Preguntas Trabajo y Energía

11/04/2011
Un estudiante baja un libro de masa m una
distancia h a una velocidad constante v.
Trabajo y Energía
¿El trabajo hecho por la fuerza …
a. +
b. –
c. 0
de la gravedad es?
Taller para Descubriendo la Físca IFI 100
Universidad de Antioquia
La fuerza que hace el estudiante es…
La fuerza neta sobre el libro es …
Fest=-mg
Fneta=0
Peso=mg
Algunas preguntas son adaptadas de
S. Pollock y C. Rogers University of Colorado
Un objeto de 1 kg es movido uniformemente siguiendo una trayectoria cuadrada como
la que muestra la figura. El cuadro tiene 1 m de lado. La posición final está medio
metro por debajo de la inicial. ¿Cuánto trabajo ha hecho la gravedad durante el
recorrido?
(Haga g = 10 m/s2)
Usted mueve a velocidad constante un objeto de 1 kg siguiendo una trayectoria
cuadrada como la que muestra la figura. El cuadro tiene 1 m de lado. La posición
final está medio metro por debajo de la inicial. ¿Cuánto trabajo ha hecho USTED
durante el recorrido?
(Haga g = 10 m/s2)
0.5m
1m
0.5m
inicio
1m
inicio
(arriba)
(arriba)
final
A) +5 J
B) -5 J
C) -10 J
D) +10 J
final
E) 0 J
Si en vez de moverse en el cuadrado, el objeto hiciera un largo y tortuoso viaje
a la luna, el Tíbet y París y luego regresara al mismo punto final, como antes,
¿el trabajo hecho por la gravedad sería…
A) El mismo,
B: -5 J
C: +10 J
D: -10 J
E: 0 J
B) Diferente ?
Empujas un barril de cerveza por una rampa sin fricción, con velocidad constante.
Supón que empujas el barril con una fuerza F paralela a la rampa. En la rampa
recorres una distancia d y llegas a una altura h, como muestra la figura.
En la bolera, una bola de 4 Kg desliza de regreso a la rampa con una
velocidad de 2 m/s. La rampa permite a la bola alcanzar una altura de
0.5 m, como ilustra la figura.
¿Cuánto trabajo realizas sobre el barril?
d
F(manos)
θ
A: +5 J
h
A) Fd
B) Fd cosθ
D) Fh (lo que es igual a Fdsinθ)
E) Ninguna de las anteriores
C) 0
0.5m
¿Cuánto trabajo realizó la gravedad sobre el barril?
A) +mgd
B) +mg d cosθ
C) 0
D) +mgh (igual a +mgdsinθ) E) Ninguna de las anteriores
¿Logra la rampa elevar la bola?
¿Cuál es el trabajo neto hecho sobre el barril?
A) 0
B) positivo
D) No hay suficiente información para dedidirlo.
C) negativo
A) Sí
B) No
C) No hay suficiente información
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11/04/2011
Un balón se deja caer de cierta altura y desliza por una pendiente sin fricción hasta
que alcanza una velocidad v en la base . Si quisieras que el balón tuviera una
velocidad de 4v en la base, Deberías dejarlo caer desde…
¿Cuál debe ser la energía cinética
inicial requerida para que la masa
gire 270º (hasta la posición vertical,
el de las 12 en punto)?
altura
A.
B.
C.
D.
E.
Una masa m está sujeta al extremo de una varilla ligera de longitud R, cuyo
otro extremo puede pivotear sin frición, de modo que la varilla pueda girar en
un plano vertical.
La varilla está inicialmente horizontal, y la masa es empujada horizontalmete
hacia abajo con una velocidad v0.
1 mv2 =
2 o
Dos veces la altura
Cuatro veces la altura
La mitad de la altura
16 veces la altura
Necesitas más información para decidirlo
m
R
v0
A: mgR
B: mg*(2R)
C: mg*(3R)
D: 0
E: Ninguna de las anteriores.
Adaptado de M. Holland CU
Una pequeña masa, partiendo del reposo, desliza por una superficie con bucle y
sin fricción como muestra la figura. La altura máxima del bucle es la misma
altura inicial de la masa.
