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TRABAJO DE RECUPERACIÓN PARCIAL 1
2012-2013
ÁREA: FÍSICA
CURSO: TERCERO DE BACHILLERATO: __________________
NOMBRE: ______________________________________
FECHA DE ENTREGA: Jueves, 22-11-2012
INSTRUCCIONES:
LEA DETENIDAMENTE LOS ENUNCIADOS DE CADA UNO DE LOS EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS.
ANTES DE RESOLVERLOS Y EMITIR CONCLUSIONES, EN AQUELLOS QUE SE PROPONE SELECCIONAR
JUSTIFIQUE LA ELECCIÓN REALIZADA Y EXPLIQUE PORQUE DESCARTA LAS OTRAS OPCIONES.
1. Resuelve los siguientes literales:
A. ¿Cuándo decimos que un cuerpo posee energía cinética?
B. Si un cuerpo de masa m posee una velocidad ⃗ , ¿qué expresión permite calcular su energía cinética?
C. Exprese en palabras la relación entre el trabajo total realizado sobre un cuerpo que se desplaza entre dos puntos, y
la energía cinética del cuerpo en estos puntos. Exprese matemáticamente esta relación?
2. Realice lo que se le indique:
A. Un cuerpo se encuentra unido al extremo de un resorte cuya constante elástica es k y que presenta una
deformación X. ¿Cuál es la expresión matemática de la energía elástica de este cuerpo?
B. Sea
el trabajo realizado por un resorte deformado al empujar un cuerpo desde A hasta B. Escriba la relación
matemática entre
y la energía potencial elástica en A y B.
3.
El trabajo de las fuerzas en una trayectoria cerrada, es diferente de cero, cuando las fuerzas son:
a) Conservativas
b) No conservativas
c) Nulas
d) Constantes
4. Cuando un cuerpo cae con dirección al piso
a) Disminuye su energía cinética y aumenta su energía potencial gravitatoria
b) Aumenta su energía cinética y disminuye su energía potencial gravitatoria
c) Disminuye su energía cinética y disminuye su energía potencial gravitatoria
d) Aumenta su energía cinética y aumenta su energía potencial gravitaroria
5. La energía potencial gravitacional de un cuerpo de masa m es 900 J. ¿Qué valor tendrá la energía potencial
gravitacional de otro cuerpo de masa 3m, situado en la misma posición del primer cuerpo?
a) 300 J
b) 400 J
c) 1 800 J
d) 2 700 J
6. Desde la azotea de un edificio de 15 m de altura, se deja caer un cuerpo de 2kg. Calcular
a) La energía potencial gravitacional del cuerpo en lo alto del edificio
b) La energía potencial gravitacional del cuerpo, cuando pasa por un punto situado a 5m del suelo.
c) El trabajo realizado por el peso, cuando se desplaza entre los dos puntos.
7. Para comprimir un resorte una distancia de 15 cm, se aplica una fuerza de 80 N. Calcular:
a) Su energía cinética inicial.
b) Su energía cinética en el punto más alto
8. Una fuerza resultante actúa sobre una partícula en movimiento rectilíneo, en la dirección y sentido de su velocidad.
La magnitud de ⃗ varía con la posición de la partícula, de acuerdo con el diagrama en la figura.
a. ¿Cuál es el trabajo realizado por ⃗ cuando la partícula se desplaza de
hasta
?
b. Sabiendo que la partícula poseía una energía cinética de
al pasar por
, ¿cuál será su energía cinética
al llegar a la posición
?
c. Es posible determinar la velocidad de la partícula al pasar por
? Explique.
9. Una partícula de masa m es soltada en A y se desliza, sin fricción, a lo largo de un riel como se muestra en la figura.
