INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE VERIFICACIÓN

CÓDIGO 205BL11000/09(F06)205BL12000/09(F06)205BL13000/09(F06)205BL15000/09(F06)

EVIDENCIA DE PRODUCTO

Cuatrimestre: ENERO – ABRIL 2016 Carrera: INGENIERÍA INDUSTRIAL Grupo: IIS1VB

Asignatura: FUNDAMENTOS DE FISICA Unidad de aprendizaje: III

Tipo de Examen: Unidad de Aprendizaje: x Final por Unidad: _____ Final Global: _______

Alumno: __________________________________________________ Matrícula:_________________ (Apellido paterno) (Apellido materno) (Nombre)

Facilitador: M. en C. JUANA GUADALUPE BRINGAS GONZÁLEZ

Resultado de aprendizaje: *Identificar las diferencias y cuerpos rígidos, similitudes entrepartícula y cuerpo rígido. *Calcular el desplazamiento, velocidad y aceleración de las mismassin considerar las causas que los generan para describir el movimiento de las partículas.*Describir el movimiento de cuerpos y partículas a través de las leyes de Newton de lamecánica clásica. *Resuelve problemas aplicando los conceptos de trabajo, energía y potencia.

Criterios de Evaluación: Cumplir por lo menos con 4 especificaciones correctas para acreditar.

INSTRUCCIONES: Verifique que las especificaciones del trabajo (programa, prototipo, ensayo,etc.) que presenta el alumno, coincidan con las enunciadas y marque con una “X” elcumplimiento o no en la columna correspondiente. Así mismo, es importante anotar lasobservaciones pertinentes.

No Especificaciones a evaluar REGISTRO DE CUMPLIMIENTO OBSERVACIONES

SI NO1 Es entregado puntualmente. Hora y fecha

solicitada (indispensable)2 Presentación (Portada, etc.), Limpieza del

trabajo y Ortografía3 Claridad de objetivo y Planteamiento del

problema4 Procedimiento y lógica de la solución.5 Solución correcta

Nota: Las evidencias por producto refieren los resultados o los productos identificables y tangibles, que pueden usarse como referentes para demostrar que la actividad fue realizada.

Ejercicios en Extra-clase

1. Habitualmente tardamos 10 minutos en ir a la escuela situada a 5km de distancia, yendo por una callerecta. Si un día, salimos de casa a 15 min antes del comienzo de la clase. Pero nos encontramos con unsemáforo estropeado que hace que la velocidad durante los 2 primeros kilómetros sea de 20 km/hr,¿llegaremos a tiempo?

2. La posición de una partícula viene descrita por la función indicada en la figura. Hallar la velocidadinstantánea en el instante t=2s. a) ¿Cuándo es mayor la velocidad? b) ¿Cuándo es nula? c) ¿Es negativaalguna vez?

3. Una persona que conduce un vehículo de noche por una autopista ve de pronto a cierta distancia uncoche parado y frena hasta detenerse con una aceleración de 5m/s2. a) ¿Cuál es la distancia de frenado delvehículo si su velocidad inicial es de 15m/s o de 30m/s? b) ¿Cuánto tarda el coche en detenerse si suvelocidad inicial es de 30m/s? c) ¿Qué distancia recorre el coche durante el último segundo?

4. Un coche va a 100km/h choca contra una pared de hormigón rígida. ¿Cuál es su aceleración?

5. Un electrón de tubos catódicos acelera el reposo con una aceleración de 5.33 x 10 12m/s2 durante 0.15ms.Después, el electrón se mueve con velocidad constante durante 0.2 ms. Finalmente alcanza el reposo conuna aceleraciónde -2.67 x 1013m/s. ¿Qué distancia total recorre el electrón?

6. Juan trepa un arbol para presenciar mejor al conferenciante de una ceremonia de graduación que secelebra al aire libre. Desgraciadamente ha olvidado sus prismáticos abajo. María lanza los prismáticos haciaJuan pero su fuerza es mayor que su precisión. Los prismáticos pasan a la altura de la mano extendida deJuan 0.69 seg después del lanzamiento y vuelven a pasar por el mismo punto 1.68 seg más tarde. ¿A quéaltura se encuentra Juan?

