Física I

Los dos bloques representados en la figura están unidos mediante un hilo inextensible y sin peso. Se sueltan, partiendo del reposo, cuando el resorte está indeformado. El plano horizontal es rugoso (coeficientes de rozamiento estático y cinético 0,3 y 0,2 respectivamente) mientras que el plano inclinado es liso. a) Demostrar que para las condiciones iniciales el rozamiento no es suficiente como para impedir que se inicie el movimiento; b) determinar la máxima velocidad de los bloques y el alargamiento que en esa condición sufre el resorte; c) calcular la máxima distancia que recorrerá el bloque de 10 kg hacia abajo por el plano inclinado.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de JUL2002.

Demostrar que la energía total de un satélite que describe una órbita circular es igual a la mitad de su energía potencial.

Cuestion de Gravitación.

Una barra homogénea de masa m=100 kg está suspendida de tres alambres verticales de la misma longitud situados simétricamente. Determinar la tensión en los alambres si el del medio es de acero y los otros dos son de cobre. El área de la sección transversal todos los alambres es igual. El módulo de Young del acero es dos veces mayor que el del cobre.

Cuestion de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

El tono del silbato de una locomotora es de 500 Hz. Determinar la frecuencia del sonido que oye una persona en la estación si el tren se mueve con una velocidad de 72 km/h: a) acercándose; b) alejándose de la estación. Velocidad del sonido: v=331.45 m/s.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Siguiendo una trayectoria parabólica (ver figura) una astronave llega al punto A con una velocidad v_A de módulo 20254 m/s. Al objeto de observar periódicamente a Tetis (una de las lunas de Saturno), que describe una órbita circular alrededor de Saturno de 294450 km, la astronave debe situarse en una órbita elíptica en torno al planeta. Hallar: a) el tiempo que Tetis tarda en dar una vuelta alrededor de Saturno; b) la disminución de velocidad que debe sufrir la astronave en A para entrar en la órbita elíptica; c) la velocidad cuando llega al punto B; d) la ecuación de la órbita de observación que describe la astronave; e) el ángulo β que define la posición de Tetis, cuando la astronave está en el punto A para evitar la colisión de ambos en B.

Problema de Gravitación. Aparece en la convocatoria de FEB2000.

Una balanza de resorte indica 700 N cuando se coloca en ella una masa m en el polo Norte. ¿Qué indicará en el polo Sur? ¿Y en el Ecuador? R_T=6370 km.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Analogías y diferencias entre los conceptos de impulso y trabajo.

Cuestion de Trabajo y Energía.

Definición y utilidad del sistema Centro de Masas.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Una barra rígida de 2 m de longitud y 40 kg de masa está sujeta por dos hilos de cobre de la misma longitud, l=3 m, y de diámetros d₁=1 mm y d₂=2 mm, como se muestra en la figura. a) Determinar los incrementos de longitud de cada hilo (módulo de Young del cobre E_Cu=6·10¹⁰ N/m²). b) El hilo de menor diámetro se reemplaza por otro formado por dos materiales, cada uno de longitud 1.5 m. La primera mitad sigue siendo de cobre, y la segunda mitad del hilo se ha sustituido por una aleación de hierro, ambos con el mismo diámetro d₁=1 mm. Con la misma disposición de hilos que en el apartado a), se observa que el incremento de longitud del hilo más fino (el formado por la unión del cobre más la aleación de hierro) es el doble que el incremento de longitud del hilo más grueso (sólo de cobre). Determinar el módulo de Young de la aleación de hierro. c) A continuación se monta cada hilo de la situación b) por separado y se tensan con sendos pesos de 80 kg. Se producen perturbaciones en ambos hilos generando ondas transversales estacionarias en los hilos. Si las densidades de los dos materiales son ρ_Cu=3000 kg/m³ y ρ_aleación=8330 kg/m³, determinar la frecuencia de vibración más baja de las ondas transversales producidas en cada hilo, de modo que el punto de unión entre los dos materiales sea un nodo; d) determinar el número de nodos que se producen en cada hilo y las posiciones exactas de los mismos. Se puede considerar despreciable el peso de los hilos.

Problema de Movimiento Ondulatorio. Aparece en la convocatoria de SEP2003.

Un cometa se mueve según una órbita elíptica alrededor del Sol. En qué punto de su órbita tiene mayor valor: a) la velocidad del cometa; b) la energía potencial del sistema cometa-Sol; c) la energía cinética del cometa; d) la energía total del sistema cometa-Sol.

Cuestion de Gravitación.