1. No category

Problemas de revisión para el Tercer Parcial
1) La Figura 1 muestra:
 El bloque A que baja deslizándose por una
superficie inclinada que forma un ángulo  =
36,89° respecto a la horizontal donde el
A
coeficiente de fricción cinético entre el bloque y
el plano inclinado es 0,20.
a
 Una polea de 20 cm de radio que gira sin fricción
sobre un eje horizontal fijo.
 Una cuerda inextensible y de masa despreciable

que en un extremo se enrolla en la polea y en el
Figura 1
otro se une al bloque A. La cuerda no resbala en
la polea.
La tensión en la cuerda es igual a 17 N y la aceleración del Bloque A es igual a 1,7 m/s2
a) Realiza los diagramas de cuerpo libre de cada bloque.
b) Calcula el Momento de Inercia de la polea con respecto a su eje de rotación.
c) Calcula la masa del Bloque A.
2) La Figura 2 muestra:
 Una polea que gira en torno a un eje sin fricción que pasa por su centro, de
20 cm de radio y cuyo momento de inercia con respecto a su centro de
masa es igual a 0,48 kg . m2.
 Un Bloque A de 20 kg que se suelta desde el reposo y cae.
 Una cuerda inextensible y de masa despreciable que no resbala en la polea.
Calcula aplicando consideraciones energéticas la rapidez que posee el Bloque A
cuando ha descendido una altura h = 4,0 m
A
3) Un bloque A descansa sobre una superficie horizontal atado a un hilo que pasa h
por una polea (P), con forma de disco de 30 cm de radio, que está montada en un
eje sin fricción que pasa por su centro y otro bloque B está suspendido del otro
extremo del hilo. El coeficiente de fricción cinético entre el bloque A y la superficie
¿v?
horizontal es 0,50, entre el plano inclinado y B no hay rozamiento y el hilo no
resbala en la polea. Inicialmente el sistema se encuentra en reposo y se suelta,
Figura 2
moviéndose como se indica en la Figura 3. Datos: T1 = 11,8 N, T2 = 15,6 N y a = 1,0
2
m/s
a) Para cada elemento del sistema dibuja el diagrama de cuerpo libre
b) Calcula la masa del bloque A.
c) Calcula la masa del bloque B.
d) Calcula el momento de inercia de la polea con respecto a su eje de rotación.

1
2
B

Figura 3
1
A
4) Un bloque (A) descansa sobre una superficie horizontal atado a
un hilo que pasa por una polea (P), con forma de disco de 10 cm
de radio, que está montada en un eje sin fricción que pasa por su
centro y otro bloque (B) está suspendido del otro extremo del hilo
(Figura 4). El coeficiente de fricción cinético entre el bloque A y la
superficie es 0,30 y el hilo no resbala en la polea. Datos: T1 = 10 N,
T2 = 18 N y a = 2,0 m/s2
a) Realiza el diagrama de cuerpo libre para cada bloque y
para la polea
b) Calcula la masa de cada bloque.
c) Calcula el momento de inercia de la polea respecto a su
eje de rotación.
A
a
P
1
2
B
Figura 4
5) Enrollamos una cuerda a un cilindro macizo y homogéneo de 10 kg de masa y el otro extremo de la
cuerda se fija al techo, como indica la Figura 5. Soltamos el sistema partiendo del reposo, de forma
que al caer la cuerda va desenrollándose. Calcular:
a) La velocidad del Centro de Masa del cilindro cuando haya descendido 2 m.
b) La tensión de la cuerda.
Obs.: Inercia cilindro macizo con respecto al centro de masa = ½ M.R2
6) Se enrolla una cuerda por el borde de un disco uniforme que gira sin rozamiento alrededor de un
eje fijo que pasa por su centro (Figura 6). La masa del disco es de 3,00 kg, su radio R = 25,0 cm.
a) Se tira de la cuerda con una fuerza F de 10,0 N. Si el disco se encuentra inicialmente en reposo,
¿cuál es su velocidad angular después de 5,00 s?
b) Si en la cuerda se cuelga un cuerpo cuyo peso es de 10,0 N ¿Cuál es la velocidad angular de la
rueda después de 5,00 s?
Obs.: Idisco = = ½ M R2
F = 10,0 N
R
P = 10,0 N
(a)
(b)
Figura 6
Figura 5
7) Un cubo de hielo cuyas aristas miden 20 cm flota en un vaso de agua fría con una de sus caras
paralela a la superficie del agua.
a) ¿A qué distancia bajo la superficie del agua está la cara inferior del cubo?
b) Con todo cuidado se vierte alcohol etílico frío sobre la superficie del agua para formar una
capa de 5,0 cm de espesor sobre el agua (el alcohol no se mezcla con el agua). Cuando el cubo
de hielo alcanza de nuevo su equilibrio hidrostático ¿Cuál será la distancia desde la parte
superior del agua a la cara inferior del cubo?
Datos: Agua: ρ = 1000 Kg/m3 Alcohol: ρ = 806 Kg/m3 Hielo: ρ = 917 Kg/m3
2
8) Un cubo macizo de 100 cm de lado y densidad 400 kg/m3 flota en
agua ( = 1000 kg/m3) hasta la mitad, sostenida por una cuerda desde
el fondo del recipiente como muestra la Figura 7.
a) Calcula la tensión de la cuerda.
b) Si se corta la cuerda ¿Qué volumen queda sumergido?
9) Una boya cilíndrica de 1600 Kg flota en posición vertical en agua
marina (densidad relativa = 1,03). El diámetro de la boya es de 90,0
cm. Calcula lo que se hundirá la boya al subirse a ella un nadador de
Figura 7
75,0 Kg.
3
10) El bloque cubico de 10,0 cm de arista y densidad 800 kg/m flota en un líquido de densidad 1000
kg/m3. (Figura 8 a)
a) Calcula que porcentaje del bloque está sumergido.
b) Calcula la fuerza que habría que hacer para que el bloque quede completamente sumergido.
(Figura 8 b)
F
Madera
Madera
(a)
(b)
Figura 8
3
11) Un líquido de densidad 1000 kg/m se mueve
a razón de 3,0 cm/s por un tubo horizontal de
3,0 cm de radio en la sección 1 como muestra la
Figura 9. En la sección 2 se mueve con velocidad
12 cm/s.
a) Calcula el diámetro en la sección 2.
b) Calcula la diferencia de presión entre la
sección 1 y 2.
v1
v2
S2
S1
Figura 9
12) Entra por la Planta Baja de una casa (agua proveniente de la red de distribución) por un caño de
diámetro interior d1 = 2,0 cm con una presión absoluta P1 = 4 . 105 Pa. Un caño de diámetro interior
d2 = 1,0 cm va al cuarto de baño existente en el 2° Piso, 5,0 m más arriba. Si la velocidad de entrada a
la casa del agua es igual a 1,5 m/s, calcular en el baño:
a) Presión absoluta del agua.
b) Caudal en litros/s.
13) Un bloque flota en un líquido desconocido, con el 40 % de su volumen sumergido. El mismo
bloque flota en agua (densidad igual 1000 kg/m3) con el 50 % de su volumen sumergido. Calcula la
densidad del líquido y del bloque
3