banco de ejercicios y problemas de fÍsica elemental para el examen de admisiÓn

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN

BANCO DE EJERCICIOS Y PROBLEMAS DE FÍSICA ELEMENTAL

1) Para el cálculo de la energía cinética promedio de las moléculas de un gas ideal

monoatómico se utiliza la relación de Boltzmann:

Siendo E = Energía Cinética y T = Temperatura Absoluta. Determinar la fórmula dimensional de la constante k de Boltzmann de entre las siguientes opciones.

a)

b)

c)

d)

e)

2) Sabiendo que la expresión p*V = n*R*T es dimensionalmente correcta, siendo p = Presión, V = Volumen, n = Cantidad de Sustancia y T = Temperatura, se pide determinar las dimensiones correctas de R de entre las siguientes opciones.

a)

b)

c)

d)

e)

3) Se sabe que la energía de una bobina recorrida por una corriente eléctrica viene dada por:

Siendo W = Energía, i = Intensidad de Corriente Eléctrica. ¿Cuáles serán las dimensiones del coeficiente de autoinducción L? Escoja de entre las siguientes opciones: a) J/A3 b) J3/A2 c) J/A2 d) JA2 e) A2/J

4) ¿Cuáles deben ser las dimensiones de A y B para que la ecuación dada sea

dimensionalmente correcta?

Siendo: W = Trabajo, m = Masa y S = Área. Escoja de entre las siguientes opciones:



a)

b)

c)

d)

e)

5) La potencia (Pot) que requiere la hélice mayor de un helicóptero viene dada por la

siguiente fórmula:

Siendo k = número; R = Radio de la Hélice; ω = Velocidad Angular; D = Densidad del Aire. Hallar la expresión final de la fórmula empírica de entre las siguientes opciones: a) x = 10, y = 6, z = 2 b) x = 5, y = 3, z = 1 c) x = 1/5, y = 1/3, z = 1 d) x = 2, y = 4, z = 6 e) x = 1, y = 3, z = 5

6) Si la resultante del sistema mostrado está en el eje x, y es igual a 3900 N,

encontrar las tensiones (1) y (2), si α = 74°, y ¿qué valor debe tener α para que T2 sea mínima?

Escoja la opción correcta: a) T1 = 1540,60 N, T2 = 1425,46 N, α = 30° b) T1 = 1425,46 N, T2 = 1540,60 N, α = 35° c) T1 = 4015,64 N, T2 = 2514,06 N, α = 53° d) T1 = 2514,06 N, T2 = 4015,64 N, α = 40° e) T1 = 4000,64 N, T2 = 2500,06 N, α = 45°

7) El automóvil de la figura se desplaza a razón de 108 km/h y hacia un precipicio. El

conductor aplica los frenos a partir del punto A de tal modo que experimenta un movimiento retardatriz con aceleración a. ¿Cuál debe ser el mínimo valor de a para que el automóvil no caiga por el precipicio?



Escoja de entre las siguientes opciones: a) a = - 4,5 m/s2 b) a = - 5,1 m/s2 c) a = 4,5 m/s2 d) a = - 5,4 m/s2 e) a = - 5,6 m/s2

8) Una pelota es pateada horizontalmente sobre un piso, experimentando una

aceleración retardatriz de -6m/s2. Si al ser pateado parte con una velocidad de 72 m/s, ¿qué distancia recorre en los 2 primeros segundos? Escoja de entre las siguientes opciones: a) e = 100 m b) e = 150 m c) e = 120 m d) e = 200 m e) e = 132 m

9) Dos móviles se encuentran inicialmente en reposo, y separados por una distancia

de 20 m. Si ambos parten en la misma dirección, según se indica en la figura. ¿Al cabo de qué tiempo como mínimo ambos móviles se encontrarán distanciados 4 m.

Escoja la opción correcta: a) t = 3 s b) t = 2 s c) t = 5 s d) t = 4 s e) t = 6 s

10) Dos autos se mueven con MRUV, y en el instante mostrado poseen iguales velocidades (módulos) con aceleraciones permanentes y constantes: a1 = 2 m/s2; a2 = 4 m/s2. ¿A qué distancia de A se encontrarán lo autos, si esto sucede luego de 10 s?



Escoja la opción correcta: a) 120 m b) 200 m c) 150 m d) 125 m e) 225 m

11) Dados los gráficos posición vs tiempo de dos móviles A y B, se pide determinar:

a) El valor y signo de sus velocidades. b) El instante en que los móviles se cruzan, y a qué distancia del origen de

coordenadas lo hacen.

