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Dpto. FiBiQUI Física II 1

ESCUELA SUPERIOR DE COMERCIO

“LIBERTADOR GRAL. SAN MARTÍN”

DEPARTAMENTO DE

FÍSICA, BIOLOGÍA Y QUÍMICA

FÍSICA II

CUARTO AÑO

EJERCITACIÓN ANUAL


DEPARTAMENTO DE FÍSICA, QUÍMICA Y BIOLOGÍA

PROGRAMA DE FÍSICA 4º

UNIDAD 1:

Movimiento en una dimensión. Cinemática del punto; concepto, definiciones. Movimiento rectilíneo y

uniforme. Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Velocidad media e instantánea. Aceleración

media e instantánea. Unidades. Expresiones matemáticas correspondientes. Representaciones

gráficas. Caída libre. Tiro vertical. Movimiento en dos dimensiones.

UNIDAD 2:

Dinámica del punto. Segunda ley de Newton (Principio de masa). Sistemas de unidades. Primera ley

de Newton (Principio de inercia). Comprobación experimental de estos principios.

Tercera ley de Newton (Principio de acción y reacción). Ley de gravitación universal.

UNIDAD 3:

Trabajo y energía. Definiciones, conceptos. Trabajo realizado por una fuerza constante. Energía

potencial gravitatoria. Energía cinética. Energía potencial elástica, concepto. Fuerzas conservativas y

disipativas. Potencia. Unidades. Potencia y velocidad. Relaciones entre trabajo y energía.

Conservación de la energía. Principio general aplicado a la mecánica.

UNIDAD 4:

Presión. Teorema general de la Hidrostática. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes. Prensa

hidráulica. Vasos comunicantes. Flotabilidad. Barómetro. Manómetro. Unidades. Hidrodinámica.

Teorema de Bernoulli. Aplicaciones. Unidades.

BIBLIOGRAFÍA

SEARS, ZEMANSKY, YOUNG; “Física General”; Aguilar; Barcelona;1999

HEINEMAN; “Física”; Ángel Estrada y Compañía; Buenos Aires; 1988

BUECHE; “Física General”; Mc Graw Hill; México; 2000

SERWAY; “Física”; Mc Graw Hill; México, D.F.; 1995

MAIZTEGUI, SÁBATO; “Física” Tomos I y II; Kapelusz; Ciudad Autónoma de Buenos Aires; 2004


CINEMÁTICA

1) ¿Qué se estudia en Cinemática?

2) Definir los siguientes parámetros:

a) sistema de referencia

b) posición

c) desplazamiento

d) trayectoria

e) distancia

f) velocidad

3) Una persona, marchando a velocidad constante, demora tres cuarto de hora en recorrer 4km.

Calcular su velocidad en km/h y m/s.

4) ¿Quién viaja más rápido un auto a 20 m/s u otro a 40 km/h? Justifica,

5) Una persona camina durante 1minuto en línea recta, dando dos pasos por segundo (promedio

0,5m cada paso) y después gira 180º y con la misma velocidad camina otro minuto más. Calcular:

a) la distancia recorrida

b) su desplazamiento

c) el módulo de velocidad.

6) Un automóvil se mueve con M.R.U. y recorre una distancia doble que otro pero tardando el

mismo tiempo. ¿Qué puedes decir respecto de la velocidad? ¿Por qué?

7) Un automóvil se mueve con M.R.U., siendo la velocidad del mismo de 70 km/h, alejándose del

origen, y su posición inicial de 143 km. ¿Cuál será su posición a las tres horas de movimiento? Y

¿su distancia recorrida?

8) Un cuerpo se mueve con velocidad constante recorriendo 700 km a 90 km/h. ¿Cuánto tiempo

tardó?

9) La gráfica del espacio recorrido es el siguiente. Averiguar:

a) El espacio recorrido

b) La velocidad que llevaba d(m)

c) La posición inicial y final

d) El tiempo que estuvo detenido 230

100

9 11 t(s)

10) Un móvil se mueve según la gráfica dada

a) ¿Qué velocidad lleva?

b) ¿Qué distancia recorre?

c) ¿En algún momento estuvo detenido?

d) Realizar la gráfica de la distancia en

función del tiempo, siendo la posición

inicial 120km


V (km/h)

65

5 7 10 t(h)

11) En un tramo recto de una carretera, un automóvil lleva una velocidad uniforme de 70 km/h.

Detrás de éste y a 35km de distancia otro automóvil avanza con velocidad uniforme de 110 km/h.

¿En cuánto tiempo alcanza éste al primero, suponiendo que mantienen el M.R.U.? Solución gráfica

y analítica.

12) Un auto pasa por la localidad A a las 8 h con una velocidad de 40 km/h. A las 10 h pasa otro en

su persecución a 60 km/h. Calcular a qué hora y a qué distancia de A el segundo alcanza al

primero.

13) A las 6:00 h pasa por la localidad A un auto a 80 km/h que se dirige a B, distante 400 km en línea

recta. Dos horas después pasa por B, en dirección a A, otro vehículo a 120 km/h. Calcular a qué

hora y a qué distancia de A se encuentran.

14) Los siguientes diagramas corresponden a distintos móviles, que realizan movimientos rectilíneos.

Hallar las ecuaciones horarias para cada uno de ellos, y en que instantes pasaran (o pasaron) por

la posición tomada como origen.

15) Una cuadrilla de empleados del ferrocarril viaja en una zorra por una vía rectilínea. En un instante

dado, por la misma vía y a 180 m por detrás, ven venir un tren que viaja con una velocidad

constante de 36 km/h. ¿A qué velocidad mínima y constante deberá moverse la zorra para poder

llegar a un desvío, que en ese instante esta 120 m más adelante, para evitar el choque?

