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Segundo parcial de fisica


Enviado por   •  23 de Septiembre de 2015  •  Examen  •  1.271 Palabras (6 Páginas)  •  102 Visitas

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Nombre:___________________ CI:__________ Licenciatura:____________  

Segundo parcial de FISICA GENERAL I –30 de junio 2012

Datos: g = 9,80 m/s2. Momentos de inercia respecto al centro de masa: cilindro [pic 1], varilla [pic 2],

Presión atmosférica: 1,013×105 Pa

[pic 3]

1) Una  masa m1 de 16,1 kg y una  m2  de 10,0 kg están suspendidas por una polea con forma de disco uniforme de radio [pic 4]= 10,0 cm y  masa [pic 5]= 4,00 kg.  El eje de la polea es  horizontal y que gira sin rozamiento. El hilo no desliza en la polea. Inicialmente el sistema está en reposo y la masa m1 está a h= 3,00 m por encima de la masa, como se muestra en la figura. Determinar la velocidad de las masas cuando se encuentran a la misma altura.

a)  2,60 m/s

b) 3,27 m/s

c) 4,36 m/s

d) 2,78 m/s

e) 2,95 m/s

Como el hilo no desliza ni se estira, las velocidades lineales son iguales:         vcm1 = vcm2 = vcm.  Además como la polea no desliza: [pic 6].               Tomando como referencia para la energía potencial gravitatoria el punto de encuentro, y teniendo en cuenta que el sistema es conservativo:

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

m1 (kg)

m2 (kg)

M (kg)

R (cm)

h (m)

v (m/s)

15

10

3

10

3,000

2,3552

16,3

10

4

10

3,100

2,6006

V3

A

17,2

10

4

10

3,200

2,7808

V2

D

18,1

10

4

10

3,300

2,9500

V1

E


2) Un carrete de alambre en forma de disco de masa M y radio R se desenrolla con una fuerza constante F. Suponiendo que el carrete es un cilindro sólido uniforme que no desliza, que parte del reposo y rueda sin deslizar, ¿cuál es la velocidad de su centro de masa después que ha recorrido una distancia igual a 4,0 R?[pic 10]

a)   [pic 11]     

b)     [pic 12]

c)      [pic 13]

d)   [pic 14]   

e)   [pic 15]

Considerando el torque y el momento de inercia respecto al punto O de contacto entre el carrete y el piso

IO.α = τO

(ICM.+ MR2).α = F.2R                además  aCM = α.R,          ICM = ½ .MR2

[pic 16]                de donde  [pic 17] 

Como d = ½ aCM .t2                        resulta  [pic 18]

Finalmente        vCM = aCM.t=[pic 19]

[pic 20][pic 21]

        Si d= 5R:                                 Si d= 3R:

3) Una barra homogénea de longitud L cuelga en reposo según la vertical sostenida por un punto fijo ubicado a una distancia D de su extremo superior. Dos partículas materiales puntuales de masas m1 y m2 se mueven con velocidad constante según rectas horizontales aproximándose a la barra. La partícula de masa m1 se mueve con velocidad v1 hacia la derecha e impacta en el extremo inferior de la barra, mientras que la masa m2 se mueve con velocidad v2 hacia la izquierda e impacta a una distancia H del extremo inferior de la barra. Los impactos son simultáneos y totalmente inelásticos, de modo que las partículas quedan adheridas a la barra. Luego de las colisiones se observa que el sistema (barra + partículas adheridas) permanece en reposo. Determinar la relación que deben cumplir las cantidades de movimiento lineal p1/p2 de las partículas antes del choque.

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