FÍSICA ANUAL UNI 2014 PARTE 3 [PDF DRIVE] www testiculodejeovape com

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3
Preguntas Propuestas
. . .
2
Física
Trabajo mecánico
1. El bloque de 5 kg desplazado mediante una 
fuerza F

, con rapidez constante de 2 m/s. De-
termine el trabajo realizado por dicha fuerza 
durante un intervalo de 4 s. ( g=10 m/s2).
 
µ 0,50,4F
A) 80 J B) 160 J C) 100 J
D) 140 J E) 120 J
2. Una esfera es lanzada desde la posición A. De-
termine la cantidad de trabajo realizado me-
diante la fuerza de gravedad desde A hasta B, y 
desde A hasta C. ( g=10 m/s2; m=2 kg).
 
A
B
C
3 m
A) 60 J; 10 J B) – 60 J; 0 C) – 60 J; – 60 J
D) 30 J; 0 E) 40 J; – 120 J
3. La esfera de 2 kg es soltada en A. Determine 
el trabajo neto desde A hasta B si el aire ejerce 
una fuerza horizontal constante de 20 N, tal 
como se muestra. ( g=10 m/s2).
liso
AA
B
Faire
5 m
2 m
A) 30 J B) 40 J C) 50 J
D) 60 J E) 70 J
4. Determine la cantidad de trabajo que realiza 
el bloque A sobre el bloque B durante 4 s, si el 
sistema es movido desde el reposo debido a la 
acción de la fuerza F

. 
 ( g=10 m/s2; mA=16 kg; mB=18 kg).
 
liso
AA BB
F=340 N
A) 14 400 J
B) 1600 J
C) 1620 J
D) 1700 J
E) 1744 J
5. Determine el trabajo neto desarrollado al tras-
ladar el bloque de 2 kg desde A hasta B.
 ( g=10 m/s2)
 
F=50 N
3 m
4 m
A
B
16º
A) 250 J B) 240 J C) 200 J
D) 180 J E) 150 J
6. Una moneda de 5 g es colocada sobre un pla-
no inclinado que forma 37º con la horizontal 
y se observa que recorre 6 m luego de 2 s de 
haberla soltado. Determine la cantidad de tra-
bajo desarrollado por la fuerza de rozamiento. 
( g=10 m/s2)
A) 0,9 J B) 0,76 J C) – 0,6 J
D) – 0,09 J E) – 0,69 J
3
Física
7. Si al bloque de 4 kg se le aplica una fuerza que 
varía como indica la gráfica, determine la can-
tidad de trabajo de F

 hasta que la aceleración 
sea de 5 m/s2. ( g=10 m/s2).
 
X=0X=0
µK=0,5
37º37º
X (m)
F (N)
10
0
F
A) 500 J B) 1000 J C) 300 J
D) 400 J E) 700 J
8. El pequeño collarín de 1 kg se traslada lenta-
mente sobre el aro que esta en posición verti-
cal por medio de la fuerza constante F

. ¿Cuán-
to trabajo se desarrolla por medio de la fuerza 
de rozamiento de P hacia Q? ( g=10 m/s2)
A) – 4 J 
g
O
P
Q
37º
F=20 N
50 cm
B) – 2 J
C) – 5 J
D) – 6 J
E) – 3 J
9. Al bloque de 5 kg se le aplica una fuerza que 
varía con la posición vertical ( y

 ) tal como 
muestra la gráfica. Determine el trabajo neto 
realizado sobre el bloque desde y=0 hasta el 
momento que la fuerza resultante sea nula.
g
Y (m)
F (N)
F
Y
100
8
A) +50 J 
B) +70 J 
C) +80 J
D) +100 J 
E) +120 J
10. El bloque de 2 kg es lanzado sobre una super-
ficie horizontal rugosa, de tal forma que descri-
be una trayectoria circunferencial. Determine 
la cantidad de trabajo neto realizado sobre 
el bloque cuando el hilo barre un ángulo de 
p/3 rad. ( g=10 m/s2; L=3/p m; mK=0,5).
 
µKvL
A) – 5 J B) –10 J C) 20 J
D) p J E) – 10p J
Energía mecánica I
11. Un bloque de 4 kg es soltado en A. Si luego 
pasa por B, con una rapidez de 4 m/s, deter-
mine la cantidad de trabajo realizado median-
te la fuerza de rozamiento desde A hasta B. 
( g=10 m/s2)
 
AA
B
2 m
A) – 32 J B) – 48 J C) – 34 J
D) – 80 J E) – 25 J
. . .
4
Física
12. Tres esferas idénticas se lanzan desde la azo-
tea de un edificio, todas con la misma rapidez 
inicial. La esfera A se lanza horizontalmente, la 
esfera B por encima de la horizontal y la esfera 
C por debajo de la horizontal. Si la rapidez de 
las esferas A, B y C cuando estas llegan al piso 
es VA, VB y VC respectivamente, determine la 
alternativa correcta.
 
A
B
C
A) VB < VA < VC
B) VC<VA<VB
C) VA=VB=VC
D) VC< VB < VA
E) VB< VA< VC
13. El bloque es soltado en la posición mostrada. 
Determine la rapidez con que el bloque llega a 
la parte más baja de la rampa lisa, si el viento 
le ejerce una fuerza constante de módulo 7 N. 
(Mbloque=3 kg, g=10 m/s
2)
 
2,5 m
3 m
viento
A) 3 m/s B) 5 m/s C) 4 m/s
D) 6 m/s E) 7 m/s
14. La gráfica muestra una esfera que es lanzada 
desde la posición A. Cuando pasa por B su 
energía cinética ha disminuido en 24 J. Deter-
mine el valor de h. ( g=10 m/s2; m=1 kg).
A
B
h
v0
vF
A) 2,4 m 
B) 3,6 m 
C) 4,8 m
D) 6 m 
E) 7,2 m
15. Sobre el bloque liso de 2 kg actúa una fuerza 
horizontal ( F

 ) que varía con la posición ( x

 ) 
según el gráfico adjunto. Determine la rapidez 
del bloque cuando se encuentre en la posición 
x=+6 m.
 
X=0X=0
v=4 m/s 53º53º
F (N)
X (m)
10
0
F
A) 6 m/s
B) 7 m/s
C) 8 m/s
D) 10 m/s
E) 12 m/s
5
Física
16. En la figura se muestra un carrito en la monta-
ña rusa. Determine la altura H si la rapidez del 
carrito al pasar por Q es igual a 10 m/s.
 (Desprecie todo rozamiento; g=10 m/s2)
g
v=0
P
Q
H
5 m
A) 5 m B) 8 m C) 10 m
D) 12 m E) 15 m
17. Se muestra un bloque de 0,25 kg que es soltado 
en A. Si llega con las justas a B, determine la 
cantidad de trabajo de la fuerza de rozamiento 
desde A hasta B. ( R=40 cm; g=10 m/s2).
AR
BB
53º
A) – 0,2 J B) – 0,1 J C) – 0,3 J
D) – 0,5 J E) – 0,6 J
18. Una esfera de 2 kg es soltada desde la posición 
mostrada. Determine el módulo de la máxima 
fuerza que ejerce la esfera sobre la superficie 
cilíndrica. ( g=10 m/s2).
O
R
liso
A) 30 N B) 60 N C) 40 N
D) 50 N E) 70 N
19. El bloque de 40 kg se encuentra en reposo en 
x=0. Si se le ejerce una fuerza que varía con 
la posición según la gráfica. ¿Cuál su rapidez 
máxima? ( g=10 m/s2)
 
X=0X=0
µ 0,10,15
X (m)
F (N)
80
10
A) 5m/s B) 3m/s C) 2m/s
D) 6m/s E) 7m/s
20. La esfera de 2 kg atada al hilo es lanzada des-
de el punto A con rapidez v. Si la energía ciné-
tica de la esfera toma su máximo valor de 35 J, 
determine la rapidez v. ( g=10 m/s2).
A) 2 m/s 
g
v
A
60º1 mB) 3 m/s
C) 4 m/s
D) 5 m/s
E) 10 m/s
Energía mecánica II
21. Una piedra de 4 kg es soltada desde una altura 
de 8 m. Determine la rapidez de la piedra al 
llegar al piso. Considere que la resistencia del 
aire sobre la piedra es constante e igual a 4 N. 
( g=10 m/s2).
A) 7 m/s B) 8 m/s C) 12 m/s
D) 16 m/s E) 10 m/s
. . .
6
Física
22. Se lanza el bloque de 2 kg tal como se mues-
tra. Cuando el resorte está comprimido 20 cm, 
la rapidez del bloque es 23m/s. ¿Con qué ra-
pidez v fue lanzado?
 
