Práctica Calificada 1 (Newton) - Eliane Melanie Lopez Atencia

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F́ısica I - ME0019
Semestre 2017-1 Fecha: 29/04/2017
Práctica Calificada #1
Leyes de Newton
Información General:
Duración: 2 horas
Número de preguntas: 5
No toda la información proporcionada es necesaria para resolver los problemas. Sólo se
permite una calculadora y una hoja A4 con anotaciones durante las evaluaciones. No
se considerarán soluciones sin justificación o procedimiento. Entreguen sus soluciones
utilizando sólo una cara de las hojas proporcionadas. Los telefonos celulares o cualquier
otro dispositivo de comunicación electrónica no están permitidos.
Considere g=10m/s2 para todos los problemas
1. (2 puntos) Una piedra de afilar en forma de disco sólido con 0,52 m de diámetro
y masa de 50 kg gira a 850 rev/min. Usted presiona una hacha contra el borde de
la piedra con una fuerza de 160 N, y la piedra se detiene en 7,5 s. Asumiendo un
torque y desaceleración constante de la piedra de afilar e ignorando la fricción de los
cojinetes, calcule el torque que detiene la piedra producido por la fuerza de fricción.
2. Una bala de rifle de masa m que va a 1000 m/s se incrusta en un bloque de masa
M que descansa en una superficie horizontal rugosa sujeto a un resorte. El impacto
comprime el resorte 10 cm. La calibración del resorte indica que se requiere una
fuerza de 0,80 N para comprimirlo 0,20 m. Si la masa del bloque M es 499 veces la
masa de la bala m. Calcule:
(a) (1 punto) la constante de rigidez del resorte.
(b) (2 puntos) la rapidez del bloque-bala inmediatamente después del impacto.
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3. Dos bloques idénticos se encuentran sobre dos planos inclinados lisos,
(a) (1 punto) ¿en cuál de los casos llega el bloque con mayor velocidad al piso?
Explique.
(b) (1 punto) ¿en cuál de los casos desciende el bloque con mayor aceleración?
Explique.
4. Considere el sistema de la figura. El bloque A de 10 kg se encuentra sobre una mesa
de superficie rugosa, unido mediante una cuerda a un bloque B de 5 kg moviéndose
a velocidad constante. Un gato, que pesa 3 kg, cae sobre el bloque B. Calcular:
(a) (2 puntos) El coeficiente de rozamiento entre el bloque A y la superficie de la
mesa.
(b) (2 puntos) La aceleración (magnitud y dirección) que tendrá el bloque B, cuan-
do el gato se encuentra sobre el bloque B.
(c) (2 puntos) La aceleración (magnitud y dirección) que tendrá el bloque A, cuan-
do el gato se encuentra sobre el bloque B.
(d) (2 puntos) La tensión en la cuerda cuando el bloque B esté acelerando.
5. En la figura I se muestra una varilla de peso despreciable en equilibrio, uno de los
extremos está sujeta a la pared a través de una articulación (A) mientras que el otro
extremo contiene una esfera de 20 kg y sujetada en el punto (D) mediante un resorte
de constante de rigidez 500 N/m.
(a) (1 punto) Dibujar el DCL de la varilla. Indicar claramente las fuerzas en el punto
A.
(b) (1 punto) Calcular la dirección y la magnitud de la fuerza del resorte.
(c) (1 punto) Calcular la elongación del resorte.
(d) (2 puntos) Calcular la reacción horizontal de la articulación en el punto A.
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