Preparación cinemática

Considere un plano inclinado de altura ℎ con una superficie sin fricción. En uno de los extremos ubicamos un bloque, como se ilustra en la figura.

Al imprimírsele un impulso, el bloque sube y luego baja por el plano inclinado. Para esta situación considere las siguientes proposiciones sobre las aceleraciones del bloque subiendo y bajando.

I. cambian su magnitud

II. cambian su dirección

III. no cambian su magnitud

IV. no cambian su dirección

Las proposiciones verdaderas, durante el movimiento en el plano inclinado son:

• I y II

• I y IV

• III y IV

• II y III

Se deslizan dos objetos idénticos, muy livianos, una distancia L, pero cada uno sobre planos inclinados sin rozamiento y con diferente ángulo de inclinación:

Las fuerzas netas que actúan sobre los bloques en los planos 1 y 2 son respectivamente

• mg(cos⁡ 60°) y mg(cos⁡ 30°)

• mg(sen 60°) y mg(sen⁡ 30°)

• mg(cos⁡ 60°) y mg(sen 30°)

• mg(sen⁡ 60°) y mg(cos⁡ 30°)

Un estudiante golpea la esfera con un palo para introducirla en un agujero que se encuentra sobre una rampa. En la figura se muestra la altura y la rapidez (v) de la pelota en cuatro posiciones de la rampa, a medida que asciende hasta llegar al agujero.

De acuerdo con lo anterior, es correcto afirmar que la energía cinética es menor en la posición

• 3

• 4

• 1

• 2

La energía cinética es la energía debida al movimiento de un objeto y la energía potencial depende de la altura a la que se encuentre éste. Una niña se desliza por un tobogán sin rozamiento, partiendo del reposo, como se muestra en la siguiente figura:

De acuerdo con la información anterior y teniendo en cuenta que las alturas se miden desde el piso, las energías presentes en los puntos (1), (2) y (3) son, respectivamente:

• (1) Energía potencial, (2) energía cinética y potencial, (3) energía cinética y potencial.

• (1) Energía cinética y potencial, (2) energía cinética, (3) energía potencial.

• (1) Energía cinética y potencial, (2) energía potencial, (3) energía cinética y potencial.

• (1) Energía potencial, (2) energía cinética, (3) energía potencial.

Una estudiante observa la construcción de un edificio nuevo para el colegio y mira a un obrero que lanza, cada vez, un ladrillo desde el primer piso, mientras que otro lo recibe justo a 3,0 m de altura, como se muestra en la siguiente figura.

Si la estudiante sabe que la energía potencial depende de la altura y de la masa del objeto y de repente observa que mientras el obrero se mantiene sosteniendo el ladrillo II a una altura de 1,0 m respecto al piso, el otro obrero deja caer el ladrillo I, ¿qué altura tiene que descender el ladrillo I para que ambos ladrillos tengan la misma energía potencial?

• 2,0 m

• 1,5 m

• 1,0 m

• 3,0 m

Para conocer el cambio en la cantidad de movimiento de un objeto importan tanto la magnitud de la fuerza como el tiempo durante el cual actúa la fuerza. La siguiente figura muestra 4 esferas de igual masa que son empujadas por una persona con fuerzas de magnitud distinta, durante diferentes intervalos de tiempo (las fuerzas se representan por medio de flechas con longitudes proporcionales a su magnitud).

De acuerdo con la figura, la pelota que tendrá una mayor cantidad de movimiento es la

• 1, porque en un instante corto de tiempo su fuerza fue mayor

• 2, porque su fuerza es pequeña para un intervalo de tiempo grande

• 3, porque su fuerza fue menor en un instante largo de tiempo

• 4, porque tanto la fuerza aplicada como el tiempo son mayores

En un montaje experimental se coloca una masa m₁ sobre una superficie horizontal sin fricción, la cual se encuentra unida por una cuerda a otra masa que está colgando libremente m₂. El montaje se representa en la siguiente figura:

Unos estudiantes realizaron medidas del tiempo que tardaba la masa 2 (m₂) en tocar el suelo partiendo desde varias alturas h. De acuerdo con la información anterior, ¿qué pregunta querían responder los estudiantes?

• ¿Qué relación existe entre la energía potencial de (m₁) y la energía cinética del sistema?

• ¿Qué relación existe entre la altura inicial h y la energía cinética del sistema?

• ¿Qué relación existe entre la altura inicial h y la energía disipada en el sistema?

• ¿Qué relación existe entre la energía potencial de (m₁) y la energía disipada del sistema?

Un camión de carga contiene una caja sin amarras en la parte delantera de su platón como ilustra la figura. Al arrancar, la caja se desliza hacia la parte trasera del platón.

Mientras se desliza, la fuerza de fricción sobre la caja se dirige hacia la derecha porque,

• respecto al piso, la caja se mueve hacia la izquierda

• la fricción es la reacción de la fuerza neta sobre la caja que va hacia la izquierda

• el camión se desplaza en la misma dirección

• respecto al camión, la caja se mueve hacia la izquierda

De las siguientes situaciones, aquella en la que la fuerza de fricción sobre el bloque es la menor es

• En la figura 1, por qué el ángulo de inclinación es mayor lo que disminuye el rozamiento

• En la figura 2, porque no hay ángulo de inclinación

• En la figura 3, porque es el bloque se deslizaría más rápido

• En la figura 1, porque el bloque se mueve con mayor aceleración

La siguiente gráfica muestra la posición de un carro que se mueve en línea recta durante tres intervalos de tiempo I, II Y III, medida por un observador estático en el piso.

Si se ignora el movimiento de la Tierra, un sistema de referencia inercial es aquel que permanece estático o se mueve con velocidad constante respecto a la Tierra. ¿En cuál(es) de los intervalos el conductor del carro se encuentra en un sistema referencial inercial?

• Únicamente en I

• En los intervalos I y II

• Únicamente en III

• En los intervalos II y III