Física I

Un bloque de masa m=5 kg está unido a un muelle no deformado de constante k=1 kN/m. Los coeficientes de rozamiento estático y cinético entre el bloque y el plano son μ_s=0.6 y μ_k=0.5 respectivamente. Si se le aplica al bloque lentamente una fuerza F hasta que la tensión en el muelle llega a 150 N y entonces se retira repentinamente, hallar: a) la velocidad que tiene el bloque al volver a la posición inicial (antes de empezar a aplicar la fuerza F); b) la velocidad máxima que alcanza el bloque; c) la distancia hacia la izquierda que recorre el bloque hasta detenerse; d) ¿retrocederá después el bloque hacia la derecha? Si la respuesta es afirmativa, ¿qué distancia recorrerá hasta detenerse?

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2013.

El pasador P de masa 100 g está unido a la rueda como se muestra en la figura y desliza por la ranura recortada en la barra BD. La rueda gira hacia la derecha con velocidad angular constante de 20 rad/s, rodando sin deslizar sobre la superficie horizontal. Si x=61 cm cuando θ=0^o, determinar en ese instante: a) la velocidad angular de la barra; b) la velocidad relativa del pasador P respecto a la barra; c) la aceleración angular de la barra; d) la aceleración relativa del pasador P respecto a la barra; e) la fuerza que la ranura de la barra ejerce sobre el pasador P.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2009.

Un esquiador de 70 kg parte del reposo en el punto A y desciende la pendiente que indica la figura, formada por dos arcos de circunferencia. Si se ignora la fricción, determinar la fuerza ejercida sobre el esquiador por la nieve: a) justo antes de que éste llegue a B; b) inmediatamente después de haber pasado por B; c) ¿el esquiador se elevará por el aire antes de llegar a C? Si la respuesta es afirmativa, ¿en qué punto (determinar el ángulo) se elevará? Se puede tratar al esquiador como una partícula.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2011.

Para una partícula que se mueve en un fluido a velocidades pequeñas se suele considerar una fuerza de fricción proporcional a la velocidad:

F_fricc=-Kηv

a) ¿Qué representan los parámetros K y η en esta expresión? ¿Qué indica el signo negativo? b) Explicar qué se entiende por velocidad límite. Deducir el valor de dicha velocidad límite en el caso de una partícula que cae (bajo la acción de la gravedad) en un fluido.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

a) ¿Qué se entiende por par de fuerzas? Demostrar gráficamente y justificadamente que el efecto de cambiar una fuerza de un punto a otro de un sólido rígido supone introducir adicionalmente un momento de un par. b) ¿Qué es el momento de inercia de un sólido rígido? ¿De qué depende?

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

a) Para un movimiento ondulatorio definir y explicar el concepto de frente de ondas. Tipos de frentes de ondas. Indicar el parámetro que define el frente de ondas plano y su formulación matemática. b) ¿Qué se entiende por intensidad de una onda? Describir y calcular la expresión de la intensidad para los distintos tipos de ondas en función del espacio recorrido en un medio no absorbente.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Definir momento lineal e impulso de una fuerza. Deducir el teorema de la cantidad de movimiento que relaciona el momento lineal y el impulso de la fuerza que actúa sobre una partícula. Describir este fenómeno con un ejemplo.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Definir las fuerzas de inercia o ficticias. ¿En qué sistemas de referencia se definen? ¿Por qué es necesario definirlas? Explicarlo con un ejemplo.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

a) Demostrar que la expresión de la Energía cinética de un sistema de partículas tiene dos términos. Explicar el significado físico de los mismos. b) En el caso de dos partículas que colisionen frontalmente, escriba la expresión de los impulsos que aparecen durante el impacto y su relación con el momento lineal. c) Escriba la expresión del coeficiente de restitución y sus valores para un choque horizontal elástico o inelástico. Discutir si se conserva el momento lineal y la energía en cada caso.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Un péndulo está formado por una masa M suspendida de un punto fijo O mediante una varilla rígida de masa despreciable y longitud L. El péndulo se encuentra en su posición de equilibrio estable. Una masa m se mueve siguiendo una línea horizontal con velocidad v, que se desea determinar, chocando con el centro de la masa del péndulo y quedando incrustada en ella. Sabiendo que la masa del péndulo después del choque alcanza una altura máxima H sobre la posición inicial, determinar: a) la velocidad de la masa m antes del choque; b) la energía perdida en el choque.

Cuestion de Movimiento Oscilatorio.