Cuestiones - Universidad de Murcia

Cuestiones de Mecánica – Olimpiada de Física 2004 – Universidad de Murcia
1.- De las siguientes frases relativas a un cuerpo en movimiento uniforme, ¿cuál no puede
ser cierta?:
(a) su velocidad puede ser cero.
(b ) su velocidad puede ser constante.
(c) su aceleración puede ser cero.
(d ) su aceleración puede ser constante.
(e) su velocidad puede ser variable.
2.- De las siguientes representaciones gráficas del módulo de la velocidad en función del
tiempo, ¿cuál corresponde a un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y que luego vuelve
a caer libremente?
3.- Sea un tiro parabólico. Haz un esquema de:
(a) la trayectoria.
(b ) las componentes horizontal y vertical de la velocidad en función del tiempo.
(c) las componentes horizontal y vertical de la posición en función del tiempo.
4.- Una piedra lanzada verticalmente hacia arriba tiene velocidad nula cuando alcanza su
altura máxima, pero ¿cuánto vale la aceleración en dicho punto?:
(a) cero.
(b ) 9.8 m/s2 .
(c) mayor que cero pero menor que 9.8 m/s2 .
5.- Dejamos caer una piedra desde lo alto de una torre. Medio segundo después dejamos
caer una segunda piedra. A medida que las piedras caen, la separación entre las mismas
(a) aumenta.
(b ) disminuye.
(c) permanece constante.
6.- Indica las fuerzas que actúan sobre un cuerpo situado en las proximidades de la superficie terrestre cuando:
(a) asciende por el aire, después de lanzarlo verticalmente hacia arriba,
(b ) desciende por el aire, después de dejarlo caer libremente.
(c) describe una parábola en el aire, tras lanzarlo oblicuamente.
(d ) se desliza con velocidad constante por un plano horizontal sin rozamiento.
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(e) está subiendo por un plano inclinado con rozamiento, tras darle un empujón inicial.
(f ) gira sobre un plano horizontal sin rozamiento, atado con una cuerda a un punto fijo.
(No consideres el rozamiento con el aire).
7.- Disponemos de una pequeña pelota unida al extremo de una cuerda y la hacemos girar
describiendo un círculo horizontal. Si se corta la cuerda, ¿qué trayectoria seguirá la pelota?
8.- Se introduce una bolita por un tubo espiral horizontal que está apoyado sobre una
mesa. ¿Qué trayectoria describe la bolita cuando sale por el otro extremo y va rodando sobre
la mesa?
7.- Disponemos dos piedras de forma que una de ellas está situada un metro por encima
de la otra. Si, simultáneamente, las dejamos caer libremente, la separación entre ambas
(a) aumenta.
(b ) disminuye.
(c) se mantiene constante.
Justifica tu respuesta.
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9.- En las figuras adjuntas se representan tres superficies sobre las cuales desliza una
partícula. ¿En cuál de ellas se mueve la partícula de modo que aumenta su velocidad y al
mismo tiempo disminuye su aceleración?
11.- Una partícula material está moviéndose de forma que, en un cierto instante, el ángulo
entre su vector velocidad ~v y su vector aceleración ~a vale θ. ¿Qué tipo de movimiento estará
efectuando la partícula en ese instante en cada uno de los diferentes casos representados en
las figuras adjuntas?:
(a) rectilíneo o curvilíneo.
(b ) acelerado o uniforme o decelerado.
12.- ¿Cuál de las siguientes gráficas representa correctamente la evolución con el tiempo
de la energía cinética (línea continua) y de la energía potencial (línea discontinua) de un
sistema donde todas las fuerzas que actúan son conservativas? Justifica tu respuesta.
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13.- Una masa puntual desliza sin rozamiento sobre una superficie curvada en forma de
cuadrante de circunferencia, tal como se ilustra en las figuras. Cuando la masa sale despedida
por el extremo superior de la superficie curva, ¿cuál de las siguientes figuras representa
correctamente la trayectoria que describe la masa? Justifica tu respuesta.
14.- Una persona estira con una fuerza F de un bloque situado sobre una superficie
horizontal rugosa, de manera que el bloque se mueve con velocidad constante v. Además
de la fuerza F , las otras fuerzas que actúan sobre el bloque son: su peso P , la fuerza de
fricción con la superficie Ffr y la fuerza normal N . En el diagrama adjunto, las flechas
indican los sentidos, aunque no necesariamente los módulos, de todas estas fuerzas. ¿Cuál
de las siguientes relaciones entre las fuerzas F , P , Ffr y N es la correcta?:
(a) F = Ffr y N = P .
