TEMAS SELECTOS DE FISICA II

TEMAS SELECTOS DE FISICA II
DEBERÁS DE ESTUDIAR LOS CONCEPTOS GENERALES
DE CADA UNO DE LOS TEMAS, ADEMÁS DE
TERMODINÁMICA
EL DÍA DEL EXAMEN DEBERÁN DE PRESENTARSE CON
LA LIBRETA COMPLETA
IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
1.-Un camión cuya masa es de 2 ton. lleva una velocidad de
100 km / k. Al frenar la velocidad disminuye hasta 20 km / h
en un tiempo de 7 segundos. ¿Cuál es el valor de la fuerza que
se aplica en los frenos para disminuir su velocidad y no
chocar?
2.- Un pájaro que está volando a una velocidad de 20 m / s ,
es golpeado por una bala de 3 gr que es lanzada por un rifle.
Determine la masa del pájaro si la bala con la que fue
golpeado iba a una velocidad de 10 m/s, y ésta queda
incrustada en él. La velocidad con la que caen los dos es de 5
m/s
3.- Un atleta de 80 kg que está de pie sobre una superficie,
arroja una disco, el cual recorre una distancia de 70 m en 3
segundos. SI el atleta se mueve hacia atrás con una velocidad
de 0.6 m/ s ¿Cuál es la masa del disco ?
4.- UN cañón de 250 kg dispara una bala de 4 kg en dirección
horizontal con una velocidad de 50 km / h y destruye una pared
con una masa de 300 kg
¿Cuál es la velocidad de retroceso del cañón?
5.- UN automóvil de 1500 kg viaja a una velocidad de 120 km /
h en dirección noreste con un ángulo de 25° respecto al este,
choca con una automóvil de 1700 kg que viaja al oeste con
una velocidad de 70 km / h. Después del choque quedan
unidos adquiriendo una misma velocidad ¿cuál es la velocidad
y dirección del movimiento?
VELOCIDAD ANGULAR
1.- Determinar la velocidad angular de una rueda a los 0.1 min
si tenía una velocidad angular inicial cuyo valor es de 6 rad /s y
sufre una aceleración angular cuyo valor es de 5 rad / s2.
Determina el desplazamiento que realizo en rev.
2.- Una banda gira con una velocidad angular inicial de 80 rad/
seg recibiendo una aceleración de 1.4rad/ s2, durante 0.25min.
A) ¿Qué velocidad angular lleva al cabo del tiempo en radianes
/ s? Y b) ¿qué desplazamiento angular tuvo en rev?
3.- Cuál es la aceleración lineal de una partícula con una
aceleración angular de 5 rad/ s2 si su radio de giro es de 0.6 m
4.- Una rueda gira a 14 rev/s aumenta su frecuencia a 50 rev /
s en 2 segundos,. Determina el valor de su aceleración angular
en rad/ s, aceleración radial y su desplazamiento después de 5
segundos en rev, sabiendo que su diámetro es de 25 cm
5.- Una rueda gira inicialmente con un valor de 12 rad / s, si
recibe una aceleración angular cuyo valor es de 4.5 rad / s2
durante 5 segundos. Calcular a) Valor de la velocidad angular
a los 5 segundos en rev/s, b) el valor de su desplazamiento
angular en grados, c) cuantas revoluciones habrá dado al
término de los 5 s y d) cuál es la velocidad lineal media al
término de los 5 segundos, si el radio de giro es de 12 cm
6.- UN móvil con trayectoria circular recorre 820° ¿cuantos
radianes son ‘?
7.- ¿Cuál es el valor de la velocidad angular de una rueda que
gira a 15 radianes en 0.2 segundos?
8.- Determina el valor de la velocidad angular y la frecuencia
de una piedra atada a un hilo si gira con un periodo de 0.5 s
9.- Hallar el valor de la velocidad angular en rad/ seg , y el
periodo de una rueda que gira con una frecuencia de 430
revoluciones por minuto
10.- Encuentra el valor de la velocidad angular de un disco de
45 rpm, así como el valor de su desplazamiento angular si su
movimiento duró 3 min.
11.- Un engrane adquirió una velocidad angular cuyo valor es
de 2512 rad/ s en 1.5 s ¿cuál es su aceleración angular?
12.- Un mezclador eléctrico incrementó el valor de su velocidad
angular de 20 rad/s a 120 rad/s en 0,5 s ¿Cuál es su
aceleración y su desplazamiento angular?
13.- Determina el valor de la velocidad angular de una rueda a
los 0.1 min, si tenía una velocidad angular inicial de 6 rad/s y
sufre una aceleración de 5rad/ s2?
14.- Una rueda tiene una aceleración angular de 5 rad/s2
durante 6 seg. ¿Qué valor tiene su velocidad final adquirida?
