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AREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL
TALLER DE FÍSICA II PERIODO ACADEMICO
MECANICA CLASICA – DINAMICA: FUERZA – LAS LEYES DE NEWTON Y
CONSECUENCIAS DE LAS LEYES DE NEWTON
 Fecha de entrega preguntas tipo ICFES Grado 10 0 A, B 12/05/11
 Fecha de entrega problemas tipo I Grado 10 0 A, B 17/05/11
 Fecha de entrega problemas tipo II Grado 10 0 A, B 24/05/11
PREGUNTAS TIPO ICFES
Responde las preguntas 1, 2 y 3 de acuerdo a la siguiente información:
De acuerdo a la siguiente figura
F1
F2
F1= 20N
1.
2.
m = 2kg
F2 = 10N
La fuerza neta que actúa sobre el bloque es la indicada en
A)
10 N
B)
10 N
C)
30 N
D)
30 N
El bloque se mueve con una aceleración cuyo valor es
2
5m/s
2
B) 15m/s
2
C) 10m/s
2
D) 20m/s
A)
2
3.
Suponga que el bloque entra en contacto con un segundo bloque de masa m 2 y
se aplica una fuerza F como se muestra en la figura.
m1
F
m2
Si m2 es mucho mayor que m 1, es correcto afirmar que la fuerza de contacto vale
aproximadamente
A)
B)
F
Cero
C) F/2
D) 2F
4. Se realiza un experimento colocando
un péndulo sobre un carrito que puede
moverse horizontalmente. Para lograr que el péndulo adopte la posición
mostrada en la figura el carrito debe moverse
θ
A)
B)
C)
D)
Aceleradamente hacia la derecha
Aceleradamente hacia la izquierda
Con rapidez constante hacia la derecha
Con rapidez constante hacia la izquierda
5. Una masa 2m está enganchada a
otra masa m a través de una
cuerda, como se muestra en la
figura. Una fuerza P actúa sobre la
masa m y acelera el sistema. La
fuerza F en la cuerda que actúa
sobre la masa 2m vale:
A)
B)
C)
D)
(2/3) P
P
(3/2) P
2P
2m
F
P
m
3
6. Imagina una colisión frontal entre el bloque
ligero
m2
y
el
gran
m1 >> m2. Durante la colisión:
m1
m2
bloque
A) El bloque grande ejerce una fuerza sobre el bloque ligero, mayor que la fuerza que
el bloque ligero ejerce sobre el bloque grande.
B) El bloque ligero ejerce una fuerza sobre el bloque grande, mayor que la fuerza que
el bloque grande ejerce sobre el bloque ligero.
C) El bloque grande ejerce una fuerza sobre el bloque ligero, pero éste no ejerce
ninguna fuerza sobre el bloque grande.
D) El bloque grande ejerce una fuerza sobre el bloque ligero, igual que la fuerza que
el bloque ligero ejerce sobre el bloque grande.
Responde las preguntas 7, 8, 9 y 10 de acuerdo a la siguiente información
Dos cuerpos de masa m 1 y m2
respectivamente, están situados uno
sobre el otro, tal como se aprecia en
la figura.
El coeficiente de
rozamiento estático entre ambos es
μ y se considera despreciable el
rozamiento con la superficie inferior.
Se aplica sobre el cuerpo de masa
m2 una fuerza F tal que a 1 < a2
7.
m1
F
m2
El diagrama de fuerzas que actúan sobre los cuerpos es
N1
A)
N2
C)
fr1
fr1
F
fr2
F
W2
W1
B)
N1
fr2
N2
D)
fr1
N1
N2
fr1
F
W1
W2 + W1
F
W1
W2 + W1
4
8. La fuerza neta que actúa sobre el cuerpo de masa m 2, se muestra en
A)
F
C)
F
B)
F
D)
F
La fuerza neta que actúa sobre el cuerpo m 1 tiene un valor
9.
(N1 + N2)μ
(N1 )μ
F - (N1 + N2)μ
F - (N1)μ
A)
B)
C)
D)
La aceleración del cuerpo de masa m 2 tiene un valor de
10.
