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FIS110 2do. Semestre 2005 1 Forma W

Departamento de Fsica FIS110 UTFSM 2do. Semestre 2005

APELLIDO PATERNO MATERNO NOMBRES ROL USM

CERTAMEN 3 (Jueves 17 de noviembre 2005)

Desarrollo o fundamentacin por escrito en la Hoja de Preguntas.

Marcar alternativas en la Hoja de Respuestas.

Marcar las OMITIDAS en Hoja de Respuestas (1 pto. c / una)

FORMULARIO

CMext aMdt

PdF

iivmP

i

iiCM

m

rmr

dt

Ldext

Iext 2

k I 2

1E pr

IL

ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 1 y 2:

Una turbina hidrulica est girando a 600 [rpm] (use 3). Al cortar el flujo de agua la turbina

desacelera a razn de 0,1 [rad/s2] debido al torque del roce, cuya magnitud es 8 106[kg m2 /s2].

1. El tiempo que demora la turbina en detenerse es aproximadamente:

A) 1[min]

B) 10[min]

C) 15[min]

D) 30[s]

E) 3[min] 2. El momento de inercia de la turbina respecto al eje de rotacin es aproximadamente:

A) 8106 [kgm2]

B) 8105 [kgm2]

C) 8104 [kgm2]

D) 8108 [kgm2]

E) 8107 [kgm2]

FORMA W


ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 3, 4 y 5: Una partcula que se mueve inicialmente con velocidad

0V

choca contra otra en reposo. No hay fuerzas

externas y el choque es elstico. Las velocidades de las partculas despus del choque son respectivamente

1V

y 2V

, en las direcciones indicadas en la figura.

3. El vector cambio de momentum de la partcula 1,

p

1 , es igual a:

A) Cero

B) (M1V1 M1V0) i

C) (M1V0 M1V1) i

D) (M1V1 cos + M1V0) i M1V1 sen j

E) (M1V1 cos M1V0) i + M1V1 sen j

M1

M2

0V

M1 1V

M2

x

y

y

x

2V

4. El cambio de la energa cintica de la partcula 1, Ek,1 , es igual a:

A) 201

211

VM2

1VM

2

1

B) 211

201

VM2

1VM

2

1

C) Cero

D) 201

21

VM2

1cosMV

2

1

E) 211

201

VM2

1VM

2

1 cos

5. La razn entre las magnitudes de las velocidades despus del choque, V1 / V2 , es igual a:

A) 1

2

M

M

B) 2

1

M

M

C) 1

D)

sen M

sen M

1

2

E)

sen M

sen M

2

1


ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 6 y 7:

Una bala de masa m viajando a 200 [m/s] se incrusta en un carro de masa M inicialmente en reposo. Despus del choque el sistema formado por el carro con la bala incrustada se mueve a 2 [m/s].

m M

6. En el sistema formado por el carro y la bala, la fuerza ejercida por la bala sobre el carro durante el choque es:

A) externa y no conservativa

B) externa y conservativa

C) cero

D) interna y no conservativa

E) interna y conservativa 7. La razn entre las masas del carro y de la bala, M / m , es igual a:

A) 101

B) 100

C) 200

D) 9999

E) 99 ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 8 y 9:

Dos carros de masas m1 y m2 estn en reposo sobre

una superficie horizontal. Un resorte de constante k est unido a ambos carros, y se mantiene inicialmente comprimido mediante una cuerda.

En cierto instante se corta la cuerda.

m1 m2

x

8. De las siguientes cantidades fsicas:

I El momentum lineal de cada carro. II La energa mecnica del sistema formado por los dos carros y el resorte. III El momentum lineal del sistema formado por los carros y el resorte.

Se conservan durante todo el movimiento:

A) Slo I y II

B) Slo II y III

C) Slo I

D) Slo III

E) Todas 9. Cuando el resorte recupera su largo natural por primera vez, el centro de masa del sistema:

A) se mueve en direccin +x o en direccin x, dependiendo de la constante del resorte.

B) no se mueve

C) se mueve en direccin x

D) se mueve en direccin x, si m1 > m2

E) se mueve en direccin x, si m2 > m1


ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 10 y 11: Una barra homognea de largo L y masa M permanece en equilibrio sin resbalar, apoyada contra un muro como se indica en la figura. El roce de la barra contra el muro puede despreciarse. El coeficiente de roce

entre la barra y el suelo es e.