15.- Si una hélice con una velocidad inicial de 15 rad/s recibe
una aceleración de 7 rad/s2 durante 0.2 min. ¿cuál es la
velocidad final y su desplazamiento?
16.- Un engrane aumentó si velocidad angular de 12rad/s a 60
rad/ s en 4 s. ¿cuál es el valor de la aceleración angular?
17.- Una banda gira con una velocidad angular de 12 rad/s y
recibe una aceleración angular de 6 rad/s2 en 13 seg.
Determina su velocidad angular al final de 13 seg y su
desplazamiento en el mismo tiempo.
18.- Un disco gira a 2 rev /s aumenta su frecuencia a 50rev/s
en 3 s. Determina su aceleración en rad/s2
19.- Una rueda de la fortuna gira inicialmente con una
velocidad angular de 2 rad/s, es acelerada con 1.5 rad/s2
durante 5 seg. Determina la velocidad final alcanzada a los 5
seg., el desplazamiento angular y el numero de revoluciones
que dio en 5 seg.
20.-Determina la velocidad angular y lineal de un cuerpo que
tiene un radio de giro de 0.15 m y un periodo de 0.5 seg.
16.- Calcular el valor de la velocidad lineal de una piedra que
tiene una velocidad angular de 20 rad/s y un radio de 1.5 m.
21.- ¿Cuál es la aceleración lineal de una partícula cuya
aclaración angular es de 2 rad/s2 y su radio es de 0.3 m
18.- Determina la aceleración radial de una partícula que tiene
una velocidad angular de 8 rad/ s y su radio de giro es de
0.35 m
22.- Calcula la velocidad angular y lineal de una partícula que
gira con un periodo de 0.3 s si el radio de giro es de 0.2 m
Halla la aceleración lineal y radial.
23.- UN cuerpo cuelga de una cuerda enrollada con varias
vueltas en un carrete circular con radio de 60 cm. El cuerpo
parte del reposo y asciende 20 m en 5 s. Determina en
revoluciones los giros del carrete y la velocidad angular del
mismo
MAS
1.- Una masa de 50 g, colocada en un extremo del un resorte (
k= 20N/m) se mueve con una rapidez de 120 cm/s cuando se
coloca a una distancia de 10 cm de la posición de equilibrio
¿Cuál es la amplitud de la vibración?
2.- Un trozo de cuerda de 10 m de longitud está unido a un
peso que cuelga del techo ¿Cuál es el periodo de oscilación
natural?
3.- Una masa de 50 g, colocada en un extremo del un resorte (
k= 20N/m) se mueve con una rapidez de 120 cm/s cuando se
coloca a una distancia de 10 cm de la posición de equilibrio
¿Cuál es la amplitud de la vibración?
4.- Un trozo de cuerda de 10 m de longitud está unido a un
peso que cuelga del techo ¿Cuál es el periodo de oscilación
natural?
5.- Cuáles son el periodo y la frecuencia de un péndulo simple
de 2 m de longitud?
6.- Una piedra oscila en círculos a rapidez constante en el
extremo de una cuerda, describiendo 50 rev en 30 s.¿Calcula
la frecuencia y el periodo?
7.- Una masa oscila con una frecuencia de 3 Hz y con una
amplitud de 6 cm ¿cuál será su posición en los tiempos t =o y
t=3.22seg
8.- Cuando una masa de 200g cuelga de un resorte la altura de
éste desciende una distancia de 1.5 cm. ¿cuál es la constante
K del resorte?
9.- Una masa adicional de 400kg se añade a la masa inicial de
200g , del problema anterior. ¿cuál será el incremento del
desplazamiento hacia abajo’
10.- Una masa de 1.5 kg en el extremo de un resorte con MAS.
La amplitud de vibración es de 0.15 m y la constante del
resorte es de 80N/m. ¿cuáles son la magnitud de la
aceleración y la fuerza sobre la masa en los desplazamientos
a) 0.15 m b) -0.09 m c) +0.05 m?
11.- Un resorte ligero y un bloque de 0.65 kg se hallan en una
superficie horizontal sin fricción. El resorte se comprime una
distancia de 6 cm y se suelta para que vibre con MAS. SI la
constante del resorte es de 9N/m ¿cuál es la aceleración inicial
del bloque y cuál es la fuerza inicial sobre el bloque?
12.- Se fija un resorte al techo, midiendo éste un metro.
Cuando se cuelga una masa de 3 kg del extremo inferior del
resorte, éste se mueve hacia abajo una distancia vertical de 12
cm. Determina la constante del resorte.
13.- Un disco tiene una masa de 1.5 kg y se le tira hacia fuera
una distancia de 12 cm, se suelta y oscila con MAS sobre una
mesa. La constante del resorte es de 120N /m a) ¿cuál es la
magnitud y la dirección de la aceleración y b) cuál es la fuerza
que actúa sobre la masa cuando ésta tienen los siguientes
desplazamientos a) +12 cm, b) +8 cm, y c) -4 cm.