7. Una pelota de beisbol arrojada verticalmente hacia arriba desde la azotea de un edificio alto tiene unavelocidad inicial de 20m/s. a) Calcule el tiempo necesario para que alcance la altura máxima. b) Determinesu posición y velocidad después de 1.5 seg. c) ¿Cuales son su posición y velocidad después de 5 seg?

8. Determine la altura D del cable AB de manera que la fuerza en los cables AD y AC tenga la mitad del valorde la fuerza presente en el cable AB. ¿Cuál es la fuerza presente en cada cable para este caso? La macetatiene una masa de 50 kg.

9. Determine la masa de un cuerpo cuyopeso en la Tierra es de 100 N. Si esta masa se llevara a un planetadistante donde g = 2 m/s 2, ¿cuál sería supeso en ese planeta?

10. Un astronauta que pesa 150 Ib se da cuenta de que su peso se reduce a 60 Ib en un lugar distante. ¿Cuál esla aceleración debida a la gravedad en ese lugar?

11. ¿Cuál es el peso de un buzón de correo de 4.8 kg?¿Cuál es la masa de un depósito de 40 N?

12. El ascensor cargado que se muestra en la figura, se levanta con una aceleración de 2.5 m/s2. Si la tensión enel cable que lo soporta es de 9600 N, ¿cuál es la masa del elevador y su contenido?

13. Un almacenista empuja una caja por el piso, como se indica en la figura, con una fuerza de 10 N que apunta45° hacia abajo de la horizontal. Obtenga las componentes horizontal y vertical de la fuerza.

14. Una bola de 100 kg se hace descender por medio de un cable, con una aceleración hacia abajo (como semuestra en la figura) de 5 m/s2. ¿Cuál es la tensión en el cable?

15. Una máquina de Atwood consiste en una polea simple con masas suspendidas a ambos lados unidas por uncable. Se trata de una versión simplificada de gran número de sistemas industriales en los cuales se utilizancontrapesos para equilibrar. Suponga que la masa del lado derecho es de 10 kg y que la masa del ladoizquierdo es de 2 kg. (a) ¿Cuál es la aceleración del sistema? (b) ¿Cuál es la tensión en la cuerda?

16. Un bloque m1 de 5 kg se encuentra en reposo sobre una mesa sin fricción. Tiene atada una cuerda que pasasobre una polea liviana sin fricción y que está atada en su otro extremo a una masa m2, como se muestra enla figura. (a) ¿Cuál debe ser la masa m2 para impartir al sistema una aceleración de 2 m/s2? (b) ¿Cuál es latensión en la cuerda para este arreglo?

17. Un automóvil de 1200 kg tiene una rapidez de 25 m/s. ¿Qué fuerza resultante se requiere para detenerlo a 70m en un terreno nivelado? ¿Cuál debe ser el coeficiente de fricción cinética?

18. Un trabajador de bodega empuja una caja de 11.2 kg de masa sobre una superficie horizontal con rapidezconstante de 3.5 m/s. El coeficiente de fricción cinética entre la caja y la superficie es de 0.20. a) ¿Quéfuerza horizontal debe aplicar el trabajador para mantener el movimiento? b) Si se elimina esta fuerza, ¿quédistancia se deslizaría la caja antes de parar?

19. Se aplica una fuerza horizontal de 100 N para arrastrar un gabinete de 8 kg sobre un piso nivelado. Encuentrela aceleración del gabinete si mk = 0.2.

20. Un bloque de 3 kg parte del reposo en lo alto de un plano inclinado 30° y se desliza una distancia de 2 mhacia abajo por el plano en 1.5 s. Encuentre a) la magnitud de la aceleración del bloque, b) el coeficiente defricción cinética entre el bloque y el plano, c) la fuerza de fricción que actúa sobre el bloque, d) la rapidez delbloque después de deslizar 2 m.

