FISICA ICFES 1 RESUELTO

ESCUELA NORMAL SUPERIOR “Santiago de Cali”
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA
EVALUACION DE FISICA
TIPO ICFES 1
NOMBRE:
tensión de la cuerda.
La tensión de la cuerda, las masas m y M, el ángulo θ
y el coeficiente de fricción de la superficie con el
cuerpo de masa M.
4. Las masas m y M, el ángulo θ y el coeficiente de
fricción de la superficie con M.
En este plano inclinado intervienen varias fuerzas que son:
⃑⃑⃑ , 𝑤
⃑ , la
el peso de cada cuerpo 𝑊
⃑⃑ , la tensión de la cuerda 𝑇
⃑⃑⃑⃑
⃑ y la fuerza de fricción 𝑓𝑈 . Pero el peso mayor se
normal 𝑁
⃑⃑⃑ 𝑥 y 𝑊
⃑⃑⃑ 𝑦 por lo cual se debe
debe descomponer en 𝑊
conocer el ángulo 𝜃 y fu la fuerza de fricción es uN, lo cual
necesita conocer el coeficiente de fricción.
Debe conocer m, M, 𝜃, u.
3.
GRADO:
CODIGO:
FECHA:
PREGUNTAS DE SELECCIÓN MÚLTIPLE CON ÚNICA
RESPUESTA (TIPO I).
Las preguntas de este tipo constan de un enunciado y de
cuatro posibilidades de respuesta, entre las cuales usted
debe escoger la que considere correcta.
Las preguntas 1 y 2 se basan en la siguiente figura:
5.
1.
El diagrama de fuerzas o de
correspondiente a la figura es:
A.
y
B.
y
C.
y
x
x
cuerpo
D.
x
libre
y
2.
Si R es la fuerza ejercida por la pared sobre la barra
(que tiene un peso despreciable), T es la tensión de la
cuerda y w es el peso del cuerpo que cuelga,
podemos afirmar que:
1. R >T>w
3. T>w>R
2. T>R>w
4. w>T>R
Según la suma vectorial de las fuerzas, se tiene que la
fuerza del peso debe ser igual a la suma de la tensión y la
⃑⃑⃑ = 𝑇
⃑ + 𝑅⃑ . Por lo tanto 𝑊
⃑⃑⃑ > 𝑇
⃑ > 𝑅⃑ .
de la pared a la viga. 𝑊
1.
2.
3.
4.
4.
Desde un avión se arroja un paracaidista sobre una
tabla de esquí para "deslizarse por el aire". Dos
segundos después se lanza otro paracaidista sin la
tabla. ¿Es posible que este último pueda alcanzar al
primero?
No, ya que ambos caen con la aceleración de la
gravedad y el primero ya tiene una ventaja de dos
segundos de caída libre.
No, ya que la velocidad del primer paracaidista a los
dos segundos hace que mantenga siempre una ventaja
sobre el segundo paracaidista el cual hasta ahora
comienza a caer con una velocidad de cero.
Sí, ya que entre la tabla y el aire se presenta una fuerza
hacia arriba que hará disminuir la fuerza neta hacia
abajo.
Sí, porque la aceleración de la gravedad del segundo
paracaidista es mayor a la del primer paracaidista, por
lo cual alcanzará finalmente al primero siempre y
cuando se lancen desde una altura lo suficientemente
grande.
Efectuamos el experimento que ilustra la figura. La
masa M sube por el plano inclinado. Para determinar
su aceleración debemos conocer al menos:
T
N
T
Wy
Wx
W
1.
2.
Las preguntas 7 y 8 se basan en la siguiente
situación:
x
Intervienen fuerzas que son: El peso del cuerpo, la tensión
en la cuerda y la de la viga.
3.
El valor de las fuerzas normales para los cuerpos de
masa M y m son respectivamente.
1. Mgcosθ, 0.
3. Mgcosθ, mg
2. Mgsenθ, 0.
4. Mgsenθ, mg.
En el grafico trazamos las fuerzas que intervienen (color
oscuro). Las componentes de la fuerza son Wy = WCos 𝜃 y
Wx = WSen 𝜃.
W
Las fuerzas de fricción entre m y el plano y entre M y
el plano y el ángulo θ.
La fuerza de fricción entre M y el plano, la masa m y la
Sobre una cuerpo de masa m se aplica una fuerza F
equivalente a 1.5 veces el peso w del cuerpo para
levantarlo.
6. El diagrama de cuerpo libre para la situación
planteada es:
1.
3.
2.
4.