14.- Un cuerpo de 50 Kg, que se encuentra enganchado a un
resorte, sujeto del techo. Se estira 4 cm hacia abajo y al
soltarse vibra con un movimiento armónico simple. Si su
frecuencia es de 0.3 ciclos/ s. a) determina su desplazamiento
a los 2 seg, b) la velocidad a los 2 seg, c) la velocidad máxima
y d) la constante del resorte
15.- UN cuerpo vibra con una frecuencia de 1.4 hz y una
amplitud de 4 cm. ¿cuál es la velocidad máxima y cuál es
suposición cuando su velocidad es cero?
16.- Un objeto oscila con una frecuencia de 5 Hz y una
amplitud de 6 cm. ¿cuál es la velocidad máxima?
17.- Un bloque liso colocado sobre una superficie sin fricción
está unido a un resorte, del que se tira a la derecha una
distancia de 4 cm y luego se suelta. Tres segundos después
regresa al punto de partida. ¿cuál es su frecuencia y cual es su
velocidad máxima?
18.- Una masa unida al extremo de un resorte oscila hacia
arriba y abajo, con una frecuencia de 0.600 Hz y una amplitud
de 5 cm. ¿cuál será su desplazamiento 2.56 s luego de soltar
desde A= +5 cm
19.- Una masa de 400 g está unida a un resorte y hace que
peste se alargue hasta una distancia vertical de 2 cm. A
continuación, se tira de la masa hacia abajo hasta una
distancia de 4 cm y se suelta para que vibre con MAS . ¿ cuál
es la constante del resorte? ¿cuáles son la magnitud y
dirección de la aceleración cuando se halla a 2 cm de su
posición de equilibrio?
20.- Un cuerpo describe una oscilación completa en 0.5 s
¿cuál es su aceleración cuando se desplaza a una distancia de
x= + 2 cm de su posición equilibrio?
21.- Halle la velocidad y la aceleración máxima de un objeto
que se mueve con MAS con una amplitud de 16 cm y una
frecuencia de 2 Hz.
22.- Cuál es el periodo y frecuencia de un péndulo simple de 2
m de longitud?
23.- Un trozo de cuerda de 10 m esta unido a un peso de
acero que cuelga d del techo. ¿cuál es el periodo de una
oscilación?
24.-Un estudiante construye un péndulo de 3 m de longitud y
determina que completa 50 vibraciones en 2 min 54 s ¿cuál es
la aceleración ( gravedad) de acuerdo al lugar en dónde está
el estudiante?
MAQUINAS SIMPLES
1.- Determinar la longitud que debe tener una rampa de un
plano inclinado si se requiere subir un tambo de 50 N a la
plataforma de un camión cuya altura es de 75 cm y el valor de
la fuerza que se aplica para subirlo es de 25 N. Calcular la
ventaja mecánica
2.- Determinar el valor del peso de un cuerpo que se levanta
por medio de una palanca., si el brazo de palanca donde se
localiza el peso es de 0.55 m y la palanca mide 3 m, Sabiendo
que se aplica una fuerza de 25 N en el extremo. Calcula la
ventaja mecánica
3.-- Una máquina con 25% de eficiencia realiza un
trabajo externo de 200J. ¿ qué trabajo de entrada
requiere?
4.- ¿Cuál es el trabajo de entrada de un motor de
gasolina con 30% de eficiencia si en cada uno de los
ciclos realiza 40J de trabajo útil?
5- Un extremo de una caja de 50kg se levanta cn una
varilla de acero de 1.2m. ¿Qué fuerza de entrada se
requiere en el extremote la varilla si se coloca un punto
de apoyo a 12 cm de la caja?
6.- En el caso del cascanueces la nuez se hala a dos cm
del punto de apoyo y una fuerza de entrada de 20 N se
aplica en los mangos, los cuales están a 10 cm de dicho
punto, ¿que fuerza se aplica para partir la nuez?
7.- En una carretilla el centro de gravedad se una carga
neta de 40Kg se ubica a 50 cm de la rueda.¿ qué empuje
ascendente tendrá que aplicar en un punto de los
mangos que se encuentran a 1.4 m de la rueda
8.- ¿Cuál es la ventaja mecánica de la carretilla del
problema anterior?
9.- Calcule la ventaja mecánica de la palanca si la fuerza
de entrada es de
10.- la fuerza de entrada que se ejerce sobre el músculo
del antebrazo es de 120N y actúa a una distancia de 4
cm del codo. La longitud total del antebrazo es de 25 cm .
Calcule el peso que se ha levantado
11.- Una masa de 20kg va a ser levantada con una varilla
de 2m de largo, Si se puede ejercer una fuerza de 40N
en el extremo de la varilla. ¿dónde se deberá colocar un
bloque de madera que actúe como punto de apoyo?