A)
B)
C)
D)
μm2g
(F – μm1g)/m2
μg
(F – f r1 - μm2)/(m2 + m1)
11. Un hombre que se está pesando dentro de un ascensor observa que el peso que
marca la báscula es mayor que su peso real.
A)
B)
C)
D)
El ascensor se mueve hacia arriba con velocidad decreciente.
El ascensor se mueve hacia abajo con velocidad decreciente.
El ascensor se mueve hacia arriba con velocidad creciente.
El ascensor se mueve hacia abajo con velocidad constante.
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12. ¿Cuál de estas frases incluye los elementos esenciales de la Primera Ley de
Newton?
A) Un cuerpo en reposo se mantiene siempre en estas condiciones a no ser que
actúe sobre él una fuerza no nula.
B) Por cada acción hay siempre una reacción igual y opuesta.
C) Un cuerpo persiste en su estado de reposo o de movimiento uniforme en una
línea recta mientras actúe sobre él una fuerza de valor constante.
D) Un cuerpo persiste en su estado de reposo o de movimiento uniforme en una
línea recta siempre y cuando no actúe sobre él ninguna fuerza
13. En un vaso cilíndrico de cristal vacío se coloca
una esfera como muestra la figura.
El diagrama de las fuerzas que actúa sobre la
esfera es:
N1
N1
C)
A)
N2
N2
W
W
N1
N1
D)
B)
N2
N3
W
W
14. Dos cuerpos de masas m 1 = 5,8
kg y m2 = 3,0 kg se encuentran
unidos por una varita de 200gr,
descansando sobre una mesa sin
rozamiento. Si tiramos del cuerpo
1 con una fuerza de F = 18N,
¿Cuál de estas afirmaciones es
cierta?
A)
B)
C)
D)
m1
200 gr
m2
La fuerza que ejerce el cuerpo 1 sobre la varita es de 18 N.
La fuerza que ejerce la varita sobre el cuerpo 1 es de 6,4 N.
La fuerza que ejerce la varita sobre el cuerpo 2 es de 6,4 N.
La fuerza que ejerce la varita sobre el cuerpo 2 es de 18 N.
F
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15. Para comprobar por sí mismo el comportamiento de los cuerpos al caer
libremente, una estudiante de física de grado décimo, realizó una experiencia con
dos bloques que dejó caer desde cierta altura (h) y en ausencia de rozamiento:
De acuerdo con lo anterior pudo comprobar que:
A) En la caída los bloques se separan,
m
2m
cayendo el bloque (m) primero.
B) La energía potencial perdida por los 2 bloques es igual.
C) Los dos bloques, sin separarse, caen al mismo tiempo.
D) El bloque (2m) se separa del bloque (m)
y cae con mayor velocidad.
h
16. Una partícula de masa m = 1,0 kg está sometida a una única fuerza, resultando
una aceleración que se muestra en la figura. El impulso mecánico recibido por la
partícula es:
a (m/s2)
2
4
A)
B)
C)
D)
t(s)
0,5 N.s
2 N.s
4 N.s
8 N.s
17. El coeficiente de rozamiento cinético entre un primer objeto y la superficie es doble
que entre un segundo objeto y la superficie. La distancia recorrida por el primer
objeto antes de detenerse es S. La distancia recorrida por el segundo objeto es:
A) S/2.
B) 2S.
C) 4S.
D) Imposible de determinar sin conocer las masas involucradas.
18. Dos cuerpos A y B se mueven un contra otro con velocidades de 80 cm/s y 20
cm/s respectivamente. La masa de A es 140 g y la de B es de 60 g. Después de
una colisión frontal quedan unidos, la velocidad del sistema es:
A) 20cm/s
B) 92 cm/s
C)
0,62m/s
D)
8 m/s.