Escoja la opción correcta: a) vA = -6 m/s; vB = 16 m/s b) vA = - 4 m/s; vB = 14 m/s c) vA = 5 m/s; vB = - 15 m/s d) vA = - 6 m/s; vB = 15 m/s e) vA = - 5 m/s; vB = 15 m/s

12) Dos móviles M y N se mueven sobre una misma recta y en el mismo sentido,

siendo las gráficas de sus velocidades las que se muestran en la figura. ¿En qué instante t sus velocidades coincidirán en todo?



Escoja de entre las siguientes opciones:

a) t = - 16 s b) t = 12 s c) t = 16 s d) t = 10 s e) t = - 12 s

13) Dos móviles A y B parten desde x0A = 10 m, y que x0B = - 800 m respectívamente,

siendo sus gráficas velocidad vs tiempo las que se muestran en la figura. ¿Qué distancia los separa cuando sus velocidades se igualen?


a) x = 54 m b) x = 50 m c) x = 45 m d) x = 50 m e) x = 40 m

14) En la figura se muestran las gráficas velocidad vs tiempo de los movimientos

rectilíneos de dos móviles A y B. ¿Con qué velocidad inicial partió B, si cuando sus velocidades se igualaron por segunda vez sus desplazamientos también se igualaron?



Escoja de entre las opciones la correcta:

a) v0 = 16,5 m/s b) v0 = 16 m/s c) v0 = 19 m/s d) v0 = 18 m/s e) v0 = 17,5 m/s

15) El gráfico mostrado corresponde a la velocidad en el transcurso del tiempo de un

objeto lanzado desde la azotea de un edificio hasta el instante en que toca el piso. Calcular la altura del edificio.

Escoja la opción correcta:

a) h = 105 m b) h = 120 m c) h = 90 m d) h = 110 m e) h = 100 m

16) Desde el pie de una loma se dispara una pelota con una velocidad v0 = 100 m/s,

según se indica. ¿A qué distancia del pie de la loma impacta la pelota sobre ella?




a) AB = 500 m b) AB = 525 m c) AB = 550 m d) AB = 425 m e) AB = 625 m

17) Sabiendo que el bloque mostrado presenta una aceleración a = 6 m/s2, calcular el

valor de la fuerza de fricción que lo afecta durante su movimiento, si F = 350 N.


a) f = 51 N b) f = 53 N c) f = 55 N d) f = 50 N e) f = 52 N

18) Una fuerza horizontal F empuja el bloque B contra una pared vertical. El bloque

pesa 70 N y el bloque A que está unido al B por medio de una cuerda pesa 15 N. Si el coeficiente de rozamiento entre la pared y el bloque B es 0,5 y F = 40 N. Determine la aceleración con la que bajan los bloques A y B, y la tensión en la cuerda.



Escoja la opción correcta: a) a = 7,00 m/s2, T = 3,5 N b) a = 7,65 m/s2, T = 3,525 N c) a = 7,5 m/s2, T = 3,2 N d) a = 7,2 m/s2, T = 3,3 N e) a = 7 m/s2, T = 3,5 N

19) Entre qué límites deben estar las aceleraciones comunicadas al carro de la figura

para que los bloques de masas M1 y M2 no resbalen sobre él.


a)

b)

c)

d)

e)

20) Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre los bloques A y C con las

superficies horizontales es 0,2. Calcule la aceleración de cada cuerpo si wA = 5 N, wB = wC = 10 N.




a) aA = 4,84 m/s2; aB = 3,16 m/s2; aC = 1,42 m/s2 b) aA = 4,9 m/s2; aB = 3,2 m/s2; aC = 1,4 m/s2 c) aA = 4,8 m/s2; aB = 3,1 m/s2; aC = 1 m/s2 d) aA = 4 m/s2; aB = 3 m/s2; aC = 1 m/s2 e) aA = 5 m/s2; aB = 3 m/s2; aC = 1,5 m/s2

21) Determinar la fuerza F mínima que será necesaria aplicar de modo permanente al

coche de masa M = 50 kg para que el bloque de masa m = 10 kg no llegue a resbalar por su cara delantera, siendo μc = 0,4 entre el coche y el bloque.

Escoja la opción correcta: a) Fmínima = 1200 N b) Fmínima = 1300 N c) Fmínima = 1400 N d) Fmínima = 1500 N e) Fmínima = 1600 N

22) Un coche de masa M = 8 kg lleva un cajón de masa m = 2 kg sobre su parte

superior. El coche recibe una fuerza permanente F = 80 N, según se muestra. Calcular cuál es el mínimo valor del coeficiente de fricción μ entre el coche y el cajón para que éste no llegue a resbalar sobre aquel.




a) μe = 0,6 b) μe = 0,7 c) μe = 0,8 d) μe = 0,9 e) μe = 0,5

23) ¿Cuál es la máxima fuerza F que es posible aplicar sobre el cajón de masa m = 4

kg, de tal modo que no llegue a resbalar sobre el coche de mas M = 20 kg, con el cual mantiene un μe = 0,5?