Grafique velocidad y posición en función del tiempo, para ambos móviles.

16) ¿ A qué hora debe pasar un automovilista por la localidad A, a una velocidad constante de 80

km/h, si desea alcanzar a las 13:00 hs a otro automovilista que paso por el mismo lugar a las

8:00 hs y que mantiene una velocidad constante de 40 km/h?


17) Un móvil disminuye uniformemente su velocidad de 80 km/h a 20 km/h en 40 segundos. Calcular

la aceleración. Indicar el tipo de movimiento que es.

18) Un tren va a una velocidad de 18 m/s, frena uniformemente y se detiene en 15 s

a) ¿Cuánto vale la velocidad en el

momento de aplicar los frenos?

b) Calcular la aceleración con que lo hace.

c) ¿Qué distancia recorre?

d) ¿Qué tipo de movimiento es?

19) Un auto viaja a 30 m/s, cuando ve un obstáculo más adelante, frena; y al cabo de 15 s la

velocidad es de 17 m/s. Averiguar: ¿Cuánto vale la aceleración? ¿Qué sentido tiene? ¿Cuál es su

posición si se encontraba a 100 m del origen? Representar la velocidad en función del tiempo, la

aceleración en función del tiempo y la posición en función del tiempo.

20) El siguiente grafico representa la velocidad de un móvil en función del tiempo, considerando que

el móvil parte desde el origen.

a) ¿Cuáles son su velocidad y su posición al cabo de tres segundos?

b) ¿Cuánto vale su aceleración?

c) ¿Volverá al punto de partida? ¿Cuándo?

d) Grafique la posición en función del tiempo en los primeros 10 s.

21) Un cuerpo viaja con M.R.U.V, parte del reposo y al cabo de 12 s su velocidad es de 20m/s,

después mantiene esa velocidad constante por 25 s y al cabo de 15 s, frena hasta detenerse.

Averiguar:

a) La aceleración a los 6 s, a los 15 s y a los 38 s.

b) La gráfica de la velocidad en función del tiempo.

22) Según la gráfica:


10 20 30 40 50 60 70 80

a) Indicar, para los diferentes intervalos

de tiempo, el tipo de movimiento que

describe.

b) Calcular la aceleración para cada

intervalo de tiempo.

c) ¿Cuál es la velocidad inicial y final?

d) Averiguar la distancia total recorrida

23) Dos móviles se encuentran detenidos a 500m, arrancan simultáneamente con igual dirección,

tendiendo a encontrarse. Si el de la izquierda se mueve con aceleración de 1,2m/s2 y el de la

derecha, con una de 2m/s2, Determinar el punto de encuentro y el tiempo que anduvieron hasta

encontrarse.

24) Repite la situación, si el de la izquierda arranca 5 s después.

25) Repite la situación, si el de la derecha arranca 7 s después

26) Un auto se encuentra detenido en un semáforo esperando luz verde. Cuando esto sucede,

arranca con una aceleración de 2 m/s2. En ese instante un camión pasa al vehículo a 60 km/h con

M.R.U. Determinar:

a) ¿Cuánta demora el auto en alcanzar al camión?

b) ¿Qué distancia han recorrido?

c) ¿Cuál es la velocidad de cada uno en ese instante?

27) Se tira una pelota hacia arriba alcanzando la altura máxima a los 3,5 s. ¿Con qué velocidad fue

arrojada?, ¿Con qué velocidad llegó al punto de partida?, ¿Cuál fue la altura máxima?, ¿Cuánto

tiempo estuvo en el aire?

28) Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba, volvió a la Tierra al cabo de 4 s ¿Cuál era el valor

de la velocidad inicial? ¿A qué altura se elevó? Rta: v= 19,6m/s; h= 19,6m.

29) Desde lo alto de una torre de 150m de altura se deja caer una piedra de 10 kgf ¿Cuánto tardará

en llegar al suelo? ¿Cuánto tardaría si pesara 20 kgf?

30) Un observador situado a 40m de altura ve pasar un objeto hacia arriba, y 5 s después lo ve pasar

hacia abajo ¿Cuál fue la velocidad del cuerpo, y hasta que altura llegó?


Rta: v= 37,2 m/s, h= 70,625m

31) Un cuerpo cae libremente desde cierta altura. En el punto A de su trayectoria tiene una velocidad

de 30m/s; en el B, 79m/s ¿Cuánto tardó en recorrer esa distancia AB, y cuál es ésta?

Rta: t= 5 s, h= 272,5m

32) Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba, tardó 1,5 s en alcanzar la altura máxima.

Averiguar:

a) la velocidad con que se lanzó

b) la altura alcanzada

c) la velocidad con la que llega al piso.

33) Un cuerpo es lanzado hasta el fondo de un pozo con una velocidad de 32m/s, tardando 3 s en

llegar ahí. Calcular:

a) la profundidad del pozo

b) la velocidad del objeto al llegar al fondo.

34) Un cuerpo estuvo en el aire 7 s ¿Cuál fue la altura máxima alcanzada? ¿Cuál fue la velocidad con

la que se arrojó el cuerpo? Graficar la velocidad en función del tiempo desde que se tiró el

cuerpo.

35) Una piedra se deja caer desde 25m de altura. ¿Con qué velocidad llega al suelo? ¿Cuánto tarda

en alcanzar una velocidad de15m/s? Graficar la velocidad en función del tiempo.

36) ¿Qué es la composición de movimientos?

