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Examen Parcial de Física (03) - Cátedra Torti - Prof. torti, Exámenes de Física

Un examen parcial de física para la cátedra de horacio emilio torti. El examen abarca temas relacionados con la energía potencial elástica, el movimiento de un coche de fórmula 1, y la fricción entre un cuerpo y una superficie. Incluye preguntas con respuestas y cálculos detallados.

Tipo: Exámenes

2023/2024

A la venta desde 12/11/2024

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FÍSICA (03) (Cátedra: Torti, Horacio Emilio)
2do PARCIAL
08/11/2024
CLAVE DE CORRECCIÓN
TEMA 5
Página 1 de 1
Duración del examen: Una hora y media. Completar con letra clara, mayúscula e imprenta.
APELLIDO:
CALIFICACIÓN:
NOMBRE:
DNI (registrado en SIU Guaraní):
E-MAIL:
DOCENTE (nombre y apellido):
TEL:
AULA:
Expresar os resultados con tres cifras significativas y unidades. Asumir g = 9,80 m/s2
1) De un resorte ideal, que cuelga del techo, se sujeta una pesa de
12,5 kg, produciéndose en el resorte una elongación de 5,00 cm.
a) ¿Cuánta energía potencial elástica se acumuló en el resorte?
(1,5 puntos)
b) Si ahora se cuelgan dos pesas en vez de una, ¿cuál es la relación entre la nueva energía
potencial elástica y la del caso anterior? (1 punto) Marcar con una X donde corresponda.
ATENCIÓN: En algunas impresiones del tema 5 (para quienes rindieron en el aula 117) la masa de
la pesa apareció con un valor de 2,5 kg (ya que no salió impreso el “1” del valor 12,5). Para dichos
casos, y empleando como masa de la pesa a 2,5 kg , corresponde una energía potencial elástica de
0,6125 J, es decir que la respuesta que será tomada como correcta es 0,613 J
2) Un coche típico que compite en “formula 1” (F1) tiene una masa de 800 kilogramos. Al aproximarse a una curva, un coche
de F1 que se mueve con una rapidez de 250 km/h frena desacelerando de manera constante durante 1,25 segundos hasta alcanzar
los 80,0 km/h .
a) ¿Cuánto espacio recorrió durante la frenada? (1 punto)
b) Calcular el trabajo realizado por la fuerza de frenado. (1 punto)
c) Calcular la fuerza de frenado a la que fue sometido el coche. (1 punto)
d) Calcular la potencia media de frenado. (1 punto)
3) En el esquema de la derecha el cuerpo C, de 16,5 kilogramos de masa se
encuentra apoyado sobre una superficie rugosa. La masa del balde B es de
2,00 kilogramos estando vacío. El coeficiente de fricción estático entre el
cuerpo y la superficie tiene un valor de 0,450
a) Calcule cuánta masa, como mínimo, deberá agregarse dentro del balde para
que el cuerpo comience a moverse. (1 punto)
Cuando dentro del balde se coloca una masa de 6,50 kilogramos, el cuerpo C
se mueve hacia la derecha con una aceleración de 1,81 m/s2.
b) Calcule el coeficiente de fricción dinámico entre el cuerpo y la superficie
sobre la cual se desliza. (1,5 puntos)
c) Calcule la energía cinética del sistema formado por ambos cuerpos a los 1,50 segundos de iniciado el movimiento. (1 punto)
1) El estiramiento (x) del resorte se debe a la fuerza peso de la masa que de él se cuelgue.
𝑃𝑒𝑠𝑜 =𝑚𝑔=𝑘 𝑥
𝑃𝑒𝑠𝑜 =12,5 𝑘𝑔 𝑔=𝑘0,05 𝑚 𝑘=2450 𝑁𝑚
𝑬𝒆𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂 = 1
2𝑘𝑥2 = 𝟑,𝟎𝟔𝟐𝟓 𝑱
0,5
2
4
5
8
a) Energía
3,06 J
c) Fuerza
3,02 x104 N
d) Potencia
1,39 x106 W
a) Espacio
57,3 m
b) Trabajo
-1,73 x 106 J
c) Energía
92,1 J
a) Masa
5,43 kg
b) Coef. din.
0,235
pf2

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FÍSICA (03)

(Cátedra: Torti, Horacio Emilio)

2

do

PARCIAL

08 / 11 /202 4 CLAVE DE CORRECCIÓN

TEMA 5

Página 1 de 1

Duración del examen: Una hora y media. Completar con letra clara, mayúscula e imprenta

.

APELLIDO:

CALIFICACIÓN:

NOMBRE:

DNI (registrado en SIU Guaraní):

E-MAIL:

DOCENTE (nombre y apellido):

TEL:

AULA:

Expresar os resultados con tres cifras significativas y unidades. Asumir

g

= 9,80 m/s

2

1) De un resorte ideal, que cuelga del techo, se sujeta una pesa de

12,5 kg, produciéndose en el resorte una elongación de 5,00 cm.

a)

¿Cuánta energía potencial elástica se acumuló en el resorte?

(1,5 puntos)

b) Si ahora se cuelgan dos pesas en vez de una, ¿cuál es la relación entre la nueva energía

potencial elástica y la del caso anterior? (1 punto) Marcar con una X donde corresponda.

ATENCIÓN: En algunas impresiones del tema 5 (para quienes rindieron en el aula 117) la masa de

la pesa apareció con un valor de 2,5 kg (ya que no salió impreso el “1” del valor 12,5). Para dichos

casos, y empleando como masa de la pesa a 2,5 kg , corresponde una energía potencial elástica de

0,6125 J, es decir que la respuesta que será tomada como correcta es 0,613 J

2) Un coche típico que compite en “formula 1” (F1) tiene una masa de 800 kilogramos. Al aproximarse a una curva, un coche

de F1 que se mueve con una rapidez de 25 0

km

/ h

frena desacelerando de manera constante durante 1,25 segundos hasta alcanzar

los 80,

km

/ h

.

a) ¿Cuánto espacio recorrió durante la frenada? (1 punto)

b) Calcular el trabajo realizado por la fuerza de frenado. (1 punto)

c)

Calcular la fuerza de frenado a la que fue sometido el coche. (1 punto)

d) Calcular la potencia media de frenado. (1 punto)

3) En el esquema de la derecha el cuerpo C , de 16,5 kilogramos de masa se

encuentra apoyado sobre una superficie rugosa. La masa del balde B es de

2 ,00 kilogramos estando vacío. El coeficiente de fricción estático entre el

cuerpo y la superficie tiene un valor de 0,45 0

a) Calcule cuánta masa, como mínimo, deberá agregarse dentro del balde para

que el cuerpo comience a moverse. (1 punto)

Cuando dentro del balde se coloca una masa de 6 ,50 kilogramos, el cuerpo C

se mueve hacia la derecha con una aceleración de 1,81 m/s

2

.

b) Calcule el coeficiente de fricción dinámico entre el cuerpo y la superficie

sobre la cual se desliza. (1,5 puntos)

c)

Calcule la energía cinética del sistema formado por ambos cuerpos a los 1,5 0 segundos de iniciado el movimiento. (1 punto)

1) El estiramiento ( ∆x ) del resorte se debe a la fuerza peso de la masa que de él se cuelgue.

𝒆𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂

2

X

0,5 2 4 5 8

a) Energía

3,06 J

c) Fuerza

x

4

N

d) Potencia

x

6

W

a) Espacio

57,3 m

b) Trabajo

x

6

J

c) Energía

92,1 J

a) Masa

5,43 kg

b) Coef. din.

Al colgar dos pesas del resorte, la elongación será 0,1 metros. Como la energía elástica del resorte aumenta con el

cuadrado de la elongación, al duplicarse la elongación se cuadruplica la energía potencial elástica.

2)

En un lapso de 1,25 segundos la velocidad pasa de 250 a 80,0 km/h , la aceleración tendrá un valor de:

𝑓

𝑖

𝟐

El espacio recorrido durante la “frenada” se calcula como:

𝑖

2

El trabajo realizado por la fuerza de frenado se corresponde con la variación de energía cinética del automóvil.

𝐹𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜

𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑭𝒇𝒓𝒆𝒏𝒂𝒅𝒐

𝑓

2

𝑖

2

La fuerza de frenado puede calcularse a partir de:

𝐹𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜

𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜

∙ cos 180° → 𝑭

𝒇𝒓𝒆𝒏𝒂𝒅𝒐

Y la potencia de frenado tiene un valor que puede calcularse como:

𝐹𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜

3) Para que el sistema comience a moverse, la tensión en la cuerda debe ser como mínimo igual a la fuerza de

rozamiento estático entre el cuerpo C y la superficie sobre la cual se apoya.

𝑅 .

𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜

= 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛

𝑐

𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜

𝑏𝑎𝑙𝑑𝑒

𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑎

𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒂

Al agregar una masa de 6,50 kg al balde el sistema se mueve con una aceleración que surge de la fuerza resultante

entre el peso del balde con su contenido y la fuerza de rozamiento dinámico entre el cuerpo y la superficie sobre la

cual se desliza.

𝑏𝑎𝑙𝑑𝑒+𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜

𝑅 .

𝑑𝑖𝑛á𝑚𝑖𝑐𝑜

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑑𝑖𝑛

2

𝒅𝒊𝒏

Transcurridos 1,50 segundos de comenzado el movimiento, la velocidad del sistema será:

𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝒄𝒊𝒏

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

2