liso
K=100 N/m v
A) 6 m/s B) 8 m/s C) 11m/s
D) 26m/s E) 5 m/s
23. Un bloque de 2 kg se encuentra unido a un 
resorte de K=1000 N/m, inicialmente sin de-
formar. Si aplicamos una fuerza horizontal 
constante de 500 N, determine la rapidez del 
bloque en el instante que no experimenta ace-
leración.
 liso
F
A) 2 5m/s B) 3 5m/s C) 4 5m/s
D) 5 5m/s E) 6 5m/s
24. La figura muestra un bloque de 1 kg y un resor-
te el cual está comprimido 20 cm. Si se suelta 
el bloque, determine hasta qué altura h logra 
ascender como máximo. Desprecie el roza-
miento.
 (K=100 N/m y g=10 m/s2)
h
A) 10 cm B) 30 cm C) 40 cm
D) 15 cm E) 20 cm
25. Una pequeña esfera de 0,2 kg está unida a una 
cuerda de 0,5 m. Si en el instante mostrado, 
la esfera es lanzada con 5 m/s y luego queda 
adherida a la superficie inclinada, determine 
la energía que se disipó producto del impacto. 
( g=10 m/s2)
 
g
53º
60º
A) 1,2 J 
B) 1,6 J 
C) 2,4 J
D) 2,8 J 
E) 3,1 J
26. Una esfera de 0,5 kg es soltada en la posición 
mostrada, de tal forma que describe una tra-
yectoria circunferencial. Determine el módulo 
de la tensión en la cuerda cuando pase por P. 
( g=10 m/s2)
 
g v=0
P
53º
A) 6 N 
B) 12 N 
C) 18 N
D) 9 N 
E) 14 N
7
Física
27. El bloque mostrado de 2 kg es soltado en la 
posición C. Determine la máxima deformación 
que experimenta el resorte si en el tramo AB 
pierde el 40 % de su energía mecánica. Conside-
re que sólo el tramo AB es rugoso. ( g=10 m/s2; 
K=960 N/m)
 
liso
K
AA BB
CC
10 m
A) 20 cm B) 30 cm C) 40 cm
D) 50 cm E) 70 cm
28. La esfera de 4 kg es soltada cuando el resorte 
está sin deformar. Determine la rapidez máxi-
ma de la esfera.( K=200 N/m; g=10 m/s2)
A) 2 m/s 
g
B) 3m/s 
C) 2m/s
D) 6m/s 
E) 4 m/s
29. La esfera de masa M es lanzada en la posición 
A de tal manera que describe una trayectoria 
circunferencial. Si el aire ejerce una fuerza de 
resistencia de valor contante igual a 6 N, deter-
mine su rapidez cuando pase por el punto B.
 ( M=p kg; g=10 m/s2)
A
B
60º80 cm
5 m/s
A) 0,5 m/s 
B) 1 m/s 
C) 2 m/s
D) 3 m/s 
E) 4 m/s
Impulso y cantidad de movimiento I
30. En el instante mostrado, los bloque A y B son 
soltados en forma simultánea. Determine el mo-
delo de la cantidad de movimiento de A cuando 
se cruce con B. (MB=3MA=3 kg; g=10 m/s
2).
AA
0,8 m
g
BB
A) 1 kg m/s B) 2 kg m/s C) 3 kg m/s
D) 4 kg m/s E) 5 kg m/s
31. Determine el módulo de la cantidad de movi-
miento del sistema en cada caso
 I. 
X
m1=4 kgm1=4 kg
v1=2 m/s
m2=2 kgm2=2 kg
v2=3 m/s
 II. X
m1=2 kgm1=2 kg
v1=3 m/s
m2=1 kgm2=1 kg
v2=8 m/s
A) 2 kg m/s; 10 kg m/s
B) 3 kg m/s; 10 kg m/s
C) 14 kg m/s; 5 kg m/s
D) 2 kg m/s; 5 kg m/s
E) 3 kg m/s; 6 kg m/s
. . .
8
Física
32. Un martillo golpea un bloque de 0,5 kg. Duran-
te el choque, que dura 0,05 s, el martillo ejerce 
al bloque una fuerza media de módulo 200 N. 
Determine la rapidez del bloque instantes des-
pués del choque.
 
v=0
A) 10 m/s B) 15 m/s C) 20 m/s
D) 25 m/s E) 30 m/s
33. Una esfera de 2 kg es soltada en A. Si luego 
del choque que duró 0,1 s la esfera rebota con 
5 m/s, determine el módulo de la fuerza media 
que recibe la esfera de parte del piso. Despre-
cie resistencia del aire. ( g=10 m/s2).
 