A cierto objeto se le aplica una fuerza, y la variación de dicha fuerza, respecto a la
posición, se reporta en la gráfica.
Force
10 N
¿Llegará la masa a lo alto del bucle?
A) Sí, la masa llega
B) No. La masa no llega
C) No hay suficiente información.
0
Un disco de hockey desliza por una pista de hielo con velocidad de 4 m/s, y se
acerca a una rampa de 1 m de altura. (Ver figura)
1
2
3
4
5
position (meters)
¿Cuánto trabajo se ha realizado para mover el objeto desde el
origen hasta la posición 5 m?
¿Llegará el disco a la cima de la rampa?
h = 1m
v = 4m/s
A) Sí, el disco llega
A: 10 J
B: 5J
C: 50J
E: Ninguna de las anteriores
D: 25J
B) No. El disco no llega
C) Imposible determinarlo sin
saber la masa del disco
La fuerza que se aplica a un objeto resulta ser lineal en la posición.
Como por ejemplo se describe en la gráfica.
3. La potencia es:
Force
kx
0
X1
X2
x (meters)
¿Cuál es el trabajo requerido para mover el objero de x1 a x2?
A:
kx2 − kx1 B: kx22 − kxC:12
C:
1 2 1 2
kx2 − kx1
2
2
A)La cantidad de energía usada multiplicada por el
tiempo que tardó usarla.
B) La rata a la cual la energía se usa, almacena,
genera, disipa etc.
C) La cantidad de energía usada para realizar un
trabajo particular.
D)La cantidad de calor generada al realizar un
trabajo.
D: Ninguna de las anteriores.
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11/04/2011
1. Suponga que está parado en una báscula de baño
mientras está viajando en un avión. Por un momento
la báscula marca menos que su peso real. Durante ese
momento, la báscula está ejerciendo una fuerza sobre
usted que es:
A)igual a cero
B) menor que su peso
C) mayor que su peso
D)igual a su peso
¿Por qué motivo las pelotas que se deforman
permanentemente rebotan poco?
A)Acumulan internamente la energía cinética.
B) Almacenan energía por compresión, como un
resorte.
C) No conservan el momentum en la colisión.
D)Disipan la energía de forma irrecuperable.
Un automóvil de 800 kg moviendose a 4 m/seg hacia
la derecha choca con otro auto de 400 kg que se
mueve a la izquierda. Si luego de la colisión los dos
carros permanecen pegados e inmóviles: ¿Cual era la
velocidad, antes del choque, del auto de 400 kg?
A)4 m/seg hacia la izquierda
B) Cero
C) 2 m/seg hacia la izquierda
D)8 m/seg hacia la izquierda
2. Una demostración de clase, popular entre los
estudiantes pero no entre el personal de aseo consiste
en llenar de agua un vaso desechable, abrir un
agujero en su base y dejarlo caer. Mientras está
cayendo, el escape de agua:
A)cesa porque el vaso y el agua están ambos en
caída libre y localmente carecen de peso.
B) aumenta porque el vaso se está acelerando.
C) aumenta debido a que la gravedad actúa más
sobre el agua que sobre el vaso.
D)cesa porque el vaso no experimenta gravedad.
Suponga que está bajando en su carro a velocidad
constante por una carretera inclinada. ¿Cual de las
siguientes afirmaciones es verdadera?
A)La energía cinética del carro es constante pero su
momentum no.
B) Ni la energía cinética del carro ni su momentum
son constantes.
C) El momentum del carro es constante, pero su
energía cinética no.
D)Tanto la energía cinética como el momentum del
carro son constantes.
Considere a la Tierra rotando de oeste a este alrededor
de su eje, se ha observado que debido a fricción con el
aire su velocidad de rotación está disminuyendo.