37) Si un nadador intenta cruzar el río, ¿Qué velocidades se componen para dar finalmente la que

habrá de llevar?

38) ¿Qué movimientos componen el tiro oblicuo? Citar dos ejemplos ¿Por qué se lo llama también tiro

parabólico?

39) ¿Por qué debe descomponerse el vector velocidad según los ejes coordenados?

40) ¿Qué debe darse para que, en particular, se denomine tiro horizontal al tiro oblicuo?

41) Un día en el que el viento sopla a razón de 25 km/h, un insecto intenta volar por sobre la doble

línea amarilla de una ruta, llevando una velocidad propia de 2,5 m/s. Calcular cuál es la velocidad

resultante del mosquito, si el viento sopla normalmente a la ruta

42) Un nadador se tira al río con la intención de cruzarlo. Si la velocidad del atleta es de 2 m/s y la

resultante, de 5 m/s. Determinar el valor de la velocidad del agua y la dirección de la resultante

43) Indicar el alcance de una pelotita que es pateada con velocidad inicial de 5 m/s, formando un

ángulo de 37º con la horizontal. Determinar también la altura máxima alcanzada.

44) Un avión que vuela horizontalmente a 1500 m de altura, a 450 km/h, deja caer una bomba en un

objetivo, ubicado sobre el nivel del mar. Calcular:

a. ¿a qué distancia se encontraba del objetivo, medida horizontalmente, en el momento del

lanzamiento?


b. ¿qué ángulo formaba la vertical del lugar de lanzamiento con la línea imaginaria que unía la

posición del avión con la del objetivo?

45) Un jugador de golf le pega a la pelotita imprimiéndole una velocidad de 40 m/s, la que forma un

ángulo de 53º con la horizontal, con el firme propósito de hacer “hoyo en uno”. Si el hoyo se

encuentra a 120 m, medidos horizontalmente y al mismo nivel desde el cual se le pega a la

pelotita, determinar:

a. a qué altura llega la pelotita

b. si entra directamente o no al hoyo, justificando

c. si se le pegase de modo tal que la velocidad hubiese sido la misma y el mismo el tiempo de

permanencia en el aire, cuál debería haber sido el ángulo de lanzamiento para que entre

directamente?

46) Un jugador de fútbol patea una pelota a 20 m del arco, provocándole una velocidad inicial de 15

m/s. Si el ángulo de lanzamiento es de 37º y el arco mide 2,3 m de altura, ¿convierte un gol? Si

justo en la mitad de la trayectoria del balón, un jugador del equipo contrario, de 1,97 m de alto,

salta 40 cm intentando cabecear la pelota. ¿Lo logra?

47) Una pelota de beisbol abandona el bat a una altura de 1,20m por encima del suelo, formando

un ángulo de 45º con la horizontal y con una velocidad tal que el alcance horizontal hubiera sido

de 120m. A la distancia de 108m de la plataforma de lanzamiento, se encuentra una valla de 5m

de alta. ¿Pasará la pelota por encima de la valla?

48) Un proyectil se dispara desde un punto A con una velocidad inicial de 700cm/s y con un ángulo de

37º con la horizontal, un segundo proyectil cae desde un punto B, que está situado a 800cm

sobre la recta que forma el ángulo de 37º con la horizontal, partiendo del reposo y en el mismo

instante en que parte el proyectil del punto A

a) Calcula cuánto ha descendido B en el momento de ser alcanzado por A

b) ¿En qué dirección se mueve A en el momento que alcanza a B?

49) Una persona lanza una pelota bajo un ángulo de 37º con respecto a la horizontal y una velocidad

inicial de 14,4m/s. Una segunda persona situada a 30m del primero sobre la misma línea de

referencia corre en dirección a la pelota para tratar de alcanzarla antes de que toque el suelo.

¿Qué velocidad debe llevar esta segunda persona para alcanzar la pelota?

50) Un cuerpo se lanza a una velocidad vi, formando un ángulo de 45º con el horizonte. Su vuelo

dura 3segundos. Halla la altura máxima a que se elevó el cuerpo y el alcance.

(h=11,03m;d=44,1m)

51) Desde un faro se dispara horizontalmente un proyectil hacia la superficie del agua. Se lo arroja

horizontalmente desde una altura de 25m a una velocidad de 300m/s, calcula a qué distancia del

faro penetra el proyectil y con qué velocidad lo hace. (h=11,03m;d=44,1m)


52) Una piedra lanzada con v=15m/s, forma un ángulo de 60º con la horizontal, cayendo a una

distancia d del lanzamiento. ¿Desde qué altura h deberá lanzarse la piedra horizontalmente y con

igual velocidad para que alcance la misma distancia d ( h=8,61m)

53) Desde una torre de 25m de altura se lanza una piedra a una velocidad v=20m/s formando un

ángulo de 30º con el horizonte. Halla:

a) El tiempo en que la piedra tarda en caer (3,49s)

b) La distancia a la que se encontrará en tierra con respecto a la base de la torre

c) La velocidad con la cual llega a tierra

54) Un cuerpo A es lanzado verticalmente hacia arriba a velocidad inicial 60m/s; 5segundos después

se lanza en las mismas condiciones otro cuerpo B ¿A qué altura a partir del lugar de lanzamiento

se encontrarán los dos cuerpo? (152,49m)

55) Hallar la aceleración de la gravedad en un planeta conociéndose que en éste, cuando un cuerpo

es soltado desde una altura de 4m, tarda 1s para golpear en el suelo. (g= 8m/s2)

56) Al mismo tiempo que se lanza una piedra hacia arriba según la vertical con la velocidad de 20m/s;

desde un punto situado en la misma vertical y a una altura de 30m se deja caer otro cuerpo.

