Solucionario De Examenes De Fisica Ingenieria Umsa 1mj5n

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE FISICA BASICA I (FIS 100) II/2011

1. Una partícula tiene un movimiento en línea recta de acuerdo con la ecuación s= t3-3t2-5 estando “s” en metros y “t” en segundos. ¿Cual es el desplazamiento mientras la velocidad varía de 8 m/s a 40m/s? Datos: V1= 8 m/s

V=

=ds = (3t2-6t-5)dt ………1

V2= 40m/s V1 en 1 2

8= 3t -6t-5

3t2-6t-13=0

t1= 2.91 s

3t2-6t-45=0

t2= 4.79 s

V2 en 1 2

40= 3t -6t-5

t1 en s s1=-5.76 m

t2 en s s2= 30.07 m

s2 – s1 2. Un automóvil que está detenido en un semáforo acelera a 2.8 m/s2 al encenderse la luz verde. Tres segundos después, un camión un camión que se mueve con rapidez constante de 90 Km/h rebasa al automóvil. El automóvil acelera hasta alcanzar la velocidad de 180 Km/h y luego continúa con esta velocidad ¿cuánto tempo pasa desde que se enciende la luz verde hasta que el automóvil rebasa al camión? Datos: V máxima=180 Km/h V camión=90 Km/h

V máxima=30 m/s V camión=25 m/s

t 1= 3 s a automovil=2.8 m/ s2 t1 para el auto: V1= 8.4 m/s2

Vf a= vo a+ aa*t1 Vc 1

2

3

Va da

xa xa

dc

Para el movil: Vmax= v1 + a1*tmax

tmax=

tmax=

tmax= 7.7 s

Luego: xa= va*tmax + ½* a1*t²max

xc= vc*tmax

xa= 148 m

xc= 193 m

Del grafico: da= dc + xc -xa……………1 da= va*tmax…………………2 da= vc*t …………………..3 2 ,3 en 1: Vmax *t= vc *t + xc-xa

t=

t= 9 s

3. Una particula describe la trayectoria y=4x2 estando x e y expresado en metros . La componente en el eje de abscisas es constante y vale 2 m/s sabiendo que x=y=0 cuando t=0, hállese las ecuaciones del vector posición r , el vector velocidad v y el vector aceleración a en función del tiempo. Datos: y=4x2

∫

vx =2

∫

vx =2 m/s r=2t i + 16 t2 j

vector posición: v= 2i + 32 t j a= 32 j

4. De un canon fueron disparados dos proyectiles seguidos con una velocidad v0=250 m/s el primero formando un ángulo con la horizontal y el segundo angulo . Despreciando la resistencia del aire, hallar el intervalo de tiempo entre los disparos que asegure que los proyectiles choquen.

VA

60° 45° VB

X= v0*cos

*t=v0*cos (t- t)……..1

y=v0*sen *t – ½ g*t2= v0*sen (t- t) – ½ g*(t- t)2……..2 de 1: t=

……..3

3 en 2:

t=

=11s

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE FISICA BASICA I (FIS 100) I/2012

1. A

VA

B

Vb

C

Vc

Datos: Sumando las fuerzas producidas por A y C no tomando en cuenta la de B por tener velocidad constante: Σ Fd=W A + W B + Wc - mA *aA +mc*ac=TD

TD= C

2.

R R A V 3R

Em a=Emc ½ m va2= 2 R m g + ½ mvc2 ½ va2= 2 R g + ½ vc2…….1

B

2R

D.C.L para hallar vc Σ Fc=mac mg + Nc =m (vc2/R)

W

vc2=gR…….2 2 en 1 ½ vA2= 2 R g + ½ gR

vA=√

Calculo del tiempo empleado para el descenso desde el punto C: En el eje y: 2R= v0 t + ½ g t2 …………..3

t= √

En el eje x: ………..4

Vc =

3 y 2 en 4: √

=

x=√

√

3. C

B A h

45° d

Nc

Datos:

Balance de energía para A:

ma= 40 kg

E0A=Ef A

mb=16 kg

mAgh = dFr A + dFrB ………1

mc=12 Kg d= 0.5 m

D.C.L para B

h= 0.35 m

T

T – WBsen45°=mBa…….2

NB

a

NB=Nc+ WBcos45°……...3 Nc

FrB= μ ( Nc+ W Bcos45°)…...4

45° WB

D.C.L para C NC

Nc= WC cos45°

Nc=83.24 N

Frc= μ Nc 45° WC

D.C.L. para A

T

NA

a NB

NA=NB+ W Acos45°……...5 3 en 5: NA= Nc+ W Bcos45°+ W Acos45°

45° WA

FrA= μ NA

FrA= μ (Nc+ WBcos45°+ W Acos45°)….6

6 y 4 en 1: mAgh = dμ ( Nc+ W Bcos45°+ Nc+ WBcos45°+ W Acos45°) μ= μ=0.412 4.

150 lb

75 lb xA XB XB xA XB

A

B

D.C.L para A NA

2T=mAaA…….1

T T WA

D.C.L para B NB

3T

P – 3T= m aB......2 P

WB

Para las aceleraciones: 3 XB + 2XA =l 3 XB + 2XA =0 3 XB + 2XA =0

3 aB=2 aA.......3

1y2: P- 3/2mAaA=mBaB

P- 3/2mAaA=2/3 mBaA

P= aA( 2/3 mB +3/2 mA)……4 Hallando las masas: mA= W A/g

mA= 4.65 slug

mB= W B/g

mB= 2.32 slug

mA y mB en 4:

a A=

aB=2/3 aA

aA= 7.04 ft/s2

aB=4.69 ft/s2

SEGUNDO EXAMEN DE FISICA I PARCIAL II/2011

1. Para el sistema de la figura hallar la aceleración del bloque cuya masa es 2m. 2m A

m 3m

Calculo de la masa equivalente para el sistema de poleas :

Meq= Meq

m

Meq=3m

3m

Para el bloque 2m: T= 2ma

4T= 8ma……………..1

Para Meq: Meqg – T2 = Meqae ……………..2 T2=2T1................3 T1=2T…………….4

3 en 4: T2=4T…………5 a= 4aeq

aeq = ¼ a…………6

Comb. 5 en 2: Meqg -4T= Meq aeq………………7 Suamando 1 y 7: Meq g=8ma+ Meq aeq

3mg = 8ma + 3m aeq

3g = 8a + 3 aeq………………………8 6 y 8: 3g = 8a + ¾ a

a=

a=3.36 m/s2

2. Un marco rectangular de masa M=5 Kg del que cuelga una plomada de masa m=1kg desliza por un plano inclinado como se muestra en la figura. Una vez iniciado el movimiento la plomada se estabiliza formando un cierto ángulo respecto a la vertical. Calcular: El ángulo que forma la cuerda de loa plomada respecto a la vertical si existe rozamiento entre las superficies μ= 0.3.

θ

30°