Si la fuerza para levantarlo es 1.5 veces el peso del cuerpo,
entonces F = 1.5w, pero w = 2, tenemos que F = 1.5(2) = 3
7. El cuerpo:
1. Se acelerará hacia abajo según (W – F)/m.
2. Subirá según la resultante R dividido entre la masa m.
3. Se acelerará hacia arriba según (F – W)/m.
4. Subirá con velocidad constante.
Como la expresión de fuerzas es F – W = ma, porque el
cuerpo sube por acción de la fuerza F, entonces
despejando la aceleración: a =
𝐹−𝑊
𝑚
Las preguntas 8 a 15 se basan en el siguiente texto:
Si un cuerpo de masa m se sitúa a una altura h arriba de
un nivel de referencia, este cuerpo posee energía
potencial gravitacional con respecto a este nivel,
expresada por Ep=mgh. La energía cinética que tiene un
cuerpo es directamente proporcional a la velocidad al
cuadrado:
Ek = ½ mV2
Al mismo tiempo, de cinemática, es conocido que la
velocidad de un cuerpo que está en caída libre (desde el
reposo) depende de la distancia recorrida y desde el
punto de caída:
V2 = 2gy
La energía potencial de un cuerpo depende de la altura y
la energía cinética de la velocidad. Estas dos energías
componen la energía mecánica, la cual debe permanecer
constante.
Si un bloque de masa m cae desde un edificio de altura h,
según se observa en la figura,
Donde cada punto se ubica exactamente en una posición
respecto de la altura h del edificio: E en 0, D en h/4, C en
h/2 es decir en el punto medio del edificio, B en 3h/4 y A
en h es decir en la parte alta del edificio.
8. Podemos expresar la energía cinética del cuerpo que
comienza a caer como:
1. Ek = mgy = 0.
3. Ek = mgy
2. Ek = mgh = Ep.
4. Ek = Ep
1
1
Como tenemos que Ek = mv2 = m(2gy) = mgy = 0,
2
2
porque el cuerpo se deja caer libremente, entonces su
velocidad inicial es 0. Quiere decir que y = o, porque no ha
empezado a caer.
14. Las energías potencial y cinética son máximas y de la
misma magnitud respectivamente en los puntos:
1. A y E.
3. C y C.
2. E y A.
4. B y D.
La Ep es máxima en el punto A, porque es la máxima altura y Ek
es máxima en el punto E, porque es donde mayor es la
velocidad.
15. Las energías potencial y cinética tienen una magnitud
de cero respectivamente en los puntos:
1. A y E.
3. C y C.
2. E y A.
4. B y D.
1
Como Ep= mgh, en E la h=0 y Ek = mv2, en A la V=0
2
16. Las energías potencial y cinética tienen la misma
magnitud respectivamente en los puntos:
1. A y E.
3. C y C.
2. E y A.
4. B y D.
Porque son los puntos máximos.
17. La Ley de Hooke fue propuesta por el científico Inglés
Robert Hooke y su relación matemática fue:
F = -KX.
Donde K es una constante de proporcionalidad,
distinta para cada resorte y que se denomina
constante elástica. En la gráfica F vs. X (deformación
del resorte) la K es el valor de la pendiente de la recta.
En la figura se puede constatar que se trata de un
resorte que se puede deformar con la menor
dificultad:
9.
Se puede afirmar que:
La energía potencial del cuerpo a medida que cae y
pasa por los diferentes puntos (indicados como
subíndices, es decir EpA quiere decir la energía
potencial en el punto A) es:
1. EpA > EpB>... EpE.
3. EpC > EpB > EpA
2. EpE > EpD> ...EpA.
4. EpA = EpB =...= EpE
Como la energía potencial depende de la altura del
cuerpo, porque la ecuación es Ep = mgh, tenemos que la
altura hA>hB>hC>hD. Por eso se cumple q EpA > EpB>... EpE
10. La energía cinética del cuerpo al caer y pasa por los
diferentes puntos es:
1. EkA> EkB > …>EkE.
2. EkC > EkB > EkA
2. EkE > EkD > …> EkA. 3. EkA = EkB =... =EkE
Como la energía cinética depende de la velocidad y
1
además la Ek = mv2 y como a medida que el cuerpo va
2
cayendo la velocidad aumenta, entonces la velocidad es
cada vez mayor en A, B, C, D, E.
11. La energía mecánica (Em) total del cuerpo es:
1. EmA > EmB > …>EmE.
3. EmC > EmB > EmA
2. EmE > EmD > …> EmA.
4. EmA= EmB =... =EmE
La energía mecánica en cada uno de los puntos es la
misma, porque a medida que pierde altura disminuye la
Ep, pero va ganando velocidad, entonces aumenta la Ek.
12. La energía mecánica total en el punto especificado se
puede estimar con las energías cinéticas y/o potencial
excepto en:
1. EmC = EpC + EkA.
3. EmA = EpA
2. EmB = EpB + EkB.
4. EmE = EkE
Debe ser la Ek + Ep en el mismo punto, para que sea igual
siempre.