A
5 m
A) 300 N B) 400 N C) 320 N
D) 420 N E) 280 N
34. Un martillo de 12 kg golpea un clavo a una ve-
locidad de 8,5 m/s y llega al reposo en un inter-
valo de tiempo de 8 ms. Determine.
 • El módulo del impulso que el martillo ejerce 
sobre el clavo.
 • El modulo de la fuerza media que actúa so-
bre el clavo.
A) 102 N · S; 25,5 kN
B) 204 N · S; 12,75 kN
C) 51 N · S; 25,5 kN
D) 120 N · S; 75,5 kN
E) 102,96 N · S; 12,87 kN
35. La esfera de 1 kg es abandonada en A y luego 
de impactar en B rebota con 6 m/s. Determine 
el módulo del impulso resultante durante el 
impacto. ( g=10 m/s2).
 
liso
AA
BB
5 m
A) 16 N · S B) 8 N · S C) 10 N · S
D) 6 N · S E) 4 N · S
36. Una canica de 50 g desliza sobre una superfi-
cie horizontal lisa, colisiona contra una pared 
con una rapidez de 10 m/s y rebota con la 
misma rapidez. Halle el módulo de la fuerza 
media que ejerce la pared sobre la canica si el 
choque duró 2 milisegundos (ms).
 
liso
74º
θ
θ
v
v
A) 100 N B) 200 N C) 300 N
D) 400 N E) 500 N
37. Un bloque pequeño se mueve sobre un piso 
liso horizontal, bajo la influencia de una fuerza 
horizontal en función del tiempo de la forma 
F=2+3 t, donde F está en newton y t en segun-
do. ¿Cuál es el cambio en la cantidad de movi-
miento del bloque entre t=0 y t=4 s?
A) 12 kg m/s
B) 16 kg m/s 
F
C) 20 kg m/s
D) 24 kg m/s
E) 32 kg m/s
9
Física
38. Un bloque de 0,5 kg se desplaza sobre una 
superficie horizontal lisa con una rapidez de 
10 m/s. Si en el instante t=0 experimenta una 
fuerza horizontal variable, tal como se indica 
en la gráfica, determine la rapidez que adquie-
re el bloque en el instante t=2 s.
 
10 m/s
t=0
t (s)
F (N)
14
10
21
A) 28 m/s 
B) 30 m/s 
C) 36 m/s
D) 48 m/s 
E) 90 m/s
39. Una ametralladora dispara 450 balas por minu-
to. Cada bala es de 16 g y salen con una rapi-
dez de 600 m/s. ¿Cuál es el módulo de la fuerza 
promedio de las balas sobre el blanco?
A) 36 N B) 45 N C) 60 N
D) 72 N E) 48 N
40. Una persona de 50 kg cae desde cierta altura y 
llega al piso con 8 m/s determine
 a. la fuerza media que el piso ejerce sobre los 
pies de la persona sí la caída se efectúa con 
las piernas rígidas.
 b. si la caída se efectúa con las piernas flexio-
nadas.
 Considere que, con las piernas rígidas el cuerpo 
se desplaza 1 cm durante el impacto, y cuando 
las piernas están flexionadas 50 cm. g=10 m/s2.
A) 1,8×105 N; 3800 N
B) 6,4×105 N; 3200 N
C) 1,6×105 N; 3700 N
D) 3,2×104 N; 3200 N
E) 1,6×105 N; 3200 N
Impulso y cantidad de movimiento II
41. Un niño de 40 kg que corre con una rapidez de 
3 m/s salta sobre un trineo de 8 kg. ¿Cuál es la 
rapidez del sistema niño - trineo una vez que el 
niño haya subido al trineo?
A) 5 m/s 
B) 6 m/s 
C) 3,5 m/s
D) 8 m/s 
E) 2,5 m/s
42. En la figura el resorte se encuentra comprimi-
do. Si los bloques se sueltan simultáneamente, 
¿qué rapidez presenta A cuando la rapidez de 
B es de 10 m/s? (mA=5mB)
 
AA BB liso
A) 1 m/s B) 2 m/s C) 4 m/s
D) 8 m/s E) 10 m/s
43. El sistema mostrado se encuentra en reposo. 
Si el joven lanza al bloque con 10 m/s, deter-
mine luego de cuántos segundos después del 
lanzamiento el coche choca con la pared.
 