Calcula el instante en que los dos cuerpos se encuentran y a qué altura del suelo lo hacen (t=

1,5s)

57) Se lanza verticalmente y hacia arriba una pelota con una velocidad de 10 m/s. En ese instante, se

deja caer otra, partiendo del reposo, desde 10 m de altura. Calcula el punto de encuentro y la

velocidad de las pelotas en el momento del choque.

58) Un avión que vuela a 2000 m de altura con una velocidad de 800 km/h suelta una bomba cuando

se encuentra a 5000 m del objetivo. Determina:

a) ¿A qué distancia del objetivo cae la bomba?.

b) ¿Cuánto tarda la bomba en llegar al suelo?

59) Un proyectil es disparado desde un acantilado de 20 m de altura en dirección paralela al río, éste

hace impacto en el agua a 2000 m del lugar del disparo. Determina:

a) ¿Qué velocidad inicial tenía el proyectil? v=1000m/s

b) ¿Cuánto tardó en tocar el agua? t=2s

LEYES DE NEWTON– LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

1) Enunciar las tres Leyes de Newton. Explicitar matemáticamente la segunda.

2) Indicar en qué unidades se miden, en cada sistema:

a) velocidad

b) aceleración

c) masa

d) fuerza


e) peso

3) Explicar claramente la diferencia entre PESO y MASA

4) ¿Qué es el diagrama de cuerpo libre?

5) ¿A qué se denomina Normal, estando un cuerpo apoyado en una superficie?

6) Realizar el DCL de cada cuerpo en cada caso:

a) maceta cayendo libremente en la Tierra

b) señorita de pie, esperando el colectivo

c) alumno sentado en un silla, estudiando Física

7) ¿A qué se denomina fuerza de roce? ¿Cómo se calcula?

8) Realizar el DCL y platear la 2da Ley de Newton en cada caso

a) niñito resbalando sobre una superficie cubierta de hielo, sin roce

b) ídem con roce

9) Si a un cuerpo de 5 kg se le aplica una fuerza de 10 kgf, ¿cuál es su aceleración?

10) Si a un cuerpo de 5 kgf se le aplica una fuerza de 10 N, ¿cuál es su aceleración?

11) Un cable horizontal tira de una carreta de 200 kg. La fuerza en el cable es de 500 N. Partiendo del

reposo

a) ¿Qué tiempo le llevará a la carreta alcanzar la velocidad de 8 m/s?

b) ¿Qué distancia habrá recorrido?

12) Calcular el valor de la tensión de la cuerda que sostiene un elevador de 1 ton en cada caso:

a) sube con velocidad constante de 2 m/s

b) baja con velocidad constante de 1 m/s

c) está en reposo

d) sube con aceleración de 1,5 m/s2

13) Un automóvil choca contra un muro a 25 m/s, y se detiene en 0,1 s. Calcular la fuerza promedio

ejercida por un cinturón de seguridad sobre un maniquí de 75 kg.

14) Por acción de una fuerza de 25 N, un cuerpo de 60 N se desplaza por una superficie horizontal

con una fuerza de rozamiento de 12 N, durante 8 s. Luego deja de actuar la misma. Averiguar:

a) la aceleración que adquiere mientras se aplica la fuerza

b) la velocidad a los 8s,

c) la desaceleración adquirida.

15) Un cuerpo de 34 kg se mueve, por acción de una fuerza, a velocidad constante sobre una

superficie con 50 N de rozamiento. Averiguar el valor de la misma.

16) Una fuerza horizontal F se ejerce sobre una caja de 20 kg para hacerla deslizar hacia arriba por

un plano inclinado de 30º. La fuerza de fricción vale 80 N. ¿Cuál debe ser la magnitud de la

fuerza F si la aceleración de la caja en movimiento debe ser (a) cero y (b) 0,75 m/s2?

17) Una caja de 20 kg está apoyada sobre un plano inclinado de 25º con la horizontal. La fuerza de

roce es de 52 N. Calcular la aceleración con la que desciende la caja por el plano inclinado.


18) Averiguar la aceleración que adquiere el sistema en cada caso.

mA=25 kg

B A Fr=3,7 kgf mB=50 kg

19) Un cuerpo de 35 kg, se mueve con una velocidad de 20m/s sobre una superficie, donde la fuerza

de roce es de 52N, en esas condiciones se le aplica una fuerza de 30N.

a) ¿Cuánto vale la aceleración?

b) ¿Qué distancia recorre a partir que se le aplica la fuerza y pasan tres s?

c) ¿Cuál es la velocidad en ese tiempo?

20) A un móvil, en reposo, de 3,2 kg se le aplica una fuerza de 19 N logrando una aceleración de 2,5

m/s2. Dicha fuerza se aplica durante 10 s. Averiguar:

a) la fuerza de roce,

b) la velocidad alcanzada,

c) la distancia recorrida.

21) Encontrar el valor de la fuerza de roce que está actuando sobre un cuerpo de 30 kg cuando por

acción de una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 1,3 m/s2. Averiguar el tiempo que

tarda en alcanzar una velocidad de 20m/s si parte del reposo.

22) Una caja de 70 kg se arrastra, por una cuerda, con una fuerza de 400 N. La cuerda forma un

ángulo de 30º con la horizontal. La fuerza de roce es de 325 N, Calcular la aceleración adquirida.

23) Un cesto de 25kg cuelga del extremo de una cuerda. Calcular la aceleración cuando la tensión en

la cuerda es: a) 250N, b) 150N, c) cero, d) 196N.

24) Dos carretas, A y B, cuyas masas son mA = 80 kg, mB = 120 kg, se encuentran una junto a la

otra, como muestra la figura, apoyados sobre un piso horizontal que presenta rozamiento

despreciable. Sobre la carreta A se aplica una fuerza horizontal de 30 kgf.

Halle la intensidad de la fuerza de contacto entre ambos.

25) Un cuerpo de 5 kg desciende por un plano inclinado liso, que forma un ángulo de 30º con la

horizontal. Se pide:

a) diagrama de cuerpo libre

b) aceleración del bloque

c) distancia que recorre en 2 s

30


d) fuerza paralela al plano que debe aplicársele para que empiece a moverse con velocidad

constante

e) fuerza horizontal que debe aplicársele para que empiece a moverse con velocidad constante

26) Para cada uno de los siguientes casos, Determinar la aceleración del sistema y la tensión de la

cuerda que soporta los bloques:

a)

PA = 9,8 N mB = 0,5 kg

b) mC=10kg; PD = 1kgf; Ω = 30º

c) me = 1,5 kg; PF = 35 N; = 53º

d) e)

D Ω

C

2

kg

3

kg

3 N

2 N

A

B

E

F


f)

mA = 4 kg PB = 2 N

27) Un disco de hockey sobre hielo de 100 g, abandona al stick del jugador a 10 m/s y desliza 40 m

antes de detenerse. Determinar el valor de la fuerza de roce entre el disco y el hielo.

28) Repetir los apartados del ejercicio 42(excepto el ítem d ye), suponiendo que el coeficiente de

rozamiento es 0,05.

29) Un ascensor de 250kgf soporta una tensión de 4000N. Calcula: a.- la aceleración con que sube,

b.- cuánto valdría la tensión si bajara con velocidad constante.

30) Un cuerpo de 13 kgf está apoyado sobre un plano horizontal. Se le aplica una fuerza constante

por la cual su velocidad aumenta 30 m/s en 13 s. La fuerza de roce vale 31,85 N. Calcular:

a) la fuerza realizada

b) la velocidad si la fuerza se mantiene aplicada durante 20 s, sabiendo que el cuerpo parte del

reposo.

c) la distancia recorrida en ese tiempo.

31) El sistema de la figura asciende por un plano inclinado 30°, que presenta rozamiento

despreciable. Las masas de los cuerpos son m1= 60 kg, m2= 40 kg.

Hacer los diagramas de cuerpo libre en cada caso, y determinar:

a) La intensidad de la fuerza F necesaria, para que se mueva con velocidad constante. b) La

fuerza que ejerce la cuerda. c) La intensidad de F necesaria para que se aceleren hacia arriba

a razón de 2 m/s2.

32) Una persona que desliza por un tobogán que tiene un ángulo de 45º, desciende sin rozamiento.

Calcula la aceleración con que desciende.

Si su aceleración es de 1,96m/s2 ¿cuál sería el ángulo de elevación del tobogán?

33) Calcular la tensión de la cuerda en cada caso:

a. b.

m = 2utm

m = 1 kg P = 20 N P = 3 kgf

37°

A

B

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1


34) Un móvil desciende por un plano inclinado (sin rozamiento) partiendo del reposo. Transcurridos

5segundos recorrió 20m. Calcula la inclinación del plano

35) Un montacargas de 2000kg sube con aceleración 3m/s2, calcula la tensión del cable que lo

sostiene.

36) Según la figura donde m1= 10kg, m2= 30kg y la fuerza tiene una intensidad de 40N, calcula la

aceleración del sistema y la tensión del cable

F=40N

37) Enunciar la Ley de Gravitación Universal. ¿A qué cuerpos es aplicable?

38) Calcular la fuerza F que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa m ubicado sobre su superficie.

¿Cómo se denomina dicha fuerza? rT=6,38x106m

39) Calcular el valor de “g” en los dominios de un trasbordador espacial, a 200 km de la superficie

terrestre. ¿Qué porcentaje de 9,8 m/s2 sería? Datos: mT=6x1024kg, rT=6,38x106m.

40) Calcular el valor de la masa de la Luna, si su distancia a la Tierra es de unos 3,8,22 x 108 m y la

fuerza gravitatoria entre ambas es de 2,044 x 1018 N.

41) Calcular la distancia entre dos masas de 2 kg cada una para que la fuerza gravitatoria entre ellas

sea de 1,5 x 10-7 N.

TRABAJO, ENERGÍA, POTENCIA

1) ¿Qué es el trabajo realizado por una fuerza? ¿En qué unidades se mide?

2) ¿Qué signo tiene el trabajo de la fuerza de roce? ¿Por qué?

3) ¿Qué valor tiene el trabajo realizado por la fuerza Normal? ¿Por qué?

4) Indicar el signo del trabajo realizado en cada caso:

a) Un hombre carga 5 libros de física

(brazo)

b) El hombre se desplaza cargando los

libros (brazo)

c) El hombre salta para verticalmente

para evitar una cinta que cruza la acera

(piernas, durante el ascenso)

d) Cae nuevamente al piso (Tierra)

e) Corre y se choca contra un poste

(poste)

f) Arranca nuevamente y patina sobre el

piso encerado (roce)

5) Un bloque de 0,3 utm es arrastrado por una fuerza de 5 N, que forma un ángulo de 37º con la

horizontal. Si la fuerza de rozamiento es de 1 N, Calcular:

m1 m2


a) trabajo realizado por cada fuerza

b) suma de los trabajos calculados en (a)

c) intensidad de la resultante

d) trabajo realizado por la resultante

e) ¿Qué conclusión puede obtenerse?

