UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA MATERIAL DE APOYO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE CIENCIAS EX. FINAL DE FISICA BASICA DEPARTAMENTO DE FISICA

INSTRUCCIONES: Debe portar documento de identificacin y apagar todo equipo electrnico de comunicacin. El examen consta de 20 preguntas de seleccin mltiple, resuelva y elija la respuesta correcta entre cuatro opciones que se dan y si ninguna se aproxima a su resultado elija NEC (Ninguna respuesta es correcta), luego coloque la literal correspondiente en MAYUSCULA en la seccin de respuestas. Para tener derecho a revisin sus respuestas deben estar escritas a lapicero. Factor de correccin 5:1. DURACIN DEL EXAMEN 120 minutos. Tome g = 9.8 m/s2 = 32 pies/s2. SECCIN: ___________

Nombre________________________________________________________ Carn __________________

FORMULARIO Vectores

cos

222),,(

ABBA

zayaxaAzayaxakzajyaixaA

=

++==++=

Cinemtica de la traslacin

Si la aceleracin es constante y el tiempo inicial es cero:

tfvovorfr

tatovorfrraovfvtaovfv

)(21

221

222

+

+

=

+

+

=

+=

+

=

Movimiento Circular y Relativo

+

=

+

=====

==

===

b/cv

a/bv

a/cv

b/cr

a/br

a/cr

2

22

a

0 1

Tr

r

tvcrtv

rsdtd

tmedffT

pi

Dinmica de la traslacin

=

=

=

gmwNssfNkkfamF

Trabajo, potencia y energa mecnica

dfFfEEFNCWmecEKTotWkxelUmghgUmvK

vFPdt

dWP

t

WmediaPrCosFrFWrdFW

+======

==

==

=

=

02

212

21

*

Cantidad de movimiento, impulso y centro de masa

=

=

=

======

i

cm

i

icm

i

iicm

promi

m

Fa

m

pv

m

rmr

pJtFJdtFJpPdt

pdFvmp

ESTIMADO ESTUDIANTE:

El presente documento constituye un apoyo en su preparacin para someterse al examen final del curso.

Es oportuno recordarle que si usted tiene una zona relativamente alta, por ningn motivo debe confiarse; si no, aprovechar la oportunidad para obtener una nota alta de promocin que ayude en su promedio general.

La evaluacin se llevara a cabo el da sbado 07 de noviembre en el edificio T-3 de 10:00 a 12:00 hrs.; la distribucin de salones se publicar oportunamente.

Finalmente; si usted ha sido usuario de estos docs. de apoyo me gustara conocer su opinin al respecto, o sobre cualquier otra inquietud que tenga.

Atte. La coordinacin

consultafbasica@hotmail.com

Un pasajero dentro de un pequeo bote cuya masa conjunta es de 80 Kg se empuja desde lo alto de un tobogn con friccin despreciable con una rapidez inicial de 2.5 m/s, desciende por una rampa inclinada para luego pasar por un bucle circular de 3.5 m de radio y desembocar finalmente en una piscina. Al momento de dejar el tobogn horizontalmente en su extremo inferior el bote pasa rozando el agua hasta detenerse 50 metros mas adelante. Mientras esta en el tobogn el bote esta en contacto con l en todo momento, modele la fuerza de friccin del agua como una fuerza retardadora constante que acta sobre el bote. El bote parte desde una altura de h=12 metros.

VMo

1. La magnitud de la fuerza normal que el tobogn ejerce sobre el bote cuando pasa por el punto mas alto del bucle, en KN es de: a) 3.08 b) 1.60 c) 0.78 d) 0.00 e) NEC

2. El trabajo en KJ hecho por la fuerza de friccin del agua sobre el bote desde que ingresa a la piscina hasta que se detiene es de: a) + 12.3 b) + 9.66 c) - 9.66 d) - 12.3 e) NEC

3. La magnitud de la fuerza de friccin que el agua ejerce sobre el bote, en Newtons es de: a) 193 b) 245 c) Falta informacin d) 626 e) NEC

4. El coeficiente de friccin cintico que acta entre la superficie del agua y el bote es de. a) 0.313 b) 0.246 c) Falta informacin d) 0.119 e) NEC

dtvd

at

v

medadtrd

vt

r

medvorfrr

=

=

=

=

=

La figura muestra un pndulo balstico utilizado para medir la rapidez de un proyectil; Para efectuar el disparo el resorte ligero se comprime 30 cm desde su posicin de equilibrio desde donde es soltado del reposo; la bala con masa m= 25g es proyectada contra un bloque de madera de masa M=1.2 Kg suspendido de unos cables ligeros y tiene una colisin perfectamente inelstica con l. Despus de la colisin, el bloque oscila hasta una altura mxima de h= 12.1 cm. La bala impacta el bloque justo despus de abandonar el resorte cuando este llega a su posicin de equilibrio. 5. La rapidez de la bala en m/s justo antes de la colisin con el bloque es de: a) 18.6 b) 10.8 c) 131 d) 75.5 e) NEC