Usando la regla de la mano derecha se puede
determinar que la dirección del torque debido a la
fricción es:
A)del polo Norte al polo Sur
B) en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del
ecuador
C) del polo Sur al polo Norte
D)En contra de las agujas del reloj a lo largo del
ecuador
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El coeficiente de restitución de una pelota es 0.7
Si la bola rebota de una pared con una rapidez
de 60 m/s su rapidez antes de rebotar era:
A)53 m/s
B) 85.7 m/s2
C) 42 m/s
D)85.7 m/s
Un objeto que rota alrededor de su centro de masa con
velocidad angular constante, está:
A)Experimentando un torque alrededor del centro
de masa.
B) Libre de torque neto
C) Inmóvil
D)Libre de fuerzas
De igual manera que un bate de beisbol una raqueta de tennis
tiene un centro de percusión. Si una bola golpea sobre el centro de
percusión, la empuñadura de la raqueta no se acelerará. Esto
sucede porque:
De qué no depende la fuerza de fricción?
¿
A)Si la superficie de contacto está seca o húmeda
B) La fuerza con que un cuerpo está presionando contra la
C) El tipo de superficies en contacto
D)El área de contacto
Si la velocidad angular de la tierra redujera a la
mitad, su energía cinética de rotación:
A)Sería la cuarta parte de la original
B) Sería la mitad de la original
C) Se duplicaría
D)Se cuadruplicaría
A) Un impacto en el centro de percusión no transfiere
momentum a la raqueta y no la acelera.
B) Un impacto en el centro de percusión no ejerce torques
sobre el centro de masa de la raqueta y por tanto no somete a la
superficie
del otro
raqueta a aceleración angular.
C) La velocidad de la raqueta no cambia cuando la bola
golpea su centro de percusión.
D) El centro de masa de la raqueta se acelera hacia atrás
mientras su empuñadura rota hacia adelante alrededor del
centro de masa y los dos movimientos se cancelan en la
empuñadura
Un bate que se mueve a 90 km/h golpea una bola
lanzada a 110 km/h. Si la velocidad del bate no
cambia durante el impacto y el coeficiente de
restitución de la bola es 0.6: ¿Cual es la rapidez
de la bola después del golpe?
A)210 km/h
B) 66 km/h
C) 200 km/h
D)20 km/h
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11/04/2011
Usted está montando en una atracción del parque
de diversiones, en la que está sujeto a la superficie
interna de una gran rueda que gira horizontalmente
de forma rápida. La aceleración debida a éste
movimiento es:
A)Hacia abajo
B) Hacia arriba
C) Cero
D)Hacia el centro
Suponga que el tiempo de rotación de un molino de
viento se triplica. Su energía cinética:
A)Decrece a 1/9de su valor original.
B) Se duplica.
C) Crece a 9 veces su valor original.
D)Se cuadruplica.
Si el momentum de una barra de TNT (ignorando la
fricción) se conserva durante una explosión. ¿Que
podría afirmarse respecto al momentum después de
la explosión?
A)El momentum total es menor después de la
explosión.
B) El momentum total es mayor después de la
explosión.
C) El momentum de cada fragmento no es
necesariamente conservado.
D)El momentum de cada fragmento es
necesariamente conservado.
Considere una pelota elástica que cae contra el
piso. La bola golpea el piso y comienza a
viajar de nuevo hacia arriba. ¿En qué punto de
su viaje la bola tiene la mayor parte de su
energía almacenada como energía potencial
elástica?
A)Cuando se está moviendo más rápido.
B) En la parte más baja de su trayectoria,
cuando no se está moviendo, justo antes de
rebotar.
C) Después de rebotar y dejar el piso.
D)Justo antes de golpear el piso.
Cuando uno muerde una cosa dura, usa las
muelas que están en la parte más trasera de la
boca porque así hay más _____________
sobre el objeto.
A)torque
B) velocidad áangular
C) brazo de palanca
D)fuerza
Si se coloca una caja de 1 kg sobre un colchón de
espuma, el colchón se comprime 15 cm. Pensando
en la espuma como un resorte, su constante de
resorte sería:
A)0.015 N/m
B) 65.3 N/m
C) 1 N/m
D)0.653 N/m
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11/04/2011
Dos personas juegan frisbee en el parque. El
movimiento del frisbee es:
A)No es ni rotacional ni translacional.
B) Rotacional y translacional.
C) Sólo rotacional.
D)Sólo translacional.
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