Escoja la opción correcta: a) Fmáxima = 21 N b) Fmáxima = 20 N c) Fmáxima = 23 N d) Fmáxima = 24 N e) Fmáxima = 25 N

24) Un cuerpo de 6 kg de masa inicialmente en reposo descansa sobre un plano

horizontal rugoso, con el cual los coeficientes de rozamiento son 0,8 y 0,5. Si de pronto es afectado por una fuerza horizontal F = 60 N hacia la derecha, calcular: La aceleración del cuerpo y la velocidad adquirida luego de recorrer 10 m. Escoja la opción correcta: a) a = 5 m/s2; v = 10 m/s b) a = 3 m/s2; v = 6 m/s c) a = 4 m/s2; v = 8 m/s d) a = 2 m/s2; v = 4 m/s e) a = 2,5 m/s2; v = 5 m/s

25) Si logramos cortar la cuerda, ¿cuál será la aceleración que adquiere el bloque?, m

= 5 kg, θ = 37°, μe = 0,8 y μc = 0,5. Escoja la opción correcta: a) a = 2,2 m/s2 b) a = 2,5 m/s2 c) a = 2,6 m/s2 d) a = 2,8 m/s2 e) a = 2,0 m/s2

26) Para el sistema de bloques mostrado, calcular la aceleración del sistema y la

tensión en la cuerda.



Escoja la opción correcta: a) a = 2 m/s2, T = 40 N b) a = 4 m/s2, T = 80 N c) a = 8 m/s2, T = 160 N d) a = 6 m/s2, T = 60 N e) a = 3 m/s2, T = 30 N

27) En el sistema mostrado libre de rozamiento se tienen los bloques 1 y 2

inicialmente en reposo, con masas m1 = 20 kg y m2 = 30 kg. Si logramos cortar la cuerda que une el bloque 1 con el piso, se pide calcular la aceleración que adquieren los bloques y el tiempo que emplea el bloque 2 en llegar al piso.

Escoja la opción correcta: a) a = 3 m/s2; t = 2 s b) a = 1 m/s2; t = 2 s c) a = 4 m/s2; t = 6 s d) a = 2 m/s2; t = 3 s e) a = 6 m/s2; t = 4 s

28) Determinar la fuerza F necesaria que evitará que el coche de masa m = 10 kg

resbale sobre la cuña de masa M = 90 kg, siendo θ = 37°. No existe rozamiento.

Escoja la opción correcta: a) F = 950 N b) F = 850 N c) F = 550 N d) F = 650 N e) F = 750 N



29) Un aerostato de masa M comenzó a descender con una aceleración constante a.

Determinar la masa del lastre que es necesario tirar por la borda para que el aerostato tenga la misma aceleración, pero dirigida hacia arriba. Despreciar la resistencia del aire. Escoja la opción correcta:

a)

b)

c)

d)

e)

30) Para el sistema mostrado, calcular la tensión en la cuerda que une a los bloques,

si mA = 12 kg, mB = 8kg. Se sabe que existe fricción sólo entre B y el piso, con el cual μc = 0,5 y F = 100 N.

Escoja la opción correcta: a) T = 38 N b) T = 39 N c) T = 37 N d) T = 35 N e) T = 36 N

31) Una fuerza horizontal F constante empuja un bloque sobre un plano inclinado,

efectuando un trabajo W = 96 J al trasladarlo desde A hasta B. ¿Cuál es el módulo de F?

Escoja la opción correcta: a) F = 12,0 N b) F = 11,5 N c) F = 11,0 N d) F = 12,5 N e) F = 13,0 N

32) El bloque mostrado se encuentra afectado por fuerzas que le permiten

desplazarse desde A hasta B. ¿Cuál es el trabajo neto que realizan las fuerzas mostradas sobre el bloque?



Escoja la opción correcta: a) W = 4040 J b) W = 5040 J c) W = 4050 J d) W = 4500 J e) W = 4140 J

33) Un cajón de 50 N de peso es halado por una fuerza F = 70 N, paralela al plano

inclinado de modo que al desplazarse desde A hasta B se efectuó un trabajo neto de 600 J. ¿Cuál es la medida del ángulo θ? (No hay rozamiento).

