Examen parcial 8 abril 2024
20101 – Física
GBIO – Grado de Biología
Apellidos y nombre:
Grupo:
1. (2 puntos) Supongamos que una esfera de radio 𝑟 se mueve con velocidad 𝑣 por un fluido
de densidad 𝜌. Deduzca, a partir de un análisis dimensional, la expresión de la fuerza de fricción
hidrodinámica que actúa sobre la esfera en función de 𝑟, 𝑣 y 𝜌.
2. (2 puntos) Un caracol de masa 0.01 kg sube por un tronco de árbol (recto) inclinado en un
ángulo 𝛼=30o respecto a la horizontal. Considerando que el caracol comienza a subir el tronco
con una velocidad distinta de cero, que ejerce una fuerza constante 𝐹
𝑐=0.05 N en la dirección
en la que se mueve y que el coeficiente de rozamiento cinético entre el caracol y el tronco es
𝜇𝑘=0.2. Calcule: a) la fuerza neta que siente el caracol; y b) la aceleración del caracol.
3. (2 puntos) Un esquiador, de masa m=100 kg, parte del reposo desde el punto A y se desliza
por una rampa hasta el punto B y posteriormente hasta el
punto C, como se muestra en la figura. a) calcule la
velocidad del esquiador en los puntos B y C asumiendo
que la fricción con la rampa es despreciable; b)
asumiendo ahora que hay fricción solo en el tramo BC, y
que la velocidad con la que el esquiador llega a C es 𝑣𝐶=5
m/s. Calcule el trabajo realizado por la fuerza de
rozamiento en este tramo (BC).
4. (2 puntos) Una bacteria de masa 𝑚=10-15 kg viaja a una velocidad de 𝑣𝑏=10-5 m/s en un
ambiente sin fricción. Esta choca de frente con una célula de masa 𝑀=10-12 kg que se
encontraba en reposo. La bacteria queda incrustada en la célula y ambas continúan moviéndose
juntas después de choque con una velocidad final 𝑣𝑓. Calcule cuánto vale 𝑣𝑓.
5. (2 puntos) Como se muestra en la figura, se tiene un
estanque con un tubo (de área constante) por donde está
fluyendo un líquido de densidad 𝜌=1000 kg/m3 y cuya
viscosidad es despreciable. Nótese que la salida del tubo
se encuentra a una distancia ℎ=0.2 m por debajo del nivel
del agua del estaque y el punto más alto del tubo se
encuentra a una altura 𝑦=0.8 m respecto del nivel del
agua. Calcule: a) la velocidad 𝑣 a la salida del tubo; y b)
la presión en el punto más alto del tubo. Tome como
datos 𝑔=10 m/s2 y 𝑝𝑎𝑡𝑚=101300 Pa.
