Mecánica parcial1 2

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Universidad de Antioquia
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Primer Examen de F́ısica Mecánica
Marzo 2020
NOMBRE Núm ID Profesor
Nota: Durante el examen no se admiten preguntas, la comprensión de los enunciados
forma parte de la evaluación. Cada uno de los tres puntos tiene el mismo valor.
Las respuestas se deben dar en función de los datos sugeridos en el enunciado, y si
son numéricas con sus respectivas unidades. Las preguntas de opción multiple no
requieren justificación.
1. Un avión de combate está volando horizontamente a una altura h de la superficie de la tierra con
una rapidez v. En el instante en que el aeroplano está sobre un cañon antiaereo, el cañon que forma
un ángulo θ desconocido con la horizontal, dispara un misil al aeroplano con una velocidad inicial
v0, tambien desconocida. Esta velocidad es la mı́nima que se necesita para dar en el blanco.
(a) Realice el esquema de la situación planteada donde se identifiquer el sistema de referencia y
plantee las ecuaciones cinemáticas de movimiento para el avión y el misil.
(b) Determine el tiempo t, en función de v, g, y θ, que tarda el misil en dar en el blanco.
(c) Encuentre el ángulo θ en función de h, g y v, con el que fue lanzado el misil.
(d) Halle los valores numéricos de θ, t y v0 si h = 2.0 km, g = 9.8 m/s
2 y v= 160 m/s
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2. Una bicicleta estática tiene una rueda que es movida por medio de pedales, por cada vuelta de los
pedales la rueda gira 2.5 vueltas. Un deportista se monta en la maquina con la rueda en reposo, y a
los 10 segundos de haber comenzado a pedaliar se encuentra dando media vuelta en 1.0 s. Suponiendo
una aceleración angular uniforme determine
(a) La aceleración angular de la rueda.
(b) La rapidez angular de la rueda 5.0 s despues de iniciado el movimiento
(c) La aceleración normal y tangencial de la rueda, sabiendo que el radio de esta es 35 cm.
(d) El numero de vueltas que ha dado la rueda en los 10 primeros segundos.
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3. Preguntas de opción multiple
(a) Un objeto sujeto a la aceleración de la gravedad en dirección vertical, es lanzado con ángulo θ
con respecto a la horizontal, con 0 < θ < π/2. Podemos afirmar que durante su trayectoria
i. su aceleración tangencial es nula y su aceleración normal tiene magnitud g
ii. su aceleracion tangencial máxima es g
iii. su aceleracion normal máxima es g
iv. su aceleración tangencial tiene la misma dirección y sentido que su velocidad.
v. su aceleración tangencial tiene la misma dirección y opuesto sentido que su velocidad.
(b) Una niña se encuentra en un columpio oscilando en movimiento pendular ¿Cuál de las direc-
ciones mostradas corresponde a la del vector aceleración cuando la niña va pasando por una
posición entre la máxima y mı́nima altura?
A
B
C
D
E
i. A ii. B iii. C iv. D v.E
(c) Una part́ıcula se mueve de tal forma que en un cierto tramo la aceleración es antiparalela a
la velocidad. Con respecto al tipo de movimiento y su rapidez en todo ese trayecto se puede
afirmar que:
i. El movimiento es rectilineo y su rapidez aumenta.
ii. El movimiento no es rectilineo y su rapidez aumenta.
iii. El movimiento es rectilineo y su rapidez disminuye.
iv. El movimiento no es rectilineo y su rapidez disminuye.
(d) Un grifo de agua que gotea deja caer gotas de agua cada 1.0 s. Conforme las gotas descienden
la distancia entre ellas
i. va disminuyendo
ii. permanece constante
iii. va aumentando linealmente con el tiempo
iv. va aumentando cuadraticamente con el tiempo
(e) Considere una part́ıcula que se mueve en una trayectoria parabolica bajo la acción de la
gravedad. De las siguientes afirmaciones señale la incorrecta.
i. Existe un punto en la trayectoria donde la aceleración es perpendicular a la velocidad.
ii. En todos los puntos de la trayectoria la aceleración normal es no nula.
iii. Existe un instante de la trayectoria donde la aceleración es paralela a la velocidad.
iv. La componente horizontal de la velocidad es constante.
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