6) Una bomba de agua descarga 400 l por minuto dentro de un tanque ubicado 20 m por encima de

ella. Calcular el trabajo realizado por la bomba en 2 h, si la densidad del agua es 1 g/cm3.

7) Un fletero empuja una caja de 20 kg ejerciendo una fuerza de 80 N por un plano inclinado de 3 m

de longitud y rozamiento despreciable. Si el ángulo entre el plano y el suelo es de 40º,

Determinar el W realizado por el fletero si la fuerza que ejerce es:

a) paralela a la superficie del plano inclinado.

b) Paralela al suelo.

8) ¿Qué es la potencia desarrollada por un sistema? ¿En qué unidades se mide?

9) ¿Qué permite cuantificar la potencia de un equipo?

10) Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s en tocar tierra. Si su peso es de 4 N, ¿qué W deberá

efectuarse para elevarlo hasta el lugar desde donde cayó?

11) El kWh, ¿qué permite cuantificar?

12) Calcular la potencia necesaria para que una pala retroexcavadora eleve 500 kg de material

asfáltico para introducirlo en un camión, en un lapso de 20 s, a velocidad constante. Sabiendo

que el camión posee una altura de 2,5m

13) Si la potencia de un vehículo es de 30 CV a 50 km/h, ¿cuál es la intensidad de la fuerza ejercida

por el viento y el rozamiento del pavimento conjuntamente?

14) Si el kWh es cobrado $0,30 Determinar cuánto deberá pagarse en el bimestre por tener

encendida una bombita de 60 W durante 15 min diarios.

15) Una plancha consume 900 W. Si en una casa se plancha ropa durante 1 h por semana,

Determinar cuánto se deberá pagar por bimestre por realizar tan noble tarea.

16) ¿Qué es energía? ¿Qué tipos de energía pueden mencionarse? ¿En qué unidades se mide?

17) ¿Puede existir energía negativa? ¿Por qué?

18) ¿Qué es la energía cinética? ¿De qué depende para un cuerpo cualquiera?

19) ¿Qué es la energía potencial gravitatoria? ¿De qué depende para un cuerpo cualquiera?

20) Si una maceta ubicada en el alféizar de una ventana de un 5º piso, se deja caer a la planta baja,

y con otra exactamente igual colocada en el 9º piso se hace lo mismo, ¿cuál de las dos hundirá

más el césped del jardín de ingreso? ¿Por qué?

21) Una bala de 5 g lleva una velocidad de 400 m/s. Calcular la energía cinética que posee.

22) Un cuerpo de 200 N se desliza por un plano inclinado de 15 m de largo y 3,5 m de alto. Calcular:

a) ¿qué aceleración adquiere?

b) ¿qué energía cinética tendrá a los 3 s?


c) ¿qué espacio recorrió en ese tiempo?

23) Un proyectil de 5 kg es lanzado verticalmente hacia arriba con velocidad inicial de 60 m/s, ¿qué

energía cinética posee a los 3 s?, y ¿qué energía potencial al alcanzar la altura máxima?

24) Un cuerpo de masa m se desplaza con una rapidez v. ¿Qué ocurre con su energía cinética si se

duplica su rapidez?

25) Un astronauta toma una roca de 5 kg y la levanta hasta una altura de 1 m. Si el trabajo requerido

para ello es de 18,55 J, ¿en qué planeta se encuentra? ¿Por qué?

26) Calcular la energía potencial que posee un escalador de 75 kgf que ha hecho cumbre en el Monte

Everest.

27) Si un electrón se moviese a la velocidad de la luz, ¿Cuál sería su energía cinética?

28) ¿Qué relación existe entre la variación de energía cinética de un objeto que se mueve empujado

por una fuerza constante, y el trabajo realizado por ella?

29) ¿Qué relación existe entre la variación de energía potencial de un cuerpo y el trabajo realizado

por su peso?

30) ¿Qué señala el Principio de Conservación de la Energía? ¿Por qué es tan trascendente?

31) Citar un ejemplo en el que la energía mecánica se conserve.

32) Un bloque de 10kgf es lanzado hacia arriba a lo largo de un plano inclinado 37º con una velocidad

en el pie del plano de 9,8m/s. Se observa que sube una distancia de 5m a lo largo de la superficie

inclinada, se detiene y desliza hacia abajo hasta el punto de partida. (utilizando consideraciones

de energía)

a) Calcula la fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque

b) Calcula la velocidad del bloque cuando vuelve al pie del plano.

33) Un pelotita es lanzada verticalmente hacia arriba con velocidad de 5 m/s. Utilizando

consideraciones de trabajo y energía, calcular:

a) a qué distancia se Encontrar cuando su velocidad es el 50% de la de lanzamiento

b) qué velocidad posee en la altura máxima

c) hasta qué altura asciende

34) Como se muestra en la figura una cuenta se desliza sobre un alambre. Si la fuerza de fricción es

despreciable y en el punto A su velocidad es de 200cm/s. a) ¿Cuál será la velocidad en el punto B,

y cuál en el punto C? Por consideraciones de energía

A

80cm C

50cm

B=0cm

35) En una montaña rusa, el carrito (de 100 kg) es llevado por medio de una cinta transportadora

hasta el punto más alto, ubicado a 15 m desde el piso, como se muestra en la figura. Calcular la


velocidad en (B) ubicado a 3 m, la altura que alcanza en (C), si allí su velocidad es de 50 km/h, la

distancia que recorre horizontalmente hasta detenerse en (D), si la fuerza de roce es de 5 kgf.