10. La magnitud de la fuerza normal ejercida por el muro sobre la barra es igual a:

A) Mg / 2

B) Mg tan / 2

C) Mg

D) Mg tan

E) Cero

g

0

e

L, M

11. El vector fuerza total ejercida por el piso sobre la barra est mejor representado por:

g

0

E

A C

D

B

12. La nia de la figura est inicialmente girando con rapidez angular 0. El roce es despreciable. A continuacin, la nia recoge los brazos hacia su pecho, de modo que su momento de inercia disminuye en un 25%. Entonces, su rapidez angular:

A) aumenta en 33,3%

B) disminuye en 33,3%

C) se conserva constante

D) aumenta en 25%

E) disminuye en 25%


13. Un ladrillo homogneo de lados a y b, descansa sobre un tabln inicialmente horizontal. A continuacin se comienza a elevar un extremo del tabln, sin que el ladrillo resbale.

Entonces, el ladrillo estar a punto de volcar cuando se cumpla que:

A) = a / b

B) sen = b / a

C) tan = b / a

D) sen = a / b

E) tan = a / b

g

g

b

a

14. Considere los tres discos homogneos mostrados en la figura. Los discos A y B tienen la misma masa M, mientras que el disco C tiene una masa menor, m, ya que se construye a partir del disco B removindole la parte central. Entonces los momentos de inercia de los discos en torno al eje comn mostrado en la figura, cumplen con:

A) IA > IB > IC

B) IB > IA > IC

C) IA > IB = IC

D) IB > IA = IC

E) ninguna de las relaciones anteriores.

A

masa M

B

masa M

C

masa m < M

15. Un joven est parado en los extremos de dos barras homogneas idnticas, cada una de largo L y masa M, mantenindolas en equilibrio horizontal como se indica en la figura. El roce en los ejes puede despreciarse.

Entonces la masa del joven es igual a:

A) 2M

B) M/2

C) M

D) 2M/3

E) 3M/2

3

L

4

L

g


ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 16 y 17: El sistema de la figura est compuesto por tres partculas: dos partculas de igual masa m que estn en reposo sobre una superficie horizontal, y una tercera de masa 2m que est inicialmente suspendida a una altura h sobre la superficie. En cierto instante, se deja caer la partcula de masa 2m. El roce con el aire puede despreciarse

2m

m m

h

g

16. Mientras la partcula de masa 2m est cayendo, la aceleracin del CM del sistema formado por las tres partculas tiene magnitud:

A) g/2

B) 2g

C) g/4

D) g

E) Cero 17. Justo antes de que la partcula de masa 2m llegue al suelo, la velocidad del CM del sistema formado por las tres partculas tiene magnitud:

A) gh

B) gh2

C) 8

gh

D) 2

gh

E) Cero

18. El bloque de masa M de la figura cuelga de una cuerda que est enrollada alrededor de una polea de radio R e igual masa M. El momento

de inercia de la polea en torno al eje de rotacin es I = MR2/2. El roce

puede despreciarse. Mientras el bloque desciende, la tensin en la cuerda es igual a:

M

M, I R

g

A) Mg3

4

B) Mg3

2

C) Mg3

1

D) 2Mg

E) Mg


ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 19 y 20: La barra de la figura est inicialmente sujeta por una cuerda. El momento de inercia de la barra en torno al eje de la figura es ML2 /3. El roce puede despreciarse. En cierto instante se corta la cuerda.

19. Entonces, cuando la barra pasa por la posicin horizontal, su rapidez angular es igual a:

g

A) Cero

B) L

sen g2

C) L

sen 3g

D) L

sen 6g

E) L

sen g

20. Cuando la barra pasa por la posicin horizontal, el vector fuerza total ejercida por el eje sobre la barra est mejor representado por:

g

C

D

B

E

A

C3 FIS 110 2 SEM 2005

FORMAS W X Y Z1 B D B E2 E D B A3 E D B A4 A C B D5 D E A B6 D C B E7 E A E D8 B C D E9 B E A D

10 B D B E11 A B D A12 A D B E13 E C C B14 A B C D15 E C A B16 A C B D17 D C B E18 C A E B19 C D B A20 D B D E