liso
10 m
2M2M
3M3M
MM
A) 2 s B) 3 s C) 4 s
D) 5 s E) 6 s
. . .
10
Física
44. A partir del instante mostrado, ¿cuántos segun-
dos transcurren hasta que el coche llega a la 
pared?
 mcoche+marena=m; mesfera=m; g=10 m/s
2.
v=0
5 m
10 m/s
10 m 40 m
arenaarena
A) 1 s B) 2 s C) 3 s
D) 8 s E) 9 s
45. Una rana se encuentra apoyada en el extremo 
de una tabla de 1 m de longitud y la tabla flota 
sobre la superficie del agua. Inicialmente am-
bos se encuentran en reposo. Si la rana salta 
con una velocidad que forma un ángulo de 45º 
con la horizontal, ¿cuál es la máxima rapidez 
con la cual debe saltar la rana para no caer en 
el agua? (M=9 m; g=10 m/s)
 
mM
aguaagua
A) 5 m/s B) 4 m/s C) 2 m/s
D) 3 m/s E) 1 m/s
46. Un gato de 3 kg está en reposo de pie sobre un 
tablón de 5 kg que flota en el agua. Si el gato 
camina 1 m a lo largo del tablón, ¿cuántos se 
mueve el gato con respecto al agua en reposo?
 
A) 12,5 cm 
B) 22,5 cm 
C) 32,5 cm
D) 62,5 cm 
E) 60 cm
47. Un disco de 0,5 kg, inicialmente en reposo so-
bre una superficie horizontal lisa, es golpeado 
por otro disco de 0,2 kg que al inicio se mueve 
a lo largo del eje X con una rapidez de 4 m/s. 
Después de la colisión, el disco de 0,2 kg tiene 
una velocidad de (2 +1,5 ) m/s. Determine 
 • La velocidad del disco de 0,5 kg después de 
la colisión.
 • La energía que se disipa después de la 
colisión.
v v=0
A) (2 – 1,5 ) m/s; 0,725 J
B) (0,8 +0,6 ) m/s; 0,875 J
C) (0,4 – 0,3 ) m/s; 1,6 J
D) (0,4 – 0,3 ) m/s; 0,875 J
E) (0,8 – 0,61 ) m/s; 0,725 J
48. Un proyectil de 10 g es lanzado con una ve-
locidad horizontal contra un bloque de 750 g, 
inicialmente en reposo. El proyectil atraviesa 
el bloque y sale del otro lado con rapidez de 
50 m/s. Si la cuerda logra desviarse 53º con 
respecto de la vertical, determine ( g=10 m/s2)
 • la rapidez del proyectil un instante antes de 
la colisión.
 • la energía disipada.
A) 100 m/s; 200 J
B) 150 m/s; 168 J 
g
50 cmC) 200 m/s; 186 J
D) 120 m/s; 150 J
E) 200 m/s; 208 J
11
Física
49. El bloque liso de masa es lanzado sobre un co-
che superficie lisa tal como se muestra, ¿qué 
rapidez presenta el coche en el instante que el 
resorte experimenta su deformación máxima? 
(mcoche=3 m)
 
v=0
20 m/s
liso3 m3 m
A) 1 m/s
B) 2 m/s
C) 3 m/s
D) 4 m/s
E) 5 m/s
50. En la figura se tiene tres discos circulares de 
igual radio sobre una mesa lisa, si luego del 
impacto, el disco A queda en reposo, ¿qué ra-
pidez adquieren los discos B y C, respectiva-
mente?
 
mm
rr
mm
rr
mm
CC
BBAA
rr
2v 32v 3
mesa
lisa
mesa
lisa
A) v B) 2 v C) v 3
D) 
v
2
3 E) 2 3v
Claves
01 - B 
02 - B 
03 - D 
04 - A 
05 - D 
06 - D 
07 - B 
08 - A
09 - D 
10 - B 
11 - B 
12 - C 
13 - D 
14 - A 
15 - D 
16 - C
17 - E 
18 - B 
19 - A 
20 - D 
21 - C 
22 - E 
23 - D 
24 - E
25 - D 
26 - D 
27 - D 
28 - C 
29 - D 
30 - B 
31 - A 
32 - C
33 - C 
34 - E 
35 - A 
36 - D 
37 - E 
38 - D 
39 - D 
40 - C
41 - E 
42 - B 
43 - D 
44 - E 
45 - E 
46 - D 
47 - E 
48 - C
49 - E 
50 - B