FISICA 2019-1 CLAVE CORRECCIÓN Segundo Parcial Tema 1

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FISICA 
2do.Parcial 1er. Cuatr. 
21/06/2019 
Tema 1 
 
 
APELLIDO: CLAVE DE CORRECIÓN 
 
SOBRE Nº: 
 
NOMBRES: 
 
Duración del examen: 1,5 hs. 
 
DNI / CI / LC / LE / PAS. Nº: 
 
CALIFICACIÓN: 
 
Apellido del evaluador: 
 
 
IMPORTANTE: NO REALICE REDONDEOS O APROXIMACIONES PARCIALES DURANTE SUS CÁLCULOS, 
SÓLO HÁGALO EN EL RESULTADO FINAL. 
 
1.- En las regiones nevadas se realizan 
travesías empleando trineos que son 
tirados por perros entrenados. 
Un hombre con su trineo y equipo 
tiene una masa de 140 kilogramos. 
Si los coeficientes estático y dinámico 
entre el trineo y la nieve tienen un valor de 0,100 y 0,065 respectivamente: 
a) Calcule el mínimo valor de tensión que debe tener la cuerda en el punto ●a para que el trineo comience 
a moverse, partiendo del reposo. 
b) Si el trineo recorre 250 metros en línea recta y a velocidad constante, calcule el trabajo realizado por 
las fuerzas de rozamiento a lo largo de dicha trayectoria. 
c) Si el trayecto de 250 metros se hizo en un tiempo de 1,20 minutos, calcule la potencia con la que el 
conjunto de perros impulsa al trineo. 
d) En el recuadro de la derecha realice el diagrama del cuerpo libre para el trineo cuando se encuentra en 
la mitad del trayecto, representando de manera proporcionada todas las fuerzas que actúan sobre él. 
 
Considere (g = 9,80 m/s
2
) y exprese los resultados con 3 cifras significativas y consignando las unidades. 
(Un punto cada respuesta correcta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La fuerza de rozamiento estático que la tensión de la cuerda deberá vencer puede calcularse como: 
 
 
La fuerza que debe aplicarse al trineo para mantenerlo en movimiento a velocidad constante debe ser 
igual (y contraria) a la fuerza de rozamiento dinámica. El trabajo (W) realizado por las fuerzas de 
rozamiento a lo largo de la trayectoria (L) tendrá signo negativo ya que se oponen al sentido del 
movimiento. (La fuerza de rozamiento y el desplazamiento forman entre sí un ángulo de 180º) 
 
El trayecto se realizó en un tiempo de 72 segundos, y el conjunto de perros entregó la energía para 
hacerlo. 
 
 
 
 
a 
● 
a) Tensión 
137 N 
b) Trabajo 
-2,23 x 10
4
 J 
 
c) Potencia 
310 W 
 
d) Diagrama 
 
 
Tensión 
F. rozamiento 
“Normal” 
Peso 
2.- Con el objetivo de calibrar su arma, una tiradora olímpica apunta horizontalmente el cañón de su 
carabina en línea con el centro del banco al cual disparará. La munición que emplea dispara proyectiles de 
2,50 gramos de masa a una velocidad de 340 metros por segundo y el blanco se encuentra a 50,0 metros 
de distancia. 
a) Calcule a qué distancia por debajo del centro del blanco impactará el proyectil. 
b) Calcule la energía cinética del proyectil apenas sale del arma. 
Considere (g = 9,80 m/s
2
), considere despreciable el rozamiento con el aire y exprese los resultados con 3 
cifras significativas y consignando las unidades. (Un punto cada respuesta correcta) 
 
 
 
 
Durante su vuelo desde el arma hasta el blanco, el proyectil adquiere una componente vertical de 
movimiento debido a la acción de la gravedad. (En la dirección vertical, el movimiento es uniformemente 
acelerado). 
¿Cuánto tiempo tarda el proyectil en alcanzar el blanco? .....0,14705882...segundos 
¿Cuánto “cae” el proyectil durante ese tiempo? 
 
La energía cinética se puede calcular como: 
 
 
3.- Una esfera de acero de 110 gramos de 
masa es sostenida sobre un resorte 
comprimido tal como se representa en la 
situación de la izquierda. Al ser liberada la 
esfera, ésta asciende hasta una altura de 
6,00 metros respecto de su posición inicial, 
retomando el resorte su forma original, tal 
como se muestra en la situación central. 
a) ¿Cuánta energía transfirió el resorte a la 
esfera? 
b) Calcule la constante elástica del resorte. 
c) Calcule la fuerza con la que la esfera es 
sostenida antes de ser soltada. 
d) Si ahora se repite la operación pero con 
una situación inicial como la 
representada en el diagrama de la 
extrema derecha, ¿Qué altura, respecto 
de la posición inicial, alcanzará la 
esfera? 
 
 
Considere (g = 9,80 m/s
2
) , exprese los resultados con 3 cifras significativas y consignando las unidades. 
(Un punto cada respuesta correcta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Distancia 
0,106 m 
 
b) Energía 
145 J 
 
a) Energía 
6,47 J 
 
b) Constante elástica 
1,29 x 10
5 N/m 
c) Fuerza 
1,29 x 10
3
N 
d) Altura 
24,0 m 
 
 
La energía elástica se transfiere a la esfera, y cuando alcanza su máxima altura, dicha energía mecánica se 
corresponde con la energía potencial gravitatoria. 
 
 
La energía elástica acumulada por un resorte ideal puede calcularse como: 
 
Despejando K resulta: K=129360 
N
/m 
 
La fuerza elástica se relaciona con la deformación del resorte según: 
 
 
La energía acumulada en el resorte para una deformación de 0,02 metros resulta: 
 
Cuando dicha energía se transfiera a la esfera y esté como energía potencial gravitatoria, podremos 
calcular la altura alcanzada a partir de: