la energía potencial = Epf – Epi

Epf = Energía potencial final = m g hf = 0 (hf = 0)

Epi = Energía potencial inicial = m g hi

 

WP = trabajo de la fuerza peso

 

Reemplazando

WP = - (0 – m g hi) = 10 kg 10 m/s² 4 m = 400 J

 

 

Física Final Feb 24 7 Dinámica

Dos bloques se encuentran unidos por una soga ideal que pasa por una polea también ideal. El bloque A desciende a velocidad constante. No hay rozamiento. Entonces, la relación entre las masas es tal que:

 

 mB = mA	 mB = 0,6 mA	 mB = 0,8 mA
█ mB = 0,75 mA	 mB = 1,33 mA	 mB = 0,5 mA

 

 

DCL

Bloque A según x: T – PAx = 0 (velocidad constante)

Bloque B según x: PBx - T = 0 (velocidad constante)

 

Donde

T = tensión de la soga

PAx = componente x del Peso del bloque A = PA sen 37°

PA = peso del bloque A = mA g

mA = masa del bloque A

g = aceleración de la gravedad

PBx = componente x del Peso del bloque B = PB sen 53°

PB = peso del bloque B = mB g

mB = masa del bloque B

 

Reemplazando y sumando ambas ecuaciones

mB g sen 53° - mA g sen 37° = 0

 

despejando mB

mB = mA sen 37° / sen 53° = mA  0,60 /0,80 = 0,75 mA