(b ) F = Ffr y N > P .
(c) F > Ffr y N < P .
(d ) F > Ffr y N = P .
(e) Ninguna de las anteriores.
Justifica tu respuesta.
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15.- La gráfica adjunta representa la aceleración a en función del tiempo t, correspondiente a una partícula que se mueve en línea recta.
¿Cuál de las siguientes gráficas de la velocidad v frente al tiempo es consistente con la
representación anterior de la aceleración en función del tiempo?:
(a) Sólo la (i).
(b ) Sólo la (iii).
(c) Sólo la (i) y la (ii).
(d ) Sólo la (ii) y la (iii).
(e) Ninguna de ellas.
(f ) La (i), la (ii) y la (iii).
Justifica tu respuesta.
16.- En el diagrama adjunto aparecen representadas mediante cuadrados numerados las
posiciones que ocupan dos bloques a intervalos sucesivos de 0.2 s. Los bloques se están
moviendo hacia la derecha.
¿Cuándo tienen los dos bloques la misma velocidad?
(a) Nunca.
(b ) En el instante 2.
(c) En el instante 5.
(d ) En los instantes 2 y 5.
(e) En algún momento entre los instantes 3 y 4.
Justifica tu respuesta.
17.- Una de las siguientes gráficas representa el desplazamiento de un objeto en función
del tiempo, otra representa la velocidad del objeto en función del tiempo y la otra representa
la aceleración de dicho objeto en función del tiempo.
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¿Cuál de las líneas en la siguiente tabla indica correctamente lo que representa cada
gráfica?:
línea A
línea B
línea C
línea D
línea E
desplazamiento
en función
de t
velocidad
en función
de t
aceleración
en función
de t
gráfica II
gráfica III
gráfica I
gráfica II
gráfica III
gráfica I
gráfica II
gráfica II
gráfica III
gráfica I
gráfica III
gráfica I
gráfica III
gráfica I
gráfica II
18.- El momento lineal de un cuerpo es el producto de su masa por su velocidad. Por
ejemplo, si la velocidad de una bala de cañón aumenta al doble, entonces, su momento lineal
aumenta al doble. Si en lugar de eso, lo que aumenta al doble es la masa, entonces, también
su momento lineal aumenta al doble. Supongamos, sin embargo, que la masa de la bala de
cañón aumenta al doble y su velocidad también aumenta al doble. Entonces, su momento
lineal es
(a) el mismo.
(b ) el doble.
(c) el cuádruple.
(d ) ninguno de los anteriores.
19.- Dos coches de juguete, que se mueven sobre la superficie de una mesa, colisionan
entre sí. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la condición esencial según
la cual el momento lineal del sistema formado por los dos coches ha de conservarse en la
colisión?:
(a) la fuerza resultante ejercida sobre los coches por agentes externos es cero durante la
colisión.
(b ) la colisión es inelástica.
(c) la colisión es elástica.
(d ) las velocidades de los coches son iguales y opuestas la una a la otra.
(e) la colisión es explosiva.
20.- ¿Qué sucedería en un tiovivo en marcha si todos los niños que viajan en él se acercan
simultáneamente al centro del mismo cuando el motor está parado?
(Supón que no hay rozamiento entre el eje del motor y la plataforma del tiovivo)
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21.- Un cosmonauta se encuentra en el espacio abierto sin ningún tipo de contacto físico
con su nave espacial. ¿Cómo hará dicho cosmonauta para acercarse a la nave? ¿Qué deberá
hacer para girar sobre sí mismo?
22.- ¿Cuál de los dos objetos representados en la figura llegará antes al suelo?:
(a) una masa puntual deslizando sobre el plano inclinado.
(b ) una esfera maciza rodando sin deslizamiento sobre el mismo plano inclinado.
23.- En la figura se muestran los centros de masa de tres camiones aparcados en una
pendiente. ¿Qué camión (o camiones) se volcará(n)?
24.- Apoya una regla graduada entre dos dedos, como se ilustra en la figura, y acerca
lentamente las dos manos. ¿En qué parte de la regla se juntan ambos dedos? Observa que
lo que sucede es independiente de dónde coloques inicialmente los dedos y de qué dedo(s)
muevas. ¿Puedes explicar lo que sucede en términos físicos?
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