A C

B

D

36) Un proyectil que pesa 8kgf es disparado por un cañón con una velocidad de 240m/s y un ángulo

de elevación de 45º. Se aumenta luego el ángulo de disparo a 90º y se lanza un segundo

proyectil, análogo al primero con la misma velocidad inicial. Calcula:

a) La altura máxima alcanzada por cada proyectil.

b) Demostrar que la energía total en la parte más alta de la trayectoria es la misma en ambos

casos.

c) Utilizando el principio de conservación de la energía, hallar la altura alcanzada por un proyectil

análogo, disparado con un ángulo de elevación de 30º e igual velocidad inicial.

37) Un bloque que pesa 8kgf, es empujado mediante una fuerza horizontal de 4kgf sobre una

superficie lisa durante un trayecto de 6m. El bloque parte del reposo:

a) calcula el trabajo realizado

b) ¿En qué se convirtió el trabajo realizado?

c) Comparar la respuesta calculando la aceleración, la velocidad y la energía cinética

38) Calcular el trabajo realizado por los frenos de un automóvil que marchando a 90 km/h, aplica los

frenos y se detiene recorriendo una distancia de 30 m. Masa del vehículo: 1,2 ton.

39) Una persona arrastra a lo largo de 20 m una caja de 30 kg por un suelo horizontal, aplicando una

fuerza constante de 120 N paralela a dicho suelo. Si la fuerza de fricción entre el piso y la caja es

de 25 N, Determinar el trabajo realizando por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo

y el de la resultante.

40) Dos ciclistas viajan por la misma ruta, con igual dirección y sentido. Uno de ellos anda más

rápido que el otro, siendo sus masas exactamente iguales, sumando la del rodado y la del

conductor. Ambos chocan contra un fardo de alfalfa. ¿Cuál de los dos hará desplazarse más al

fardo? ¿Por qué?


41) Un camión transporta 20 vacas desde el campo al frigorífico. Si otro camión que marcha a la

misma velocidad, acarrea 40 vacas con el mismo destino, ¿cuántas veces mayor es su energía

cinética? (considerar despreciable la tara del camión). Si 20 vacas del segundo camión escapan al

detenerse el mismo en una estación de servicio y el conductor desesperado, aumenta la velocidad

al doble de la del primer camión, ¿Cuántas veces mayor será ahora su energía cinética? ¿Por qué?

42) Determinar la potencia desarrollada por la bomba del problema (7).

43) Un bloque de 50kgf, es empujado una distancia de 6m subiendo por la superficie de un plano

inclinado 37º mediante una fuerza de 50kgf paralela a la superficie inclinada.

El bloque parte del reposo y la fuerza de roce es de 8kgf. Calcula:

a) El trabajo realizado por el agente que ejerce la fuerza de 50kgf

b) El aumento de la Ec y Ep del bloque

c) La energía convertida en calor.

ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS

1) ¿Qué estudia esta rama de la física? ¿Qué es un fluido?

2) ¿Qué es la densidad de una sustancia? Indicar las unidades en las que se la mide, en el sistema

cegesimal y en el SIMELA.

3) ¿Qué es la densidad relativa?

4) ¿Qué es el peso específico de una sustancia?. Indicar en qué unidades se lo mide en el sistema

cegesimal y en el SIMELA. ¿Cómo se relaciona con la densidad?

5) Si la densidad de las plumas de un pájaro es de 0,5 g/cm3 y la del hierro es de 7,8 g/cm3, ¿qué

pesa más: 1 kg de plumas o uno de hierro? ¿Por qué?

6) Un trozo de aluminio (ρ = 2,7 g/cm3) tiene 25 g de masa. Calcular:

a) su volumen

b) la medida de su arista

c) su peso

d) qué fracción del mismo tiene la mitad

de masa

e) qué fracción del mismo tiene la mitad

de volumen

f) qué fracción del mismo tiene la mitad

de densidad.

7) Un lingote aparentemente de oro (ρ = 19,3 g/cm3) tiene 25 cm de largo por 10 cm de ancho por

5 cm de alto. Si su peso es de 20 kgf, será de oro?

8) ¿Qué expresa la presión ejercida por un sólido? Dar las unidades de medida en los tres sistemas

estudiados.

9) Una mujer de 65 kgf, apoya su pie derecho con la parte delantera y su pie izquierdo, con el taco.

Si la relación de superficies entre ambas zonas es de 10/3, ¿con cuál de los dos pies ejercerá

mayor presión? ¿Cuántas veces más?


10) Si una persona clava un clavo en una pared, ¿por qué debe colocar sobre ésta la parte más fina

del clavo?

11) ¿A qué se denomina presión hidrostática?

12) A una persona se le suministra sangre (ρ = 1,05 g/cm3) desde un recipiente colocado 60 cm por

encima de su brazo. ¿Cuánto más alta es la presión en esa posición respecto de estar colocada a

la altura de su brazo?

13) Una persona se mide la presión arterial y, como resultado le informan “13 / 6”. ¿En qué unidades

se mide? ¿Qué se mide?

14) Enunciar el Principio de Pascal.

15) ¿Qué es una prensa hidráulica? ¿En qué situaciones cotidianas es observable?

16) Si el pistón menor de una prensa hidráulica tiene 3 cm de radio y el mayor, 2m de diámetro,

¿qué fuerza deberá aplicarse en el de menor tamaño para levantar un automóvil de 1 ton?

17) ¿Qué son los vasos comunicantes? ¿Qué permiten observar? Indicar una aplicación cotidiana.

18) Describir brevemente el experimento realizado por Torricceli, relacionado con la presión

atmosférica.

