Parcial Final Mecanica 22-1 IND A

Vista previa del material en texto

OBSERVACIONES: toda respuesta debe estar plenamente justificada, Tome el valor de g como 
𝟗. 𝟖𝟏 𝒎/𝒔𝟐 
NOMBRE: __________________________________________ Código: ___________ 
Examen Final: FÍSICA MECÁNICA; Bogotá 
FECHA: 23-5-2022 
Elaborado: Prof. JHON H. VARGAS 
Departamento de física 
 
 
 
1. (0.5 Pts.) Suponga que un objeto de masa 10 𝑘𝑔 se jala 
con una fuerza de 60N en la dirección de 32° sobre la 
horizontal partiendo del reposo. El trabajo que desarrolla 
la fuerza aplicada al tirar del objeto 30 𝑚, y la velocidad 
alcanzada por el objeto a esta distancia considerando la 
fricción 𝜇𝑘 = 0.1 son respectivamente: 
a) 1.53 × 103 𝐽 ; 16.3 𝑚 𝑠⁄ 
b) 1.53 × 102 𝐽 ; 16.2 𝑚 𝑠⁄ 
c) 1.53 × 103 𝐽 ; 16.1 𝑚 𝑠⁄ 
d) 1.53 × 104 𝐽 ; 16.4 𝑚 𝑠⁄ 
e) 1.53 × 103 𝐽 ; 16.5 𝑚 𝑠⁄ 
2. (0.5 Pts.) Dos bloques de masas 𝑚1 = 2𝑘𝑔 𝑦 𝑚2 =
3𝑘𝑔, se colocan de acuerdo a la figura, la polea no tiene 
masa ni fricción. Cuál de las siguientes es el valor de la 
aceleración. 
 
a) 𝑎 =
𝑚2
𝑚1−𝑚2
𝑔; −3 𝑚
𝑠2⁄
 
b) 𝑎 =
𝑚1
𝑚1+𝑚2
𝑔; 0.4 𝑚
𝑠2⁄
 
c) 𝑎 =
𝑚2
𝑚1+𝑚2
𝑔; 6 𝑚
𝑠2⁄
 
d) 𝑎 =
𝑚1
𝑚1−𝑚2
𝑔; −2 𝑚
𝑠2⁄
 
Ahora se agrega una fuerza de fricción, donde el 
coeficiente de fricción cinético es igual a 𝜇𝑘 = 0,1. Cuál 
de las siguientes ecuaciones permite encontrar el valor 
de la aceleración. 
 
a) 𝜇𝑘𝑚1𝑔 + 𝑚2𝑔 = 𝑚1𝑎 + 𝑚2𝑎 
b) 𝜇𝑘𝑚1𝑔 − 𝑚2𝑔 = 𝑚1𝑎 + 𝑚2𝑎 
c) −𝜇𝑘𝑚1𝑔 − 𝑚2𝑔 = 𝑚1𝑎 + 𝑚2𝑎 
d) −𝜇𝑘𝑚1𝑔 + 𝑚2𝑔 = 𝑚1𝑎 + 𝑚2𝑎 
El valor de la aceleración es 𝑎 = ____________________ 
3. (0.5 Pts.) Un cuerpo de masa 𝑚 = 2𝑘𝑔, descansa 
sobre un plano inclinado sin fricción como se muestra 
en la figura, en donde al ángulo es 𝜃 = 30°. Cuál de las 
siguientes es el valor de la aceleración. 
 
a) 𝑎 = 𝑔 sin 𝜃; 5 𝑚
𝑠2⁄
 
b) 𝑎 =
𝑔 sin 𝜃
𝑚
; 2.5 𝑚
𝑠2⁄
 
c) 𝑎 = 𝑚𝑔 sin 𝜃 ; 10 𝑚
𝑠2⁄
 
d) 𝑎 = (𝑔 − 𝑚) sin 𝜃; 4 𝑚
𝑠2⁄
 
Ahora se agrega una fuerza de fricción, donde el 
coeficiente de fricción cinético es igual a 𝜇𝑘 = 0,1 como 
se muestra en la figura. Cuál de las siguientes es el valor 
de la aceleración. 
 
a) 𝑎 = 𝑔 sin 𝜃 
b) 𝑎 = (sin 𝜃 − 𝜇𝑘 cos 𝜃)𝑔 
c) 𝑎 = (cos 𝜃 − 𝜇𝑘 sin 𝜃)𝑔 
d) 𝑎 = (sin 𝜃 + 𝜇𝑘 cos 𝜃)𝑔 
El valor de 𝑎 = _________________________ 
Cuál debe ser el coeficiente de fricción cinético 𝜇𝑘, para 
que el bloque se mueva con velocidad constante. 
a) 𝜇𝑘 = sin 𝜃 
b) 𝜇𝑘 = cos 𝜃 
c) 𝜇𝑘 = tan 𝜃 
d) 𝜇𝑘 = 𝑔 
El valor de 𝜇𝑘 = _________________________ 
 
