Física UBA XXI 1P Abr 25 T3 – 3 Estática

Se colgará una campana de bronce cuya masa es 33,0 kg, de una barra de aluminio que se encuentra articulada a una pared y es sostenida horizontalmente por un cable que forma un ángulo de 30,0° respecto de la viga, tal como muestra la figura. 

La viga de aluminio es homogénea, tiene una longitud de 3,00 m y una masa de 4,50 kg.

Si por seguridad el cable no debe soportar una tensión superior a 500 N. Cuan cerca del extremo derecho de la barra de aluminio se podrá colgar  a la campana?

 

 

 

 

MA = Pc dc + Pb db – Ty d = 0

 

Donde

MA = momento según A

Pc = peso de la campana = mc g

mc = masa de la campana = 33 kg

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

dc = distancia de la campana al punto A

Pb = peso de la barra = mb g

mb = masa de la barra = 4,5 kg

db = distancia de la barra al punto A = d /2

d = longitud de la barra = 3 m

Ty = componente y de la tensión T = T sen 30°

T = tensión = 500 N

 

 

Reemplazando y despejando dc

dc = (T sen 30° d – mb g d / 2) / (mc g) =

dc = (500 N sen 30° 3 m – 4,5 kg 9,8 m/s² 3 m / 2) / (33 kg 9,8 m/s²) = 2,115 m

 

Dc = d – dc = 3 m – 2,115 m = 0,885 m (distancia desde el extremo derecho)

 

 

Física UBA XXI 1P Abr 25 T3 – 2 Fluidos

Los aviones comerciales de pasajeros realizan la mayor parte de sus vuelos a una altitud comprendida entre los 10000 y 12000 m respecto del nivel del mar. Volando a dicha altitud (llamada “altitud de crucero”) se optimiza el consumo de combustible, las turbulencias atmosféricas son escasas y no hay aves volando.

Como la presión atmosférica a una altura de 10 km es de tan solo el 28,0 % de la presión atmosférica a nivel del mar, es necesario presurizar (elevar la presión) del interior del avión para que las personas puedan respirar. Usualmente la presión interna de los aviones es mantenida a unos 7,50 x 10^4 Pa, lo cual resulta un buen compromiso entre la respiración y la resistencia estructural de la nave.

Debido a las diferencias de presión antes mencionadas, las puertas y las salidas de emergencia deben mantenerse selladas y fuertemente aseguradas durante el vuelo.

Si las dimensiones de la puerta rectangular de una aeronave son 80 cm de ancho y 190 cm de alto, calcular el valor de la fuerza neta que trata de expulsar la puerta cuando el avión se encuentra a altitud de crucero.

Datos: Presión atm = 1,013 x 10^5 Pa a nivel del mar

 

 

∆P = F / A

 

Donde

∆P = diferencia de presión = Pint – Pext

Pint = presión en el interior del avión = 7,50 x 10^4 Pa

Pext = presión exterior = Patm 28%

Patm = presión atmosférica = 1,013 x 10^5 Pa

F = fuerza

A = área = a h

a = ancho de la puerta = 80 cm = 0,80 m

h = altura de la puerta = 190 cm = 1,90 m

 

Reemplazando y despejando F

F = (7,5 x 10^4 Pa – 0,28 * 1,013 x 10^5 Pa) 0,80 m 1,90 m = 7,09 x 10^4 N

 

 

Física UBA XXI Primeros parciales ( 2025)

 Física UBA XXI  

Primeros parciales  2025

Abril/25 

Tema 3

1. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t3-1-cinematica.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t3-2-fluidos.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t3-3-estatica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t3-4-vectores.html

Tema 1

1. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t1-1-cinematica.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t1-2-fluido.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t1-3-estatica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-1p-abr-25-t1-4-vectores.html

Indice Física UBA XXI

https://noemifisica.blogspot.com/2022/03/fisica-03-uba-xxi-indice.html

Física UBA XXI 1P Abr 25 T3 – 1 Cinemática

Para evitar chocar contra un obstáculo, un ciclista distraído que se desplaza en línea recta a 30,0 km por hora debe aplicar los frenos de su bicicleta.

Desde el momento en que ve al obstáculo y hasta el instante en que comienza a frenar, transcurren 1,50 seg, y desde el instante en que comienza a frenar hasta el momento en que detiene transcurren 4,30 seg.

 

 

 

a.     Calcule la aceleración del ciclista mientras está frenando.

 

Ecuación horaria

v = vo + a t

 

Donde

v = velocidad final = 0

vo = velocidad inicial = 30 km/h = 8,33 m/s

a = aceleración

t = tiempo de frenado = 4,30 seg

 

Reemplazando y despejando a

a = - vo / t = - 8,33 m/s / 4,30 seg = - 1,94 m/s²

 

 

b.     Calcule la distancia recorrida por el ciclista desde que ve al obstáculo hasta el momento en que se detiene.