6. La energa cintica en Joules del sistema bala-bloque perdida durante la colisin es de: a) 208 b) 69.7 c) 4.32 d) 1.46 e) NEC

7. La constante elstica del resorte en KN/m es de: a) 382 b) 4.73 c) 1.58 d) 441 e) NEC

8. La rapidez de la bala en m/s cuando el resorte ha recorrido 10 cm desde su posicin comprimida es de: a) 56.2 b) 123 c) 71.1 d) 97.2 e) NEC

9. El trabajo en Joules hecho por el resorte sobre la bala desde que parte del reposo (resorte comprimido), hasta el momento en que ha recorrido 10 cm desde su posicin comprimida es de: a) 189 b) 63.3 c) 118 d) 39.5 e) NEC

Una pelota P1 de softbol de 0.220 Kg de masa que se mueve con velocidad de 6.5 m/s hacia el Este, choca de frente y elsticamente con otra pelota P2 inicialmente en reposo. Despus de la colisin se encuentra que la pelota P1 se mueve hacia el Oeste con rapidez de 3.8 m/s. (Tome el eje Y(+) como el Norte y el eje X(+) como el Este) 10. La masa de la pelota P2, en Kg es de: A) 1.31 B) 0.839 C) 0.0577 D) 0.304 E) NEC

11. La velocidad de la pelota P2 despus de la colisin, en m/s es de: A) 8.52 B) 10.3 C) 3.50 D) 2.70 E) NEC

Una bala de m=100 g es disparada a un bloque de masa M=1 Kg, inicialmente en reposo en el borde de una mesa sin friccin de altura h=1.2 m. La bala queda incrustada en el bloque y despus del impacto, el bloque cae a una distancia d=7 m de la parte baja de la mesa. A la bala incrustada en el bloque, a partir de la colisin se le llama simplemente el bloque. 12. El tiempo de vuelo del bloque, en segundos es de: a) 18.6 b) 12.4 c) 0.123 d) 0.495 e) NEC

13. La magnitud de la velocidad del bloque justo antes de impactar el suelo, en m/s es de: a) 18.6 b) 14.9 c) 12.3 d) 49.5 e) NEC

d

h

Vm

M

14. La rapidez del bloque justo despus de ser impactado por la bala, en m/s es de: a) 20.8 b) 69.7 c) 14.1 d) 15.6 e) NEC

15. La rapidez de la bala justo antes de impactar el bloque, en m/s es de: a) 155 b) 473 c) 188 d) 441 e) NEC

16. La perdida de energa cintica del sistema bala-bloque durante la colisin de la bala contra el bloque, en KJ es de: a) 5.62 b) 1.09 c) 7.11 d) 9.72 e) NEC

En una construccin se necesita subir un cajn de 950 Kg de masa a un segundo nivel, para ello se emplea un motor que mediante un cable jala el cajn a lo largo de una rampa de 35 m de largo inclinada = 300 sobre la horizontal la cual ejerce una fuerza de friccin cintica constante de 1200 N sobre el cajn. El cajn parte del reposo al inicio de la rampa, acelerando uniformemente hasta alcanzar una rapidez de 2.4 m/s en 12 segundos; despus contina movindose con rapidez constante de 2.4 m/s hasta el final de la rampa. 17. La tensin del cable en KN mientras acelera el cajn es de: a) 4.72 b) 5.86 c) 6.05 d) 4.58 e) NEC

18. La potencia promedio en KW que desarrolla el motor durante la aceleracin es de: a) 11.3 b) 5.67 c) 14.5 d) 7.25 e) NEC

19. La potencia en KW que desarrolla el motor cuando el cajn se mueve con rapidez constante es de: a) 14.1 b) 86.6 c) 11.0 d) 16.9 e) NEC

20. La energa total en KJ que transfiri el motor mediante trabajo (trabajo hecho por la tensin del cable) sobre el cajn desde que parte del reposo hasta que sale de la rampa es de: a) 162 b) 208 c) 354 d) 403 e) NEC

Avmm

mm

Avmm

m

DvAvmm

m

Avmm

mm

Dv 2*21

121*

21

1*2

22*21

2*2

1*21

211

+

++

=

++

+

=

TIPS DE SOLUCION

Pregunta 1: Recuerde que es un movimiento circular.

P5: Inicie analizando lo que sucede con el movimiento del pndulo despus de la colisin hasta que alcanza su altura mxima; y luego analice la colisin.

P8 y P9: Analice cuidadosamente qu? le pide la expresin Ue=(1/2)kx2

P12 a P16: Primero analice el movimiento parablico y luego la colisin.

P17 a P20: Recuerde que la tensin del cable es diferente cuando acelera, que cuando se mueve con velocidad constate.