El radio de la parte circular es y
. Marque la afirmación falsa.
a. La energía mecánica total del cuerpo en el punto C vale
b. La energía cinética del cuerpo en B vale
c. La energía cinética del cuerpo en D vale
d. La velocidad del cuerpo en C vale √
10. Un cilindro sólido uniforme de masa M y radio 2R descansa en una mesa horizontal. Se ata un hilo mediante un yugo
a un eje sin fricción que pasa por el centro del cilindro de modo que éste puede girar sobre el eje. El hilo pasa por
una polea con forma de disco de masa M y radio R montada en un eje sin fricción que pasa por su centro. Un bloque
de masa M se suspende del extremo libre del hilo. El hilo no resbala en la polea, y el cilindro rueda sin resbalar sobre
la mesa. Si el sistema se libera del reposo, ¿qué aceleración hacia abajo tendrá el bloque?
11. Realice lo que se le solicite:
A. ¿Qué entiende usted por energía potencial? Dé ejemplos de situaciones en las cuales un cuerpo posee energía
potencial?
B. Un cuerpo de masa m se encuentra a una altura h por encima de cierto nivel horizontal. ¿Qué expresión permite
calcular la energía potencial gravitacional de este cuerpo en relación con ese nivel?
C. Escriba la relación matemática entre el trabajo realizado por el peso de un cuerpo cuando se desplaza verticalmente
de un punto A a un punto B y la energía potencial gravitacional del cuerpo en estos dos puntos.
12. Resuelve los siguientes literales:
A. ¿Qué son las fuerzas conservativas y las fuerzas disipativas? Proporcione dos ejemplos de ambas.
B. La expresión
, ¿es válida para las fuerzas conservativas? ¿Por qué?, ¿es válida para las fuerzas
disipativas? ¿por qué?
C. La expresión
, ¿es válida para las fuerzas conservativas? ¿Por qué?, ¿es válida para las fuerzas
disipativas? ¿por qué?
13. La energía cinética de un cuerpo de masa m es 1000 J. ¿Qué valor tendrá la energía cinética de otro cuerpo de masa
4m, que se mueve con la misma rapidez del primero?
a) 250 J
b) 500 J
c) 2 000 J
d) 4 000 J
14. La energía potencial de un resorte es 400 J. ¿Qué valore tendrá la energía potencial elástica del resorte, si se triplica
la deformación?
a) 3 600 J
b) 1 600 J
c) 100 J
d) 44,44 J
15. Un cuerpo de masa m está situado a 12 m de altura, ¿A qué altura deberemos colocar otro cuerpo de masa 1/2m,
para que tenga la misma energía potencial gravitacional del primer cuerpo?
a) 250 J
b) 500 J
c) 2 000 J
d) 4 000 J
16. Un proyectil de 12 kg, es lanzado con una velocidad de (
a) La energía cinética inicial
b) Su energía cinética en el punto más alto
⃗
⃗)
. Calcular
17. Se suelta una bomba de 500 kg desde un avión que vuela a (
⃗)
y 2 000 m de altura. Calcular:
a. La energía cinética, potencial y total iniciales
b. La velocidad de la bomba al llegar al suelo
c. La energía cinética, potencial y total a los 15 s de haber sido lanzada
18. Una esfera metálica, homogénea, de masa 0.1 kg está en reposo en un local donde la aceleración gravitacional es
. A partir de cierto momento, una fuerza de intensidad F, variable con la distancia d, según la gráfica de
abajo, empieza a actuar en la esfera en dirección vertical y sentido hacia arriba. ¿Cuál es la energía cinética de la
esfera en el momento en que F se anula? (Desprecie todas las fricciones)
19. Un péndulo de longitud l es soltado en la posición indicada en la figura y cuando pasa por el punto más bajo de su
trayectoria sobre la superficie de un líquido, pierde en cada una de sus pasadas 30 % de su energía cinética. Después
de una oscilación completa. Después de una oscilación completa, cuál será, aproximadamente, el ángulo que el
alambre del péndulo hará con la vertical:
a.
b.
c.
d.
e.
20. Un cuerpo de masa m que baja a partir del reposo por un plano inclinado unido a una polea cilíndrica de masa
M y radio R, a través de una cuerda inextensible y de masa despreciable enrollada varias veces en la polea.