 

Antes del frenado

x1 = xo + vo t1

 

Donde

x1 = posición final

xo = posición inicial = 0

vo = velocidad inicial

t1 = tiempo transcurrido = 1,50 seg

 

Reemplazando

x1 = 0 + 8,33 m/s 1,50 seg = 12,50 m

 

Durante el frenado

x2 = xo + vo t2 + 1/ 2  a t2^2

 

Donde

x2 = posición final

xo = posición inicial = 0 

vo = velocidad inicial = 8,33 m/s

a = aceleración = - 1,94 m/s²

t2 = tiempo de frenado = 4,30 seg

 

Reemplazando

x2 = 0 + 8,33 m/s 4,30 seg + 1/ 2 (-1,94 m/s²) (4,30 seg)^2 = 17,92 m

 

x = x1 + x2 = 12,50 m + 17,92 m = 30,4 m

 

 

Física UNA XXI Final Jul 25 T2 3. Hidrostática y Estática

Para adornar el estanque de un acuario, una estatua de mármol es sostenida bajo el agua como muestra la figura, mientras se acondiciona el suelo del fondo en donde será apoyado.

La estatua tiene una masa de 180 kg y se encuentra sumergida en agua de mar cuya densidad es 1,025 gr/cm³, mientras que la densidad del mármol es 2,65 gr/cm³.

 

 

  

a.     Calcule la tensión del cable que sostiene a la estatua

 

T + E – P = 0

 

Donde

T = tensión

E = empuje = δa g V

δa = densidad del agua del mar = 1,025 gr/cm³ = 1025 kg/m³

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

V = volumen de la estatua (estatua totalmente sumergida)

P = peso de la estatua = δe g V = m g

δe = densidad de estatua = 2,65 gr/cm³ = 2650 kg/m³

m = masa = 180 kg

 

Reemplazando en el Peso y despejando V

V = m g / (δe g) = 180 kg / 2650 kg/m³ = 0,068 m³

 

Reemplazando y despejando T

T = m g – δa g V = 180 kg 9,8 m/s² - 1025 kg/m³ 9,8 m/s² 0,068 m³ = 1,08 x 10^3 N

 

 

b.     Calcule la masa del contrapeo que mantiene en equilibrio al sistema (considere despreciable las masas de las cuerdas y de la palanca

 

MA = Pc dc – T de = 0

 

Donde

MA = momento según el punto A

Pc = peso del contrapeso = mc g

mc = masa del contrapeso

dc = distancia del contrapeso al punto A = 1 m

T = tensión

de = distancia de la estatua al punto A = 3 m

 

Reemplazando

mc g dc = T de

 

Despejando mc

mc = T de / (g dc) = 1,08 x 10^3 N 3 m / (9,8 m/s2 1 m) = 331 kg

 

 

c.      Si el fondo del estanque se encuentra a una profundidad de 5 m, calcule la presión hidrostática en el fondo del mismo

 

Ph = δa g h

 

Donde

Ph = presión hidrostática

h = profundidad del estanque = 5 m

 

Reemplazando

P = 1025 kg/m³ 9,8 m/s² 5 m = 5,02 x 10^4 Pa

Física UNA XXI Final Jul 25 T2 2. Cinemática

Con el objetico de calibrar su arma, una tiradora olímpica apunta horizontalmente el cañón de su carabina en línea con el centro del banco al cual disparara, estando ambos (cañón y centro del blanco) 30,0 cm por encima del suelo. La munición que emplea dispara proyectiles de 2,50 gr de masa a una velocidad de 300 metros por segundo y el blanco de papel se encuentra a 50,0 m de distancia.

 

 

a.     Calcule a que distancia por debajo del centro del blanco impactara el proyectil.

 

Ecuaciones horarias

x = xo + vox t

y = yo + voy t – 1 /2 g t^2

 

Donde

x = posición final = 50 m

xo = posición inicial = 0

vox = velocidad inicial según x = vo

vo = velocidad inicial = 300 m/s

t = tiempo de vuelo

y = altura final

yo = altura inicial = 30 cm = 0,30 m

voy = velocidad inicial según y = 0

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

 

Reemplazando en la ecuación según x, despejando t

t = x / vo = 50 m / 300 m/s = 0,167 seg

 

Reemplazando en la ecuación según y - yo

y – yo = - 1/ 2 g t^2 = - 1 /2 * 9,8 m/s² (0,167 seg)^2 = - 0,136 m = - 13,6 cm

   

b.     Calcule a que distancia del tirador el proyectil tocara el suelo luego de atravesar el fino papel blanco.

  

Ecuaciones horarias

xb = xo + vox tb

yb = yo + voy tb – 1 /2 g tb^2

 

Donde

xb = posición final (ítem b)

tb = tiempo total de vuelo

yb = altura final (ítem b) = 0 (suelo)

 

Reemplazando en la ecuación según y

yo  - 1/ 2 g tb^2 = 0

 

Despejando tb

tb = raíz (2 yo / g) = raíz (2 * 0,30 m / 9,8 m/s² )  = 0,247 seg

 

Reemplazando en la ecuación según x

x = vox tb = 300 m/s 0,247 seg = 74,2 m

 

 

Física UBA XXI Finales 2025

 Física UBA XXI Finales

Finales 2025

Julio 2025 

Tema 2

1. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-uba-xxi-final-jul-25-t2-1.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-una-xxi-final-jul-25-t2-2.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2025/11/fisica-una-xxi-final-jul-25-t2-3.html

Indice

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