Física I

a) Explica qué son fuerzas conservativas y no conservativas y pon un ejemplo de cada una de ellas. En una situación con fuerzas conservativas y no conservativas, ¿cómo se expresa el teorema de las fuerzas vivas (teorema del trabajo-energía cinética)? b) Una cantante hace girar un micrófono de 0,35 kg situado en el extremo de un hilo de 750 mm de longitud, en un plano vertical. Determina la mínima velocidad que debe tener el micrófono en la posición A para poder recorrer toda la trayectoria circular.

Cuestion de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

a) La ecuación de la velocidad del movimiento relativo es la siguiente:

v_P=v_O’+w x r’+v_rel

Explica el significado físico de los términos y qué ocurre cuando la partícula se encuentra en reposo respecto del sistema de referencia móvil. Ilustra la explicación con algún ejemplo. b) Snoopy tiene el combustible justo para llegar con su lancha al puerto deportivo en un viaje de 4 horas en contra de la corriente. Al llegar, resulta que el puerto está cerrado y no puede echar combustible, de modo que pasa las siguientes 8 horas flotando a favor de la corriente hasta llegar de nuevo a su tienda de campaña. El viaje completo (ida y vuelta) es pues de 12 horas. ¿Cuánto tiempo hubiera invertido (despreciando el tiempo invertido en repostar) si hubiese encontrado combustible en el puerto?

Cuestion de Cinemática de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

a) A partir del análisis dinámico, deduce con detalle la ecuación diferencial del movimiento de una masa unida a un hilo inextensible (péndulo simple). Indica si el movimiento es armónico simple o no (o en qué condiciones lo es). A partir de la ecuación diferencial, para la situación de M.A.S., explica quién es la frecuencia natural de la oscilación. b) Spiderman está intentando deslumbrar a MJ columpiándose en una tela de araña de 4 m de longitud cuyo movimiento está restringido por una pared vertical de 2,6 m de longitud, tal como aparece en la figura. ¿Cuál es el período completo de la oscilación de Spiderman?

Cuestion de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

¿En qué consiste un experimento de péndulo balístico y qué utilidad tiene? Explica con detalle los principios físicos implicados. ¿Se produce alguna pérdida de energía mecánica del sistema? En caso afirmativo indica en qué otra forma de energía se transforma. b) Una bala es disparada con una velocidad horizontal de 500 m/s a través de un bloque A de 3 kg y queda incrustada en un bloque B de 2,5 kg. Sabiendo que los bloques A y B se empiezan a mover con velocidades de 3 m/s y 5 m/s, respectivamente, tras el impacto determina: b1) la masa de la bala; b2) su velocidad al viajar entre los bloques A y B; b3) la energía perdida por el sistema cuando la bala pasa a través del bloque A; b4) la energía perdida por el sistema cuando la bala queda incrustada en el bloque B.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

a) Enuncia el teorema de las fuerzas vivas (o del trabajo-energía cinética). ¿En qué situaciones es de utilidad? Pon un ejemplo. ¿Cómo se calcula el trabajo efectuado por la partícula para ir de una posición a otra? b) Se utiliza un resorte para detener un paquete de 60 kg que desliza sobre una superficie horizontal con rozamiento. El resorte tiene una constante k=20 kN/m y se sostiene mediante cables de manera que se encuentre inicialmente comprimido 120 mm. Sabiendo que el paquete tiene una velocidad de 2,5 m/s en la posición que se indica y que la máxima compresión adicional del resorte es de 40 mm, determinar el coeficiente de rozamiento cinético entre el paquete y la superficie.

Cuestion de Física I. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

En el instante en que el resorte está sin deformar, el paquete de 40 kg de la figura (1) tiene una velocidad de 4 m/s y desliza sobre una superficie de coeficiente de rozamiento m=0,6. A partir de este punto, determina: a) la distancia d que se mueve el paquete hacia abajo del plano inclinado antes de detenerse momentáneamente; b) la distancia que se movería en las mismas condiciones (resorte sin elongar y velocidad de 4 m/s sobre un suelo de coeficiente de rozamiento 0,6) un disco de idéntica masa y 0,3 m de radio, tal como el que aparece en la figura (2); c) la aceleración angular y la fuerza de rozamiento en el instante calculado en el apartado b); d) la elongación del resorte y la fuerza de rozamiento en el instante en que la velocidad del disco es máxima. Momento de inercia de un disco respecto de un eje perpendicular al mismo y que pasa por su centro 1/2(mR²).

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

Para un movimiento oscilatorio con amortiguamiento escriba la ecuación del movimiento y según esta ecuación, explique los tres tipos de amortiguamiento posibles. Escriba la solución del caso de amortiguamiento débil.

Cuestion de Física I. Aparece en la convocatoria de FEB2021.

Una barra homogénea de 4 m de longitud y masa 50 kg está sujeta a una pared mediante una articulación sin rozamiento en el punto O y por una cuerda desde el otro extremo, como se ve en la figura. Sabiendo que θ=30º y β=45º: a) dibujar las fuerzas que actúan sobre la barra y expresar las ecuaciones para que el sistema esté en equilibrio; b) calcular las componentes de la reacción en la articulación y la tensión en la cuerda en las condiciones del apartado a); c) en un momento dado se suelta la cuerda y la barra cae. Determinar la aceleración angular que adquiere la barra inmediatamente después de cortar la cuerda.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2021.

a) Para una partícula, ¿cómo se definen y qué significado físico tienen las magnitudes cantidad de movimiento e impulso? ¿Qué relación existe entre la cantidad de movimiento y la fuerza que actúa sobre la partícula? ¿Y entre el impulso y la cantidad de movimiento? b) El salto triple es una prueba de pista y campo en la cual un atleta inicia una carrera y trata de llegar lo más lejos posible, con una zancada, un paso y un salto. En la figura se muestra la zancada inicial de un atleta de 80 kg. Si se supone que éste se aproxima a la línea de despegue desde la izquierda con una velocidad horizontal de 10 m/s, permanece en contacto con el suelo durante 0,18 s, y despega a un ángulo de 50° con una velocidad de 12 m/s, determina la componente vertical de la fuerza impulsiva promedio, ejercida por el suelo sobre su pie.

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

a) Conocido el vector v(t), ¿cómo procederemos para calcular r(t) y a(t)? A partir de v(t), ¿cómo procederíamos para calcular las componentes intrínsecas de la aceleración? ¿Qué significado físico tienen tales componentes intrínsecas? b) Si la velocidad de una partícula que se mueve en un plano viene dada por v(t)=(3t²)i+(2t +5)j, determina a(t) y las componentes intrínsecas de la aceleración para t=1 s.

Cuestion de Cinemática de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.