21. En la figura, suponga que mk= 0.2. a)¿Cuál es la aceleración? b)¿Por qué no es necesario conocer la masadel bloque?

22. En la figura, a)¿Cuál es la aceleración en la figura, cuando el bloque de 10 kg desciende por el plano enpresencia de fricción? Suponga que mk= 0.2. b) ¿Cuál es la tensión en la cuerda ?

23. Dos bloques unidos mediante una cuerda de masa despreciable se arrastran mediante una fuerza horizontal.Suponga que F = 68 N, m1 = 12 kg, m2 = 18 kg y el coeficiente de fricción cinética entre cada bloque y lasuperficie es 0.1. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para cada bloque. b) Determine la tensión T y lamagnitud de la aceleración del sistema.

24. Usted está bajando dos cajas, una encima de la otra, por la rampa que se muestra en la figura 5.53, tirandode una cuerda paralela a la superficie de la rampa. Ambas cajas se mueven juntas a rapidez constante de 15cm/s. El coeficiente de fricción cinética entre la rampa y la caja inferior es 0.44, en tanto que el coeficiente defricción estática entre ambas cajas es de 0.8. a) ¿Qué fuerza deberá ejercer para lograr esto? b) ¿Cuálesson la magnitud y la dirección de la fuerza de fricción sobre la caja superior?

25. Un cuerpo de 2 kg se ata al extremo de una cuerda y se hace girar en un círculo horizontal de 1.5 m deradio. Si el cuerpo realiza tres revoluciones completas por segundo, determine su rapidez lineal y suaceleración centrípeta.

26. Una pelota de 4 kg se hace girar en un círculo horizontal por medio de una cuerda de 2 m de longitud. ¿Cuáles la tensión en la cuerda si el periodo es de 0.5 s?

27. Dos masas de 500 grs giran alrededor de un eje central a 12 rev/s, como se muestra en la figura. (a) ¿Cuál es la fuerza constante que actúa sobre cada masa?(b) ¿Cuál es la tensión en la barra de soporte?

28. ¿Cuál es la máxima velocidad a la que, sin derrapar, un automóvil puede tomar una curva cuyo radio es de100 m, si el coeficiente de fricción estática es de 0.7?

29. El límite de velocidad de cierta carretera es de 80 km/h. Encuentre el ángulo de peralte óptimo para una curvacuyo radio es de 300 m.

30. En muchos parques de diversión podemos encontrar un aparato llamado rotor. Es un espacio cilíndrico huecoque gira con respecto al eje vertical central del cilindro. La persona que utiliza el juego, entra al aparato,cierra la puerta y se pone de pie contra al aparato, cierra la puerta y se pone de pie con la pared. EL aparatoaumenta gradualmente su velocidad rotatoria desde el reposo hasta que a una velocidad predeterminada, elpiso se abre hacia abajo quedando al descubierto un hondo agujero. La persona no cae sino que permanece“adherida” contra la pared del roto. ¿Qué velocidad rotatoria mínima es nececaria para impedir la caída?

31. En la figura, suponga que una pelota de 2 kg tiene una velocidad de 5 m /s cuando al girar pasa por la partemás alta del círculo cuyo radio es de 80 cm. (a) ¿Cuál es la tensión en la cuerda en ese instante? (b) ¿Cuáles la mínima rapidez necesaria al pasar por la parte más alta para que se conserve el movimiento circular?

32. El diseño de la rampa de salto de esquís que se muestra en la figura requiere conocer el tipo de fuerzas quese ejercerán en las esquiadora y su trayectoria aproximada. Si en este caso el salto se puede representar deforma aproximada por una parábola, a) Determine la fuerza normal en la esquiadora de 150 lb en elmomento en que llega al extremo de la rampa (punto A), donde su velocidad es de 65ft/s. b) ¿Cuál es suaceleración ene ste punto?

33. Una astronauta con una masa de 100 kg viaja en una estación espacial que se mueve en una órbita circular900 km sobre la superficie terrestre, (a) ¿Cuál es la rapidez de la estación espacial? (b) ¿Cuál es el peso delastronauta?

34. Una partícula móvil en el plano xy se somete a un desplazamiento conocido por D(r)=(2î + 3ĵ)m cuando unafuerza constante F=(5î + 2ĵ) actúa sobre la partícula.