Suponga que no existe roce entre la polea y su eje ni entre el cuerpo y el plano. Utilice conceptos de energía para
determinar la velocidad con que llega al plano horizontal y la aceleración con la que baja el plano.
21.
A.
B.
C.
Realice lo que se le solicite:
¿Qué entiende usted por energía mecánica (total) de un cuerpo?
¿En qué condiciones permanece constante la energía mecánica de un cuerpo?
Cuándo sólo actúan fuerzas conservativas en un cuerpo, si su energía potencial aumenta, ¿qué sucede con su
energía cinética? ¿Y si disminuye su energía potencial?
22. Complete lo que se le pida:
A. Un cuerpo sobre el cual actúa una fuerza de fricción cinética pierde toda la energía mecánica que posee. ¿Diría
usted que esa energía mecánica “desaparece” o que “se transforma”? Explique
B. Utilice un ejemplo para explicar el Principio General de Conservación de la Energía.
23. La energía potencial gravitacional de un cuerpo de masa m es 900 J. ¿Qué valor tendrá la energía potencial
gravitacional de otro cuerpo de masa 3m, situado en la misma posición del primer cuerpo?
e) 300 J
f) 400 J
g) 1 800 J
h) 2 700 J
24. Cuando un cuerpo cae con dirección al piso
e) Disminuye su energía cinética y aumenta su energía potencial gravitatoria
f) Aumenta su energía cinética y disminuye su energía potencial gravitatoria
g) Disminuye su energía cinética y disminuye su energía potencial gravitatoria
h) Aumenta su energía cinética y aumenta su energía potencial gravitatoria
25. Si la variación de la energía cinética es nula, el cuerpo tiene un movimiento:
a. parabólico
b. uniforme
c. acelerado
d. retardado
26. Un cañón dispara un proyectil directamente hacia arriba. La altura máxima que alcanza el proyectil es [ ], cuando
se ha comprimido el resorte del cañón [ ] . Para que el proyectil alcance una altura , el resorte del cañón debe
comprimirse:
[ ]
a. √
b. √ [ ]
[ ]
c.
d. NRA
27. Sobre una mesa de
de altura se comprime un resorte de
coloca un cuerpo de 40 kg y se suelta. El cuerpo se desliza sobre la mesa (
. Calcular:
a. Cuánto se comprimió el resorte
b. Con qué rapidez abandona la mesa el cuerpo
. En el extremo libre del resorte se
) y cae al suelo con una rapidez de
28. La figura de este problema muestra la variación de la energía potencial de una partícula que se desplaza en línea
recta, en función de la distancia d contada a partir de un origen O, de esa recta. Suponga que sobre la partícula
actúan solo fuerzas conservativas y que su energía mecánica total, en d = 0 valga 200 J.
a. ¿Cuál la es la energía cinética de la partícula en
?
b. {¿Cuál es la energía mecánica de la partícula en
?
c. ¿Cuál es la velocidad de la partícula en
?
29. Una pequeña pelota, de masa m, gira en una circunferencia vertical, sujeta a un extremo de una cuerda de longitud
R. La tensión en la cuerda en el punto 3 es nula. La figura muestra las velocidades y tensiones en los diversos puntos.
Marque la afirmación correcta:
a.
b.
c.
d.
√
e.
√
30. Una niña empuja un balón de baloncesto de 0,6 kg para que suba rodando una rampa larga. El balón puede
considerarse como esfera hueca de pared delgada(
). Cuando la niña suelta el balón en la base de la
rampa, éste tiene una rapidez de 8 m/s. Cuando el balón vuelve a ella después de subir la rampa y regresar rodando,
tiene una rapidez de 4 m/s. Suponga que el trabajo efectuado por la fricción sobre el balón es el mismo cuando sube
o baja la rampa, y que el balón rueda sin resbalar. Calcule el aumento máximo en la altura vertical del balón al subir
la rampa.