13. A medida que el cuerpo cae desde un punto a otro
cualquiera, la:
1. Ep disminuye y Ek aumenta en la misma magnitud
manteniéndose la Em constante.
2. Ep aumenta y Ek disminuye en la misma magnitud
manteniéndose la Em constante.
3. Ep no varía y tampoco Ek manteniéndose la Em
constante.
4. Ep disminuye y Ek permanece constante.
Porque h disminuye entonces Ep disminuye, pero la velocidad
aumenta, entonces la Ek aumenta.
1.
A
2. B.
3. C.
4. D
Porque la pendiente determina la constante del resorte y entre
mayor sea la constante más duro es el resorte. El de menor
calidad es el resorte D.
Las preguntas 18 a 24 se refieren a la siguiente
información:
En un experimento, un joven coge un balde con agua y
empieza a dar N vueltas por segundo en un circulo de
radio r metros alrededor de sí mismo con los brazos
extendidos.
18. En un segundo, el balde recorre un ángulo, expresado
en radianes (1 vuelta o 360º equivale a 2π radianes)
de:
1. N rad.
3. 2 π /N rad
2. 2πN rad.
4. N/2 π rad
Si en una vuelta recorre 2π rad, en N vueltas recorre 2πN
rad.
19. La velocidad angular es el ángulo barrido por unidad
de tiempo, para el caso del balde es:
1. N rad/s.
3. 2π/N rad/s
2. 2πN rad/s.
4. (N/2)π rad/s
Como W =
1
𝑁
𝑠𝑒𝑔.
2𝜋
𝑇
=
2𝜋
1
𝑁
= 2𝜋𝑁 rad y el periodo es T =
𝑡
𝑛
=
1𝑠𝑒𝑔
𝑁
=
20. La distancia de un arco s (longitud de una parte
circular) se calcula como el producto entre el radio r
del círculo y el ángulo
en radianes:
S = r𝜃
En un segundo el balde recorre una distancia en
metros m de:
1. N r m
3. π r N m
2. 2πrN m
4. (N r/2) π m
La longitud recorrida seria S = r(2πN) = 2πrN m
21. La velocidad tangencial se calcula como la distancia
recorrida en la unidad de tiempo en una trayectoria
circular. Para el caso del balde es de:
1. N r m/s
3. 2πr/N m/s
2. 2π r N m/s
4. (Nr/2)π m/s
V=
2𝜋𝑅
𝑇
=
2𝜋𝑅
1
𝑁
= 2𝜋RN
𝑚
𝑠𝑒𝑔
22. La aceleración centrípeta se calcula como la razón
entre la velocidad tangencial al cuadrado y el valor del
𝑉2
1.
2.
Ac =
radio: ac = . Para el caso del balde esta es:
𝑅
N2 r2 m/s2
3. V2 /r m/s2
(2 π N)2 r m/s2
4. (2πN)2 / r m/s2
𝑉2
𝑅
=
(2𝜋𝑅𝑁)2
𝑅
=
4𝜋 2 𝑅 2 𝑁 2
𝑅
= 4𝜋 2 𝑁 2 R = (2𝜋𝑁)2 𝑅
𝑚
𝑠𝑒𝑔2
23. Una moneda se coloca en el borde de un disco en
movimiento, se observa que a velocidades bajas de
rotación la moneda permanece girando con el disco,
pero al aumentar la velocidad la moneda se sale del
disco. Esto se debe a:
1. La fuerza de rozamiento es igual a la fuerza centrípeta
necesaria.
2. La fuerza de rozamiento es mayor a la fuerza
centrípeta necesaria.
3. La fuerza de rozamiento es menor a la fuerza
centrípeta necesaria.
4. No hay fuerza de rozamiento.
Al ser mayor la fuerza centrípeta que la fuerza de
rozamiento la moneda sale disparada, porque no se puede
fijar sobre el disco.
24. Se coloca la moneda en todo el centro del disco. Las
velocidades angular y tangencial de la moneda serán
respectivamente:
1. Igual a la velocidad angular del disco; cero.
2. Igual a la velocidad angular del disco; mayor que cero.
3. Menor que la velocidad angular del disco; cero.
4. Menor que la velocidad angular del disco; mayor que
cero.
2𝜋
2𝜋𝑅
La W = y la V =
, entonces el R = 0 por lo tanto la V l =
𝑇
𝑇
0.
OBSERVACIONES.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
No se admite, ni borrones, ni tachones.
No se permite el préstamo de ningún utensilio de trabajo, cualquier
préstamo anula la evaluación.
Puede utilizar todos sus apuntes o un libro guía.
Todas las respuestas deben aparecen justificadas.
Solo se debe entregar en la fecha estipulada.
Debe aprobarse el 70 % debe la evaluación.
Talleres con los mismos errores se anulara.
Lic. Simeón CEDANO ROJAS
Profesor de la materia
c.c. FISICA ICFES1.DOC