35. Un vagón de 6 000 kg rueda a lo largo de la vía con fricción despreciable. El vagón se lleva al reposomediante una combinación de dos resortes en espiral, como se ilustra en la figura. Ambos resortes sedescriben mediante la ley de Hooke con k1=1600 N/m y k2=3400 N/m. Después de que el primer resorte secomprime una distancia de 30 cm, el segundo resorte actúa con el primero para aumentar la fuerza mientrasse presenta una compresión adicional como se muestra en la gráfica. El vagón llega al reposo 50cmdespués de que hace el primer contacto con el sistema de dos resortes. Encuentre la rapidez inicial delvagón.

36. Cada uno de los dos motores a reacción de un avión Boeing 767 desarrolla un empuje (fuerza hacia adelantesobre el avión) de 197,000 N. Cuando el avión está volando a 250 m/s (900 km/h o aproximadamente 560mi/h), ¿cuántos caballos de potencia desarrolla cada motor?

37. a)¿Cuántos joules de energía consume una bombilla eléctrica de 100 watts cada hora? b)¿Con qué rapideztendría que correr una persona de 70 kg para tener esa cantidad de energía cinética?

38. Un remolcador de esquiadores opera en una ladera a 15° con longitud de 300 m. La cuerda se mueve a 12km/h y se suministra potencia para remolcar 50 pasajeros (de 70 kg en promedio) a la vez. Estime lapotencia requerida para operar el remolcador.

39. Una masa de 40 kg se eleva a una distancia de 20 m en un lapso de 3 seg. ¿Qué potencia media se utiliza?

40. Si el motor M eleva la carga de 50kg a una velocidad constante de 1.5 m/s, determine la potencia de entradadel motor, el cual opera con una eficiencia e=0.8.

41. La masa de la plataforma P de la figura es insignofocante y está atada por abajo, de modo que las cuerdas de0.4 m de largo mantienen comprimido 0.m un resorte de 1m de largo cuando no hay nada sobre laplataforma. Si se coloca un bloque de 2 kg sobre la plataforma y se libera del punto de reposo después deque la plataforma se empuja hacia abajo 0.1m. Determine la altura máxima de h que el bloque se eleva en elaire, medida desde el suelo.

42. Si el motor ejerce una fuerza F=(600 + 2s2)N en el cable, determine la rapidez del embalaje de 100kg cuandose eleva a s=15m. Inicialmente el embalaje está en reposo en el suelo.

43. Un puente grúa mostrado enla fotografía se utiliza para probar la respuesta de un avión al estrellarse. Comose muestra en la figura, el avión cuya masa es de 8Mg, es izado hacia atrás hasta que q=60° y luego sesuelta el cable AC cuando el avión está en reposo. Determine la rapidez del avión justo antes de estrellarseen el suelo, q=15°. Además, ¿cuál es la tensión máxima desarrollada en el cable de soporte durante elmovimeinto? Ignore el tamaño del avión y el efecto de elevación provocado por las alas durante elmovimeinto.

44. El martinete R mostrado en la figura tiene una masa de 100kg y se suelta desde el punto de reposo a 0.75 mde la parte superior de un resorte A, que tiene una rigidez de kA=12 kN/m. Si un segundo resorte B cuyarapidez es de kB=15kN/m se “coloca dentro del otro” en A, determine el desplazamiento máximo de Anecesario para detener el movimeinto hacia abajo del martinete. La longitud no alargada de cada resorte deindica en la figura. Ignore la masda del resorte.

45. Imagine que su primo Morton baja en patineta por una rampa curva en un parque. Tratando a Morton y a supatineta como una partícula, ésta describe un cuarto de círculo de radio r= 3m. La masa total de Morton y supatineta es de 25 kg. Él parte del reposo y no hay fricción. a) Calcule su rapidez en la base de la rampa. b) Obtenga la fuerza normal que actúa sobre él en la base de la rampa.

46. En el ejemplo anterior, suponga que la rampa tiene fricción y la rapidez de Morton en la base es de sólo 6m/s. ¿Qué trabajo efectuó la fuerza de fricción sobre él?