8/20/2019 Tarea #6_2015_PI_FS100 CAP08

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Guía de Trabajo #8 Conservación de la Energía Mecánica 7 de noviembre de 2014, III-2014 1

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Facultad de CienciasEscuela de Física

Física General I FS-100

Nombre: __________________________ Cuenta: ___________________

Docente:______________ Sección:_____ Firma:________ Firma Rev:________

Instrucciones:   Resuelva de forma clara y ordenada los problemas que se plantean a continuación, todas las res-

puestas deben estar justificadas por un procedimiento y encerradas con un recuadro en tinta, de lo contrario no tiene 

derecho a reclamos.

#1 La figura muestra dos rampas distintas sin fricción. Las alturas  y1  y   y2  son iguales en cada rampa. Si un bloque

con masa m se suelta del reposo en el extremo izquierdo de cada rampa, ¿cuál bloque tendrá mayor rapidez alllegar al extremo derecho?

a) El bloque I

b) El bloque II

c) La rapidez es la misma para ambos bloques.

#2 La figura muestra dos rampas distintas sin fricción. Las alturas  y1  y   y2  son iguales en cada rampa. Si un bloque

con masa m se suelta del reposo en el extremo izquierdo de cada rampa, ¿cuál bloque llegará primero al extremoderecho?

a) El bloque I

b) El bloque II

c) Ambos bloques llegan al mismo tiempo.

#3 Un carro de montaña rusa (ver figura), se sube hasta el punto 1 desde donde se libera del reposo. Suponiendo

que no hay fricción, calcule la rapidez en los puntos 2, 3 y 4.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH 

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#4 Dos masas están conectadas mediante un resorte, como se muestra en la figura. La masa  mA   = 4.00 kg descansa

sobre un plano inclinado sin fricción, mientras que  mB   = 5.00 kg inicialmente se mantiene a una altura de h=0.75m sobre el suelo. Si a  mB  se le permite caer, use la conservación de energía para encontrar la velocidad de lasmasas justo antes de que  mB  golpee el suelo.

#5 Queremos subir una caja de 12.0 kg a un camión deslizándola por una rampa de 2.50 m inclinada 30°. Un obrero,

sin considerar la fricción, calcula que puede subir la caja por la rampa dándole una rapidez inicial de 5.00 m/scon un empujón en la base. Sin embargo, la fricción no es despreciable; la caja sube 1.60 m por la rampa, separa y se desliza de regreso (ver figura).

a) Suponiendo que la fuerza de fricción que actúa sobre la caja es constante, calcule su magnitud.

b) Qué rapidez tiene la caja al volver a la base de la rampa?

#6 En una situación de diseño, un elevador de 2000 kg con cables rotos cae a 4.00 m/s cuando hace contacto con un

resorte amortiguador en el fondo del cubo. Se supone que el resorte debe detener el elevador, comprimiéndose 2.00m al hacerlo (ver figura). Durante el movimiento, un freno de seguridad aplica una fuerza de fricción constantede 17,000 N al elevador. Imagine que es un consultor de diseño y le piden determinar qué constante de fuerzadebería tener el resorte.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH 

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#7 Una piedra con masa de 0.200 kg se libera del reposo en el punto A, en el borde de un tazón hemisférico de radio

R=0.500 m (ver figura). Suponga que la piedra es pequeña en comparación con R, así que puede tratarse comopartícula y suponga que la piedra se desliza en vez de rodar. El trabajo efectuado por la fricción sobre la piedraal bajar del punto A al punto B en la base del tazón es de 0.22 J.

a) Entre los puntos A y B, ¿cuánto trabajo es efectuado sobre la piedra por la fuerza normal?

b) Entre los puntos A y B, ¿cuánto trabajo es efectuado sobre la piedra por la gravedad?

c) ¿Qué rapidez tiene la piedra al llegar a B?d) De las tres fuerzas que actúan sobre la piedra cuando ésta se desliza hacia abajo por el tazón, ¿cuáles (si

acaso) son constantes y cuáles no lo son? Explique su respuesta.

e) Justo cuando la piedra llega al punto B, ¿cuál es la fuerza normal sobre ella hacia la base del tazón?

d) ¿Tiene información suficiente para calcular el coeficiente de fricción cinético entre las superficies? Explique.

#8 Un resorte ideal de masa despreciable tiene 12.00 cm de longitud cuando nada se une a él. Cuando usted cuelga

un peso de 3.15 kg del resorte, mide que la longitud de éste es de 13.40 cm. Si usted quisiera almacenar 10.0 J deenergía potencial en este resorte, ¿cuál sería su longitud total? Suponga que sigue obedeciendo la ley de Hooke.

#9 Una masa de 2.50 kg se empuja contra un resorte horizontal, cuya constante de fuerza es de 25.0 N>cm, sobre

una mesa de aire sin fricción. El resorte está unido a la superficie de la mesa, en tanto que la masa no está

unida al resorte de ninguna manera. Cuando el resorte se comprime lo suficiente como para almacenar 11.5 J deenergía potencial en él, la masa se libera repentinamente del reposo.

a) Encuentre la rapidez máxima que alcanza la masa. ¿Cuándo ocurre?

b) ¿Cuál es la aceleración máxima de la masa, y cuando ocurre?

#10 Un bloque con masa de 0.50 kg se empuja contra un resorte horizontal de masa despreciable, comprimiéndolo

0.20 m (ver figura). Al soltarse, el bloque se mueve 1.00 m sobre una mesa horizontal antes de detenerse. Laconstante del resorte es k=100 N/m.

a) Calcule el coeficiente de fricción cinética  µk  entre el bloque y la mesa.

b) Si el coeficiente de friccion estatica entre la superficie y la mesa es   µs   = 0.800, ¿podrá regresar el bloquedesde el punto de máxima compresión hacia la derecha? Explique.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH