Relación de Ejercicios de Física Mecánica

Teoría / Cuestiones Clave:

  1. Trabajo y  Energía Cinética.Teorema de las Fuerzas Vivas.
  2. Fuerzas Conservativas y Energía Potencial.
  3. Balances energéticos. Conservación de la Energía Mecánica.

(Ver solo los ejercicios resueltos)

O-1- (Olimpiada de física Málaga 18)

Los bloques de la figura tienen masas de m1=10 kg, m2= 6 kg y m3= 4 kg. La polea es ideal (sin masa) y la cuerda inextensible. El coeficiente de rozamiento entre las superficies del bloque I y 2 es de μ2 =0,3; y entre el bloque I y la superficie horizontal μ1=0,l . Determinar las aceleraciones de los tres bloques.

g= 9,8 m s-2

O-2 (Olimpiada de física Málaga 18)

Un partícula de masa m se mueve siguiendo las trayectorias:

AB (plano inclinado con rozamiento, μ= 0,3);BC (plano horizontal con rozamiento, μ= 0,3 );y CD (cúpula de radio R sin rozamiento). La partícula parte del reposo en A. Todas las distancias R indicadas en el dibujo son iguales a 1 m.

Determinar: (a) la velocidad de la partícula en el punto C; (b) el ángulo θ para el cual la partícula deja de estar en contacto con la superficie de la cúpula en el punto D.

g = 9,8 m s -2

O-3 (Málaga-17)

Un cuerpo de masa m=2 kg se mueve siguiendo las trayectorias AB, BCB, BD y DF de la figura. Parte del reposo a una altura hA=4 m, desliza a lo largo del plano inclinado AB de 30° hasta B. A continuación se mueve por un círculo vertical BCB de radio R=1 m. Se desplaza por una superficie horizontal BD una distancia SBD=4m y cae desde una altura hDE=2m. El coeficiente de rozamiento dinámico entre las superficies AB y BD es µ=0,2. Se supone que no hay rozamiento en el bucle BCB. Determinar:

a) La fuerza normal que ejerce la superficie sobre el cuerpo en el punto C (punto más alto de la trayectoria circular).

b) El alcance SEF.

Datos: g=9,8 m/s2

O-4 (Olimpiada Málaga-19)

Una atracción de feria consta de una plataforma giratoria de diámetro D=8 m que gira con velocidad angular constante w. De la plataforma cuelgan sillas mediante cuerdas inextensibles de masa despreciable y longitud L=4 m. Cuando la plataforma gira las cuerdas forman un ángulo q con la vertical. Por razones de seguridad, el ángulo q debe ser inferior o igual a 30º. Si la masa de la silla más el niño es de m=30 kg, determine la velocidad angular máxima a la que puede girar la plataforma y la tensión en la cuerda .

g= 9,8 m/s 2

O-5 (Málaga-19)

Dos esferas de masas m1=m2=1 kg se encuentran en equilibrio estático sobre dos planos inclinados, tal y como se muestra en la figura. No existe rozamiento entre el plano inclinado y las esferas.

a) Realice un dibujo con todas las fuerzas que actúan sobre las dos esferas. Tenga en cuenta las fuerzas de acción reacción entre las esferas en la dirección de la recta OO´ que une sus centros.

b) Calcule el ángulo  que forma con la horizontal la recta OO’ y las fuerzas normales en los planos inclinados.

g=9,8 m s-2

1–

a) ¿Qué trabajo se realiza al sostener un cuerpo durante un tiempo t?

b) ¿Qué trabajo realiza la fuerza peso de un cuerpo si éste se desplaza una distancia d por una superficie horizontal?

Razone las respuestas.

2–

Un bloque de 10 kg desliza hacia abajo por un plano inclinado 30º sobre la horizontal y de longitud 2 m. El bloque parte del reposo y experimenta una fuerza de rozamiento con el plano de 15 N.

a) Analice las variaciones de energía que tienen lugar durante el descenso del bloque.

b) Calcule la velocidad del bloque al llegar al extremo inferior del plano inclinado.

g = 10 m s – 2

3–

Un automóvil arranca sobre una carretera recta y horizontal, alcanza una cierta velocidad que mantiene constante durante un cierto tiempo y, finalmente, disminuye su velocidad hasta detenerse.

a) Explique los cambios de energía que tienen lugar a lo largo del recorrido.

b) El automóvil circula después por un tramo pendiente hacia abajo con el freno accionado y mantiene constante su velocidad. Razone los cambios energéticos que se producen.

4–

Comente las siguientes afirmaciones:

a) Un móvil mantiene constante su energía cinética mientras actúa sobre él: i) una fuerza; ii) varias fuerzas.

b) Un móvil aumenta su energía potencial mientras actúa sobre él una fuerza.

5–

Explique y razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) El trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan sobre una partícula cuando se traslada desde un punto hasta otro es igual a la variación de su energía cinética.

b) El trabajo realizado por todas las fuerzas conservativas que actúan sobre una partícula cuando se traslada desde un punto hasta otro es menor que la variación de su energía potencial.

6–

Un cuerpo de 2 kg cae sobre un resorte elástico de constante k = 4000 N m – 1, vertical y sujeto al suelo. La altura a la que se suelta el cuerpo, medida sobre el extremo superior del resorte, es de 2 m.

a) Explique los cambios energéticos durante la caída y la compresión del resorte.

b) Determine la deformación máxima del resorte.

g = 10 m s – 2

7– 

Un bloque de 2 kg está situado en el extremo de un muelle, de constante elástica 500 N m-1, comprimido 20 cm. Al liberar el muelle el bloque se desplaza por un plano horizontal y, tras recorrer una distancia de 1 m, asciende por un plano inclinado 30º con la horizontal. Calcule la distancia recorrida por el bloque sobre el plano inclinado.

a) Supuesto nulo el rozamiento

b) Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y los planos es 0,1.

g = 10 m s -2

8–

Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Según la ley de la gravitación la fuerza que ejerce la Tierra sobre un cuerpo es directamente proporcional a la masa de éste. Sin embargo, dos cuerpos de diferente masa que se sueltan desde la misma altura llegan al suelo simultáneamente.

b) El trabajo realizado por una fuerza conservativa en el desplazamiento de una partícula entre dos puntos es menor si la trayectoria seguida es el segmento que une dichos puntos.

9–