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PROBLEMAS TIPO I
1. Para
la situación mostrada en la figura,
encuéntrese los valores de T 1 y T2, si el peso del
objeto es de 600 N. (503 N, 783 N)
2. En
la figura siguiente, las poleas no
presentan fuerza de fricción y el sistema
cuelga en equilibrio. ¿Cuáles son los
valores de los pesos W 1 y W 2? (260 N, 150
N)
3. Supóngase que W 1, en la misma figura,
fuera de 500 N. Encuéntrense los valores
de W 2 y W 3 si el sistema está colgando en
equilibrio como se muestra. (288 N, 384 N)
4. Si en la figura siguiente, la fricción entre el
bloque y el plano inclinado es despreciable,
¿cuál debe ser el peso W si se quiere que el
bloque de 200 N permanezca en reposo?
(115 N)
5. El sistema que se muestra en la misma figura
permanece en reposo cuando W = 220N.
¿Cuál es la magnitud de la fuerza de fricción
sobre el bloque de 200 N? (105 N)
6. Encuéntrese
la
fuerza normal que
actúa
sobre
el
bloque en cada
una
de
las
situaciones
de
equilibrio que se
muestran en la figura siguiente. (34 N; 46 N; 91 N)
8
7. Si W = 40 N en la situación de
equilibrio de la figura
determine T 1 y T2. (58 N,
siguiente,
31 N)
8. El objeto de la figura siguiente
está en equilibrio y tiene un
peso
W = 80 N.
Encuéntrense las tensiones T 1,
T2, T3 y T4. (37 N; 88 N; 77 N;
139 N)
9. Suponga que el peso y el roce de
las poleas que se muestran en la
figura siguiente son despreciables.
¿Cuál es el valor de W para que el
sistema
permanezca
en
equilibrio? (Suponga que las
cuerdas 1 y 2 son paralelas) (185
N)
10. El sistema de la figura siguiente está
en equilibrio, a) ¿cuál es el máximo
valor que puede tener W, si la fuerza
de fricción sobre el bloque de 40 N no
puede exceder de 12 N?, b) ¿cuál es
el valor del coeficiente de roce
estático entre el bloque y la mesa?
(6,9 N; 0,3)
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11. Dos masas, m 1 y m2, situadas
sobre una superficie horizontal sin
fricción se conectan mediante una
cuerda sin masa. Una fuerza, F,
se ejerce sobre una de las masas
a la derecha. Determine la
aceleración del sistema y la
tensión, T, en la cuerda.
12. Un pequeño insecto es colocado
ente dos bloques de masas m 1 y m2
(m1 > m2) sobre una mesa sin
fricción. Una fuerza horizontal, F,
puede aplicarse ya sea a m 1, o a
m2. ¿En cuál de los dos casos el
insecto tiene mayor oportunidad de
sobrevivir? (F sobre m 1)
13. Un bloque se desliza hacia abajo por un plano sin fricción que tiene una inclinación
de 15º. Si el bloque parte del reposo en la parte superior y la longitud de la
pendiente es 2 m, encuentre: a) la magnitud de la aceleración del bloque, y b) su
velocidad cuando alcanza el pie de la pendiente.
14. Página 130 Hipertexto Santillana. Nº 11
15. Página 130 Hipertexto Santillana. Nº 14
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PROBLEMAS TIPO II
1. Un bloque de masa 2 kg
se suelta del reposo a una
altura de 0,5 m de la
superficie de una mesa,
en la parte superior de una
pendiente con un ángulo
de 30º. La pendiente está
fija sobe una mesa de
altura de 2m y no presenta
fricción. A) Determine la
aceleración del bloque cuando se desliza hacia abajo de la pendiente. B) ¿Cuál es
la velocidad del bloque cuando deja la pendiente? C) ¿A qué distancia de la mesa
el bloque golpeará el suelo? D) ¿Cuánto tiempo ha transcurrido entre el momento
en que se suelta el bloque y cuando golpea el suelo? E) ¿La masa del bloque
influye en cualquiera de los cálculos anteriores? (a) 4,9 m/s 2, b) 3,13 m/s, c) 1,35
m, d) 1,14 s, e) no)
2. En la figura se muestran dos masas
conectadas por medio de una
cuerda sin masa que pasa sobre
una polea sin masa. Si la pendiente
tampoco presenta fricción y si m 1 =
2 kg, m2 = 6k y a = 55º, encuentre:
a) la magnitud de la aceleración de
las masas, b) la tensión en la
cuerda, c) la velocidad de cada
masa
2 s después de que
aceleran desde el reposo.