12.- Calcule la fuerza que se requiere para levantar una
carga de 200N, por medio de una polea móvil?
13.- Cuáles son las fuerzas de entrada necesarias para
levantar 200N con un sistema de polipasto de 4 poleas
14.- Cuál debe ser el espesor de la base de una cuña de
20 cm de longitud, si se desea que kla fuerza sea igual a
la décima parte de la fuerza de salida
15.- Una caja de 10 kg es llevada desde el piso hasta
una plataforma de carga a través de una rampa de 6 m
de longitud y 2 m de altura. Supóngase que no hay
fricción.
Determina la ventaja mecánica de la rampa y la eficiencia
CALOR, DILATACIÓN Y CALORIMETRIA
1.- Un matraz tiene un volumen de 50 ml de mercurio a 20°C
¿Qué volumen se derramará si el sistema se calienta hasta
60°C?
2.- Un matraz tiene un volumen de 50 ml de mercurio a 20°C
¿Qué volumen se derramará si el sistema se calienta hasta
60°C?
β=1.80 x10-4/°C
3.- Se calientan balas de cobre a 90°C y se dejan caer en 160
g de agua a 15°C contenida en un recipiente de aluminio de 60
gr de masa. La temperatura final de la mezcla es de 25°C.
Determina la masa de las balas.
Ce aluminio= 0.22 cal/ g°C, Ce agua= 1 cal/ g°C. Ce cobre=
.093 cal/g°C
4. ¿Qué cantidad de calor se necesita para transformar 20 gr
de gas a 125°C en agua a 0°C?
λhielo= 80 cal/g λagua= 540 cal/ g C vapor = 0 .48 cal/g°C,
C hielo = 0.5 cal/g°C C agua = 1 cal/ g°C
5.- ¿Qué cantidad de calor se necesita para transformar 20 gr
de hielo a -25°C en vapor a 120°C?
λfusión= 80 cal/g
λvaporización= 540 cal/ g
Cvapor = 0 .48 cal/g°C,
C hielo = 0.5 cal/g°C
Cagua = 1 cal/ g°C
6.- Se calientan balas de cobre a 363 K y se dejan caer en 160
g de agua a 15°C contenida en un recipiente de aluminio de 60
gr de masa. La temperatura final de la mezcla es de 77°F.
C aluminio= 0.22 cal/ g°C,
C agua= 1 cal/ g°C.
C cobre= .093 cal/g°C
1. Expresa la temperatura inicial del cobre en °C
2. Expresa la temperatura de equilibrio en °C
3. Determina la masa de las balas.
4. Indica que cantidad se está cediendo en el sistema
5. Indica que cantidad de calor se esta ganando en el
sistema
CIRCUITOS ELECTRICOS
1.- Una carga de -3microcoulombs, se encuentra en el aire a
0.15 m de otra carga de -4 microcoulombs .
A Calcular el valor de la fuerza eléctrica entre ellas
B Determina si la fuerza es de atracción o repulsión.
2.- Tres aparatos eléctricos de 8ohm, 15 ohm y 20 ohm, se
conectan en paralelo a una batería de 60volt
A. Representa el circuito eléctrico
B. Calcula el valor de la resistencia equivalente
C. Determina el valor de la corriente total suministrada por la
batería
D. ¿Cuál es el valor de la corriente que circula por cada
aparato?
3.- Resuelve el siguiente circuito que se compone de los
siguientes elementos: ( 3 resistencias en serie y dos paralelos)
EN SERIE R1= 4Ω, R2 = 9 Ω R3= 10 Ω,
R4= 6Ω, R5 = 7 Ω, R6= 5 Ω EN PARALELO, y
R7= 8Ω, R8 = 3 Ω, R9= 9 Ω EN PARALELO. El cuales son
alimentado por 120 volt
a) Realiza el diagrama o dibujo de las resistencias
b) calcula la resistencia total o equivalente del circuito
c) Calcula la intensidad de corriente
d) calcula la diferencia de potencial de cada una de las
resistencias
e) comprueba la Ley de Kirchhoff en uno de los paralelos.
4.- Si un foco de 45 w, recibe una intensidad de corriente de 9
amperes, determina la potencia en kW
A) si permanece encendido 40 minutos, cuan será la
cantidad de kw.h, que se obtenga.
Si cada Kwh tiene un costo de 70 centavos, determina el pago
que se debería de realizar
5.- Un tostador eléctrico tiene una resistencia de 15 omh,
cuando está caliente. ¿Cuál será la intensidad de la corriente
que fluirá al ser conectado en una línea de 120 v. ¿Cuál es la
potencia que tiene el tostador
Si funciona durante 15 minutos, que gasto generará si cada
kw hr, cuesta 90 centavos