Segundo Examen Parcial Curso de Fısica I Grupo 14

Segundo Examen Parcial Curso de Fı́sica I Grupo 14
Facultad de Quı́mica, UNAM.
29 de noviembre de 2006
1.
Una sonda de 500 kg es expulsada de la estación espacial internacional. La estación tarda
30 segundos en realizar la maniobra de lanzamiento, en la cual la sonda es acelerada de
manera constante por aire comprimido, y recorre 5 m antes de salir. La sonda tiene una
velocidad de 40 km/h al ser expulsada, después de un minuto sufre un desperfecto y hace
explosión. Considere nulo el efecto de la rotación de la estación espacial, no considere
los efectos debidos a la orbita de la estación alrededor de la tierra y la gravedad.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
¿Cuál es el impulso que la estación le confiere a la sonda?
¿Cuál es la potencia instantánea sobre la sonda al salir?
Si la sonda se partio sólo en dos pedazos, el pedazo de 300 kg sufre un aumento de
velocidad de 60 km/h respecto a la velocidad de la sonda completa, dicho aumento
se da en la misma dirección de la expulsión, y los pedazos salieron despedidos
por la explosión a 180◦ uno del otro. ¿Cuál es la velocidad del segundo pedazo
inmediatamente después de la explosión?
¿En cuanto tiempo el segundo pedazo se impacta con la estación espacial?
¿Que cantidad de movimiento adquiere la estación espacial de 20 toneladas de masa
después del impacto de la sonda, si el choque es elástico y en una dimensión y la
rapidez final de la sonda es de 20 km/h en sentido contrario de la velocidad inicial?.
¿Cuál es la dirección del movimiento de la estación espacial y de la sonda si el
choque es elástico pero se da en un plano y la rapidez final de la sonda es de 20
km/h.?
¿Cuál es la dirección y la cantidad de movimiento después del choque del inciso f )
si la sonda se queda pegada a la estación espacial?
¿Cuál es la diferencia en la energı́a cinética de la sonda antes y después de la
explosión?
¿Que fuerza constante serı́a necesaria para detener el pedazo de sonda antes de que
este se impacte en la estación?
Si hubiera un resorte en la estación espacial de 5 metros de largo ¿Cuál serı́a la
constante de resorte necesaria para que el pedazo de sonda se detuviera a 2 metros
de impactarse con la pared exterior de la estación espacial?
valor 10 puntos
2.
Un cuerpo oscila con un movimiento armónico simple, según la ecuación
x = 6.0 cos 3πt +
π
3
en donde x esta dada en metros, t en segundos y los números dentro del paréntesis en
radianes. ¿Cuál es (a) el desplazamiento, (b) la velocidad, (c) la aceleración y (d) la
fase al instante t = 2.0 s. Encontrar también: (e) la frecuencia ν, y (f) el periodo de
movimiento.
valor 6 puntos
Fecha de entrega lunes 4 de diciembre de 2006.
Ánimo!
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