 
 
 
OBSERVACIONES: toda respuesta debe estar plenamente justificada, Tome el valor de g como 
𝟗. 𝟖𝟏 𝒎/𝒔𝟐 
NOMBRE: __________________________________________ Código: ___________ 
Examen Final: FÍSICA MECÁNICA; Bogotá 
FECHA: 23-5-2022 
Elaborado: Prof. JHON H. VARGAS 
Departamento de física 
 
 
 
4. (0.5 Pts.) Un cuerpo de masa 𝑚 = 2𝑘𝑔, descansa 
sobre una superficie sin fricción como se muestra en la 
figura y se aplica una fuerza 𝐹 = 10𝑁. Cuál de las 
siguientes es el valor de la aceleración. 
 
f) 𝑎 =
𝐹
𝑚
; 5 𝑚
𝑠2⁄
 
g) 𝑎 = 𝐹𝑚; 20 𝑚
𝑠2⁄
 
h) 𝑎 = 𝐹 − 𝑚; 8 𝑚
𝑠2⁄
 
i) 𝑎 = 𝐹 + 𝑚; 12 𝑚
𝑠2⁄
 
Ahora se agrega una fuerza de fricción, donde el 
coeficiente de fricción cinético es igual a 𝜇𝑘 = 0,2 como 
se muestra en la figura. Cuál de las siguientes es el valor 
de la aceleración. 
 
a) 𝑎 =
𝐹
𝑚
− 𝜇𝑘; 4.8 
𝑚
𝑠2⁄
 
b) 𝑎 = 𝐹 − 𝜇𝑘𝑚𝑔; 6 
𝑚
𝑠2⁄
 
c) 𝑎 =
𝐹
𝑚
+ 𝜇𝑘𝑔; 7 
𝑚
𝑠2⁄
 
d) 𝑎 =
𝐹
𝑚
− 𝜇𝑘𝑔; 3 
𝑚
𝑠2⁄
 
 
Cuál debe ser el coeficiente de fricción cinético 𝜇𝑘, para 
que el bloque se mueva con velocidad constante. 
e) 𝜇𝑘 =
𝐹𝑎
𝑚𝑔
 
f) 𝜇𝑘 = 𝐹𝑎 + 𝑚𝑔 
g) 𝜇𝑘 = 𝐹𝑎 − 𝑚𝑔 
h) 𝜇𝑘 = 𝑔 
El valor de 𝜇𝑘 = _________________________ 
 
PORBLEMAS ABIERTOS 
1. (1.5 Pts.) Dos bloques unidos mediante una cuerda 
de masa despreciable se arrastran mediante una 
fuerza horizontal. Suponga que 𝐹 = 68.0 𝑁, 𝑚1 =
12.0 𝑘𝑔, 𝑚2 = 18.0 𝑘𝑔 y el coeficiente de fricción 
cinética entre cada bloque y la superficie es 0.100. 
Dibuje un diagrama de cuerpo libre para cada 
bloque. 𝑉𝑖 = 0𝑚/𝑠 
a) (0.5 pts) Dibuje un diagrama de cuerpo libre 
que muestre las fuerzas que actúan sobre 𝐴, y 
otro para 𝐵. Calcule la tensión en la cuerda que 
une los bloques A y B. R/_______________ 
b) (0.5 pts) ¿Cuál es la aceleración de los bloques? 
R/_______________, y ¿Cuál es la velocidad 
final después de trascurrido 2 segundos? 
R/________________ 
c) (0.5 pts) Utilice el teorema del trabajo y la 
energía para encontrar la velocidad final del 
sistema. R/______________. 
 
 
 
2. (1.5 Pts.) Un cuerpo de masa 𝑚 = 2 𝐾𝑔 se libera 
desde el reposo desde una altura de 4m sobre una 
pista, como se muestra en la figura. La pista tiene 
fricción, únicamente, en la parte BC de longitud 𝑆 =
2,5𝑚. Luego comprime el resorte una longitud 𝑥, de 
constante 𝑘 = 3000𝑁/𝑚 impulsa de regreso el 
bloque de tal forma que alcanza una altura ℎ′ =
2𝑚. 
 
a) (0.5 Pts) ¿Cuál es la energía disipada en el 
trayecto de ida y regreso? __________ 
b) (0.5 Pts) ¿Cuál es el coeficiente de fricción 
cinético? ______________ 
c) (0.5Pts) ¿Cuál es la distancia que se 
comprimió el resorte? ___________ 
Recuerde entregar la hoja de examen con los 
procedimientos, punto sin justificación NO TENDRA 
CALIFICACIÓN.