19) Si Torricceli hubiese usado agua en vez de mercurio, ¿qué altura hubiese tenido la columna de

líquido?

20) A 10 km de altura, la presión atmosférica es de 0,276 atm, aproximadamente. ¿Qué fuerza

soporta la ventana de un avión de 12 cm x 50 cm cuando vuela a esa altura? Suponer que la

presión en el interior del avión es de 1 atm.

21) Calcular la presión que soporta un buzo táctico al sumergirse a 20 m de profundidad en el mar, si

la ρ del agua salada es de 1,03 g/cm3.

22) ¿A qué profundidad en agua dulce la presión es el doble de la atmosférica?

23) Enunciar el Principio de Arquímedes. Explicitar ejemplos que lo muestren.

24) Realizar el diagrama de cuerpo libre de una esferita de telgopor que ha sido colocada en un vaso

que contiene agua. ¿Por qué flota?

25) ¿Por qué sube un globo aerostático? ¿Cómo debe ser la densidad del gas con el que se lo llena,

respecto de la del aire? ¿Por qué?

26) ¿Por qué es más fácil levantar a una persona dentro de una piscina que fuera de ella?

27) Un bloque de hierro tiene 50 g de masa. Calcular:

a) su volumen

b) su peso en el aire

c) el empuje que recibe al sumergirlo en

agua

d) su peso aparente en el agua

28) Una llave pesa 26,03 gf en el aire y 21,48 gf al sumergirla por completo en agua. Determinar:

a) su volumen

b) la densidad relativa del material con la que está hecha.

29) Una medallita pesa 5 gf en el aire, 3 gf en agua y 3,24 gf en bencina. Calcular:


a) densidad del metal

b) densidad de la bencina

30) Una boya flota entre dos aguas en el río, con una rana de 200g sobre ella. Al salirse la rana de la

boya, ésta sube 2cm sobre el nivel del agua. Suponiendo que la boya es cilíndrica, calcular su

volumen sabiendo que tiene una altura de 10cm.

31) Un corcho pesa en el aire 5gf. Un lastre pesa 86gf en agua. Cuando el corcho y el lastre se unen,

el peso de ambos bajo el agua es de 71gf. ¿Cuál será la densidad del corcho?

DINÁMICA DE LOS FLUIDOS

1) ¿Qué estudia esta rama de la física?

2) Se trabajará con fluidos ideales, es decir que no son viscosos ni compresibles, de régimen

estacionario y laminar. Explicar cada uno de estos parámetros.

3) ¿A qué denomina caudal o gasto de fluido? Indicar las unidades en las que se la mide, en el

sistema cegesimal y en el SIMELA.

4) Una cañería del sistema de distribución tiene un diámetro de 150 mm. Por ella circula agua a

razón de 0,03 m3/s. Calcular la velocidad del fluido.

5) Enunciar la Ecuación de continuidad, explicando lo que indica. Si se tiene el extremo de una

manguera por la que sale agua y se aprieta el orificio de salida de modo tal de obstruir levemente

el paso de líquido, ¿Qué cambio se observa en al agua al salir?

6) Determinar la relación entre la velocidad en un punto de una cañería donde el diámetro es D1 y la

velocidad, v1 y otro punto donde se produce un ensanchamiento hasta duplicar el diámetro.

7) EL alcohol que sale a 6 m/s de una manguera de 6 cm de diámetro pasa a otra de 3 cm de

diámetro, conectada a la primera. ¿Cuál es la velocidad en el tubo más pequeño? ¿Es mayor el

caudal? ¿Por qué?

8) ¿Qué sucede con la presión de un fluido cuando varía su velocidad? ¿Con qué nombre se conoce

este efecto?

9) En la figura se representa una cañería horizontal por la que circula un fluido. Expresar

matemáticamente el cálculo de la altura h


10) Se denomina fuerza de sustentación a la que permite que ciertos objetos permanezcan en el aire.

Explicar cómo se origina en el ala de un avión, tomando el esquema como ayuda.

11) Si se dispone de manera inversa, ¿en qué puede aplicarse?

12) El ala de un avión experimenta una fuerza de sustentación de 363 kgf. Se el ala mide 7,7 m de

largo y 1,5 m de ancho, ¿Cuál es la diferencia de presiones entre la parte inferior y la superior?

13) En las cañerías suele escucharse, eventualmente un chasquido intenso conocido como “golpe de

ariete”. Explicar cuándo y por qué sucede.

14) Deducción de la ecuación de Bernoulli. Explicitar y dar la ley matemática cada uno de los

parámetros indicados

a) Trabajo para desplazar la masa de líquido de 1 hasta 2

b) Variación de energía cinética del fluido desde 1 hasta 2

c) Variación de la energía potencial del fluido desde 1 hasta 2

d) Principio de Conservación de la Energía entre 1 y 2

e) Expresión tradicional de la Ecuación de Bernoulli

15) Por una cañería como la de la figura del ejercicio (9) fluye agua a 4 m/s en el sector de diámetro

menor. SI la diferencia de altura entre las columnas de líquido es de 8 cm, ¿cuál era la velocidad

en el sector de mayor diámetro?

16) Teorema de Torricelli. ¿En qué casos se aplica?

17) Un tanque contiene agua hasta una altura de 15 m. Se practican 3 orificios a 2, 5 y 7 m de

altura. Calcular la velocidad de salida del agua por cada uno de ellos.

18) En los inodoros, al hacer correr agua, un mecanismo llamado sifón permite la evacuación más

eficientemente. Explicar cómo funciona.

fÍsica ii cuarto aÑo ejercitaciÓn anual sÁbato; “física” tomos i y ii; kapelusz; ciudad...

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