GUIA DE FISICA I JUNIO DE 2012

ELABORADA POR: VIRGINIA VELAZQUEZ TREJO

1A- REALICE LAS SIGUIENTES CONVERSIONES

A) 30 m/s a km/h. C) 200 cm 2 a m 2

E) 18 m 3 a cm 3

G) 3500 pies3/s a l/h I) 7428 mm a millas

B) 120 millas/h a m/s. D) 5 pies2 a m 2

F) 150 pies3 a galones H) 6.5 km a pulgadas J) 9 galones a cm 3

RESUELVA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS

2A) Encontrar gráfica y analíticamente el valor de las componentes perpendiculares de los siguientes vectores, cuyos ángulos están medidos respecto al eje horizontal positivo, es decir, el eje x positivo.

a) F!=320N con un ángulo de 25° b) F2=585N con un ángulo de 170° c) F3=769N con un ángulo de 330°

2B) Encontrar la resultante de las siguientes fuerzas concurrentes así como el ángulo que forma respecto al eje X positivo, utilizando el método gráfico del polígono y el analítico.

Y

F,=40N

F 4 =30N

F 3 =40N

2C) Determinar por el método gráfico del polígono y el analítico la resultante de las siguientes fuerzas concurrentes, así como el ángulo formado respecto al eje X positivo. Los ángulos de las fuerzas están medidos con respecto al eje X positivo.

a) Fi= 200 Na 30° ; b) F2= 300 Na90°. c) F3= 150 N a 120° d) F 4=250 Na 290°

2D) Encontrar la resultante de las siguientes fuerzas concurrentes así como el ángulo que forma respecto al eje X positivo, utilizando el método gráfico del polígono y el analítico.

3A) Una lancha de motor parte del reposo y alcanza una velocidad de 60 km/h al Este en 22 segundos. Calcular: a) Su aceleración en m/s2. b) Su desplazamiento en m.

3B) Una pelota al ser soltada en una pendiente adquiere una aceleración de 6 m/s2 en 1.2 segundos. Calcular: a) ¿Qué rapidez lleva en ese tiempo? b) ¿Qué distancia recorrió?

3C) Un motociclista que se dirige hacia el Sur lleva una velocidad de 10 km/h, si después acelera uniformemente 3m/s2 durante 5 segundos, calcular: a) La velocidad obtenida al término de los 5 segundos. b) El desplazamiento que tuvo después de su aceleración.

y

V 2=30m/s

3D) Un automovilista que lleva una rapidez de 80 km/h aplica los frenos para detenerse en 5 segundos ante un semáforo, considerando la aceleración constante, calcular:

a) La aceleración. b) La distancia total recorrida desde que aplicó los frenos hasta detenerse c) La rapidez que lleva a los 2 segundos de haber aplicado los frenos. d) La distancia que recorrió durante los primeros 2 segundos de haber

frenado.

3E) Una caja se cae accidentalmente de una camioneta que lleva una velocidad de 60 km/h hacia el Este, recorriendo 15 m antes de detenerse. Si la aceleración es constante, calcular:

a) La aceleración. b) El tiempo que tarda la caja en detenerse. c) La distancia que recorre el primer segundo de su caída.

4A) Un balón de fútbol se deja caer desde una ventana y tarda en llegar al suelo 5 segundos. Calcular.

a) ¿Desde que altura cayó? b) ¿Con que velocidad cae al suelo?

4B) Una piedra se suelta al vacío desde una altura de 120 m. Calcular: a) ¿Qué tiempo tarda en caer? b) ¿Con que velocidad cae?

4C) Se tira una piedra verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 8 m/s. Calcular:

a) ¿Qué velocidad llevará a los 4 segundos de su caída? b) ¿Qué distancia recorre en ese tiempo?

4D)Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad de 20 m/s Calcular: a) ¿Qué distancia recorre a los 2 segundos? b) ¿Qué velocidad lleva a los 2 segundos? c) ¿Qué altura máxima alcanza? d) ¿Cuánto tiempo dura en el aire?

5A) Un engrane aumentó su velocidad angular de 12 rad/s a 60 rad/s en 4seg.¿Cual fue el valor de su aceleración angular?

5B) Una banda gira con una velocidad angular de 12 rad/s y recibe una aceleración angular de 6 rad/s2 durante 13 segundos. Calcular:

a) ¿Qué valor de velocidad angular lleva al cabo ae los 13 segundos? b) ¿Qué valor de desplazamiento angular tuvo?

5C) Un disco que gira a 2 rev/s aumenta su frecuencia a 50 rev/s en 3 seg. determinar cual fue el valor de su aceleración angular en rad/s2.

5D) Una rueda de la fortuna gira inicialmente con una velocidad angular de 2 rad/s, si recibe una aceleración angular de 1.5 rad/s2 durante 5 segundos. Calcular: a) ¿Cuál será el valor de su velocidad angular a los 5 segundos. b) ¿Cuál será el valor de su desplazamiento angular? c) ¿Cuántas revoluciones habrá dado al término de los 5 segundos?

5E) Si una hélice gira a 15 rad/s y recibe una aceleración angular de 7 rad/s2

durante 0.2 minutos. ¿ Cuál es la velocidad final y el desplazamiento angular que tuvo?

6A) Encontrar el valor de la tensión que soporta cada una de las cuerdas que sostienen diferentes pesos de acuerdo con las siguientes figuras:

a)

6B) Calcular el valor de la tensión y el empuje de la barra en las siguientes armaduras:

6C) Calcular el valor del peso que se debe aplicar para que la barra quede en equilibrio y determinar el valor de la tención en la cuerda que sujeta a la barra, si el peso de ésta es despreciable:

6D) Calcular la tensión en la cuerda que sostiene a la siguiente viga y a qué distancia se encuentra del punto A. considere despreciable el peso de la viga.

T

10m

B

60 N

6E) Encontrar los valores de los esfuerzos de reacción a que se encuentran sujetos los apoyos en la siguiente viga. Considere despreciable el peso de la viga.

F1 = 100 N

2m * 3 m fe

F2 = 150N

3m 1 " ^

1 r

R A = ? R B = ?

6F) Encontrar el valor de los esfuerzos de reacción en cada uno de los apoyos en la siguiente viga, misma que tiene un peso de 200N.

Fi =300 N F2 = 300 N

RA = ?

I « 3 m * 2 m 2m 1 I * * ^

i \ l i P = 200 N

A R B = ?

6G)Calcular la reacción en el apoyo A y B de la siguiente viga, cuyo peso es de 400N.

Fi = 50 N

707

F2 = 40 N , F3 =60 N

1m 1m 1m 1m

P = 400 N RA = ? R B = ?

7A) Calcular la fuerza neta que debe aplicarse a un cuerpo de 25 N para que Adquiera una aceleración de 3 m/s2

7B) Determinar la aceleración que recibirá un cuerpo como resultado de las siguientes fuerzas aplicadas.

30N 50N 3kg 40N

7C) Un montacargas eleva un cuerpo de 2310 N con una fuerza de 2935 N. determine la aceleración con que sube el cuerpo.

7D) Un elevador y su carga pesan 7458 N. Calcular la tensión del cable del elevador si éste desciende a una velocidad de 4 m/s y se detiene a una distancia de 6m., manteniendo una aceleración constante.

7E) Un bloque de 8 kg es jalado mediante una fuerza horizontal como se ve en La figura:

R

Fx m = 8kg i», m = 8kg

f

p Calcular:

a) La fuerza de reacción que ejerce el piso sobre el bloque. b) La fuerza horizontal que se requiere para dar al bloque"una velocidad

horizontal de 4 m/s en 1.5 segundos a partir del reposo, desprecie la fricción entre el bloque y el piso.

8A.- Una barra metálica de 800 N se acerca a otra de 1200 N hasta que la distancia entre sus centros de gravedades de 80 cm. ¿Con que fuerza se atraen?

8B.-¿ A que distancia se encuentran dos cuerpos de 1.2 x 10 3 kg y 1.5 x 103 kg Si se atraen con una fuerza gravitacional de 4.8 x 10"6N?

Determine la masa de un cuerpo, si la fuerza gravitacional con que se atrae con otro de 100 kg es de 60 x 10"10N y la distancia entre ellos es de 10m.

Determinar la fuerza gravitacional que ejercerá la luna sobre una roca de 1 kg al encontrarse en un punto donde el radio lunar es de 1.74 x 106 m. La masa de la luna es de 7.25 x 1 0 2 2 kg.