Escoja la opción correcta de entre las siguientes: a) θ = 53° b) θ = 35° c) θ = 50° d) θ = 30° e) θ = 55°

34) Un cuerpo es trasladado desde A hasta B, y durante el trayecto estuvo afectado

por una fuerza central F de módulo constante, y que en todo momento se orienta hacia el punto C. Si el trabajo realizado por dicha fuerza es 40 J, ¿cuál es el valor de F?




35) Una fuerza aplicada a un cuerpo lo desplaza en la dirección X, y su valor varía de acuerdo con la gráfica F vs x. Calcular el trabajo realizado desde x = 0 hasta x = 10 m.

Escoja de entre las siguientes opciones: a) W = 400 J b) W = 450 J c) W = 480 J d) W = 440 J e) W = 460 J

36) Un bloque de 5 kg de masa se desplaza sobre un eje X horizontal, de modo que

en la posiición x0 = 0 m presenta una velocidad v0 = 6 m/s. Es también a partir de dicha posición que el bloque experimenta una fuerza F variable ue actúa en la misma dirección del movimiento. ¿Cuál es la velocidad que presenta el bloque cuando desaparece la acción de la fuerza?

Escoja la opción correcta: a) v = 12 m/s b) v = 15 m/s c) v = 13 m/s d) v = 10 m/s e) v = 14 m/s

37) Una bola de acero de masa m = 5 kg parte desde el reposo del punto A, y desliza

sin fricción por una rampa. Calcular el trabajo realizado por el peso hasta el punto B.



Escoja la opción correcta: a) W = 400 J b) W = 450 J c) W = 550 J d) W = 500 J e) W = 600 J

38) Un bloque de masa m = 5 kg es halada por una fuerza F constante, de modo que

al pasar por los puntos A y B lo hace con las velocidades de 6 m/s y 10 m/s. Si μ = 0,2 ¿cuál es el valor de F?


39) Un pequeño tejo A se desliza desde el reposo y de la cúspide de una rampa lisa

de altura H. que tiene un trampolín de altura h. Determinar la distancia x a la que logra llegar el tejo en el piso y el valor de h para que x sea mínima.


a) ; h = H/3

b) ; h = H/4

c) ; h = H/2

d)

; h = 2H

e) ; h = 3H

40) En la figura se muestra un sistema dormado por dos bloques cuyas masas son m1

y m2, tal que m1 = 3m2, e inicialmente en reposo. A continuación, si el sistema se deja en libertad, ¿qué velocidad poseen los bloques cuando se cruzan?



Escoja la opción correcta: a) v = 1 m/s b) v = 2 m/s c) v = 3 m/s d) v = 4 m/s e) v = 5 m/s

41) Dos partículas de masas iguales se desplazan en direcciones perpendiculares

sobre una superficie lisa. Si v1 = 8 m/s y v2 = 6 m/s, calcular la velocidad del centro de masa del sistema y la velocidad que tendrá cada uno, si chocan en O y continúan unidos.


a) b) c) d) e)

42) Dos bolas de billar de masas m1 = 5 kg y m2 = 3 kg chocan frontal y elásticamente

con velocidades v1 = 9 m/s y v2 = 5 m/s. Se pide encontrar las velocidades de cada bola después del choque si ellos se mueven en la misma dirección (1 detrás de 2) y en direcciones opuestas. Escoja de entre las opciones la correcta: a)

b)

c)

d)

e)

43) Un tubo en U contiene mercurio, y en una de sus ramas se ha vertido una columna

de agua de altura h1 = 44 cm, y en la otra un líquido de densidad d2 = 6 g/cm3 y una altura h2 = 30 cm. Determinar la distancia vertical entre los niveles de mercurio en ambas ramas (dHg = 13,6 g/cm3). Escoja de entre las opciones la correcta. a) Δh = 11 cm b) Δh = 10 cm



c) Δh = 13 cm d) Δh = 12 cm e) Δh = 14 cm

44) ¿Cuál es la diferencia de presiones entre los puntos A y B de los depósitos de la

figura? h1 = 15 cm, h2 = 10 cm, h3 = 25 cm.

Escoja de entre las opciones la correcta:

a) b) c) d)

e)

45) En los cilindros comunicantes verticales de la figura, se desea instalar los émbolos que se muestran, y cuyas masas son m = 100 g y M = 800 g. Se desea averiguar las posiciones de dichos émbolos cuando el sistema llegue al equilibrio. Considerar que los émbolos cierran herméticamente los cilindros y que no existe rozamiento.

Escoja la opción correcta. a) x = 8 cm b) x = 7 cm c) x = 6 cm d) x = 9 cm e) x = 5 cm

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