3. Una fuerza horizontal neta F = A + Bt 3 actúa sobre un objeto de 3,5 kg, donde A =
8,6 N y B = 2.5 N/s 2. ¿Cuál es la velocidad horizontal de este objeto 3 s después
que parte del reposo? (21.8 m/s)
4. La masa m1 sobre una mesa horizontal
sin fricción se conecta a la masa m 2
por medio de una polea sin masa P 1 y
una polea fija sin masa P 2 como se
muestra en la figura. Si a 1 y a2 son las
magnitudes de las aceleraciones de m 1
y m2 respectivamente, ¿cuál es la
relación entre estas aceleraciones? Determine expresiones para b) las tensiones
en las cuerdas y c) las aceleraciones a 1 y a2 en función de m1, m2 y g.
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5. Un bloque que cuelga, de 8,5 kg, se conecta
por medio de una cuerda que pasa por una
polea a un bloque de 6,2 kg que se desliza
sobre una mesa plana. Si el coeficiente de
roce durante el deslizamiento es 0,2,
encuentre la tensión en la cuerda. (36,9 N)
6. Un bloque de 25 kg está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal. Se
necesita una fuerza horizontal de 75 N para poner el bloque en movimiento.
Después de que empieza a moverse, se necesita una fuerza de 60 N para
mantener el bloque en movimiento con velocidad constante. Determine los
coeficientes de roce estático y cinético a partir de esta información.
7. Suponga que el coeficiente de roce entre las ruedas de un auto de carreras y la
pista es 1. Si el auto parte del reposo y acelera a una tasa constante por 335 m,
¿cuál es la velocidad al final de la carrera? (81 m/s)
8. ¿Qué fuerza debe aplicarse sobre un
bloque A con el fin de que el bloque B
no caiga? El coeficiente de roce
estático entre los bloques A y B es
0,55, y la superficie horizontal no
presenta fricción.
9. Un patinador de hielo que se mueve a 12 m/s se desliza por efecto de la gravedad
hasta detenerse después de recorrer una distancia de 95 m sobre una superficie
de hielo. ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinético entre el hielo y los patines?
(0,07353)
10. Una masa de 2,2 kg se acelera a lo largo
de una superficie horizontal mediante una
cuerda que pasa por una polea, como se
muestra en la figura. La tensión en la
cuerda es de 10 N y la polea está 10 cm
sobre la parte superior del bloque. El
coeficiente de la fricción de deslizamiento
es 0,4. a) Determine la aceleración del
bloque cuando x = 0,4 m, b) determine el
valor de x en el cual la aceleración se
vuelve cero.
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11. En la figura se muestran
tres masas conectadas
sobre una mesa. La mesa
tiene un coeficiente de
fricción de deslizamiento
de 0,35. Las tres masas
son de 4 kg, 1 kg y 2 kg
respectivamente, y las
poleas son sin fricción. a)
Determine la aceleración
de cada bloque y sus
direcciones, b) determine
las tensiones en las dos
cuerdas.
(a) a 1 =
2
2,31 m/s hacia abajo,
b) Tizquierda = 30 N, Tderecha = 24,2 N)
12. ¿Qué fuerza horizontal debe
aplicarse al carro mostrado en la
figura con el propósito de que los
bloques
permanezcan
estacionarios respecto del carro?
Suponga que todas las superficies,
las ruedas y la polea son sin
fricción.
((M + m1 + m2) m2g/m1)
13. Los tres bloques de la figura
están
conectados
por
medio de cuerdas sin masa
que pasan por poleas sin
fricción. La aceleración del
sistema es 2,35 m/s 2 a la
izquierda y las superficies
son rugosas. Determine: a)
las
tensiones
en
las
cuerdas y b) el coeficiente
de fricción cinético entre los
bloques y la superficie.
(T1 = 74,5 N, T 2 = 34.7 N,
μ = 0,572)