Se aplica una fuerza en forma horizontal sobre un cuerpo de 18 N desplazándolo 6 m. Puesto que la fuerza aplicada es capaz de vencer a la fuerza de fricción y de mover el cuerpo a velocidad constante, calcule el trabajo realizado.

Calcular el trabajo realizado por una fuerza de 200 N que forma un ángulo de 25° respecto a la horizontal, al desplazar 2 metros el cuerpo que se ve en la siguiente figura:

F = 200 N

b) Calcular el trabajo si la fuerza es paralela al desplazamiento. c) Determinar el trabajo si la fuerza es perpendicular al desplazamiento.

9C- Una persona de 686 N sube por una escalera que tiene una longitud de 25 m hasta llegara una altura de 15m. Calcular: a) ¿Qué trabajo realizó? b) ¿Qué trabajo realiza si sube a la misma altura, pero usando una

escalera de 35m?

9D.- Una persona levanta un bulto de cemento de 490N desde el suelo hasta Colocarlo sobre su hombro a una altura de 1.45 m. Calcular:

a) El trabajo que realiza. b) Si se queda inmóvil 30 segundos ¿Qué trabajo realiza? c) Si mantiene el bulto a la misma altura y camina 5m¿Qué trabajo realiza?

9E.- Un bloque de 3 kg es jalado por una fuerza de 45N con ángulo de 30° como se ve en la figura, desplazándolo 5m. Considere que él coeficiente de fricción dinámico con el suelo es de 0.25. Calcular: a) El trabajo realizado por las fuerzas que actúan sobre el bloque. b) El trabajo resultante.

10A.-Determine la masa de un cuerpo cuya energía cinética traslacional es 400J y lleva una velocidad de 108 km/h.

10B.-Calcular la velocidad de un cuerpo de 4 kg si tiene una energía cinética traslacional de 100J.

10C.-Una camioneta lleva una energía cinética traslacional d e 4 x 1 0 4 J y se detiene después de recorrer 20m. Calcular la fuerza media que ha actuado para detenerla.

10D.- Un cuerpo de 200g se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 90 km/h . Calcular: a) Su energía cinética traslacional y su energía potencial gravitacional al

inicio de su ascenso. b) Su energía cinética traslacional y su energía potencial gravitacional

cuando ha subido 10m.

10E.- ¿ A qué altura debe encontrase un cuerpo de 4.5 kg para que tenga una energía potencial gravitacional de 90 J?

I IA . - Determinar en watts y en caballos de fuerza la potencia que necesita un motor eléctrico para poder elevar una carga de 20 toneladas a una altura de 30 m en 15 segundos.

I I B . -Un motor de70hp eleva una carga de 6 x 10 3 N a una altura de 60 m. ¿En que tiempo la sube?

11C- Calcular la velocidad con la que un motor de 40 hp eleva una carga de 15000N.

I ID . - Calcular la potencia de una grúa que es capaz de levantar 50 bultos de cemento hasta una altura de 15m en 3 segundos, cada bulto contiene contiene 50 kg.

I I E . - Calcular el tiempo que requiere un motor de un elevador de 37500W para elevar una carga de 5290 N a una altura de 70m.

12A.- Un cuerpo de 3 kg lleva una velocidad de 5 m/s al chocar de frente con otro cuerpo de 4 kg y que va a una velocidad de 2 m/s. Considerando el choque completamente inelástico. ¿Qué velocidad llevarán los cuerpos después del choque?

12B.-Una pelota de 200 gramos es pateada durante 0.03 segundos adquiriendo una velocidad de 25 km/h ¿Qué fuerza recibió?

12C.-Una camioneta de tres toneladas y media viaja a 80 km/h. Al frenar su velocidad disminuye a 15 m/s en 5 segundos. ¿ Cuál es el valor de la fuerza promedio que disminuye la velocidad?

12D.- Un automóvil de 1900kg lleva una velocidad de 16 m/s. Calcular: a) ¿Cuál es su cantidad de movimiento? b) ¿Qué velocidad debe llevar un camión de 5 toneladas para tener la

misma cantidad de movimiento que el automóvil?

12E.- Un proyectil de 3 kg es disparado por un cañón de 290 kg. Si el proyectil sale con una velocidad de 400 m/s ¿Cuál es la velocidad de retroceso del cañón?