certamen2_trimestre1_2013

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FÍSICA 510147- CERTAMEN Nº 2 
Fecha: 29 de Mayo de 2013 – 19:10 – 21:00 hs. 
 
APELLIDO PATERNO APELLIDO MATERNO NOMBRES 
 
 2 PROF.: L. 
Nº DE MATRÍCULA SECCIÓN BENNUN PUNTAJE NOTA 
 
Duración: 110 minutos 
El certamen es de SELECCIÓN MÚLTIPLE con DESARROLLO y consta de 12 
preguntas, las cuales se consideran válidas: 
1. Las que tengan un solo casillero mascado por columna y 
2. Las que tengan sólo un DESARROLLO COMPLETO, ORDENADO Y LEGIBLE, en un 
lugar claramente legible. 
INSTRUCCIONES 
• La interpretación del problema es parte de su resolución. NO SE ACEPTAN 
CONSULTAS. 
• No separar las hojas del certamen. 
• Debe responder en la hoja de la pregunta. 
• No se permite intercambio ni préstamo de calculadoras, ni otro objeto. 
• Por cada pregunta marque con una “X” sólo un casillero en la columna pertinente. 
• En caso de equivocarse, borre bien y marque el casillero con una “X”. 
RESPUESTAS 
 1a 1b 1c 2a 2b 2c 3a 3b 3c 4a 4b 4c 
A A 
B B 
C C 
D D 
E E 
Pág. (1) (2) (3) (4) 
ECUACIONES: 
g = 9.80 m/s2 T = 1/f w = 2π/T 
v = ω r ac = v2/r ac = ω2 r 
v = 2πr/T fe ≤ µe N fc = µc N 
1
2 
 
0 
 1
2 
  1
2 
∆
∆ 
 ∆E  ∆ 
 
∑
 
 
 
1 
 
Resuelva todos los problemas utilizando conceptos de trabajo y energía, y 
de momentum lineal. 
Problema 1. En el sistema de la figura se indica la evolución del valor de la fuerza 
neta que actúa solo a lo largo del eje x, sobre un cuerpo de masa m=1.0 kg. 
-4
-2
0
2
4
0 2 4 6 8 10 12
2
F 
(N
)
1
x(m)
3
4
 
Pregunta 1a: El trabajo neto de la fuerza a lo largo de las 4 etapas, es: 
A) 0.0 J 
B) 1.0 J 
C) 2.0 J 
D) 3.0 J 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
Pregunta 1b: Suponiendo que el cuerpo llega a la etapa 3 (posición x=6.0 m) con 
rapidez 6.0 m/s, entonces al finalizar dicha etapa (posición x=8.0 m) su rapidez es: 
A) 3.1 m/s 
B) 7.2 m/s 
C) 8.5 m/s 
D) 9.4 m/s 
E) Ninguna de las anteriores. 
Pregunta 1c: Es (son) verdadera(s) la(s) siguiente(s) afirmación(es): 
I) El enunciado del teorema del trabajo y la energía: “El trabajo de todas las fuerzas que 
actúan sobre un sistema mecánico es igual a la variación de su energía cinética” es 
verdadero sólo en el caso en que las fuerzas son conservativas. 
II) La energía mecánica de un sistema se conserva si en el mismo realizan trabajo sólo 
fuerzas conservativas. 
III) El principio de conservación de la energía es válido sólo en sistemas microscópicos. 
 
A) Solo I 
B) Solo II 
C) I y III 
D) II y III 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
2 
 
Problema 2. Se tiene un reloj sobre una mesa horizontal, marcando las 10:10 hs, como 
se ve en la figura. En el extremo de la aguja de menor longitud (de 2.0 cm) se 
encuentra una pulga, y otra se encuentra en el extremo de la aguja de mayor longitud 
(de 4.0 cm). Ambas pulgas poseen igual masa, de 0.1 g. 
Pregunta 2a: La energía cinética de cada pulga 
es, respectivamente: 
A) 4.2 10─16 J y 2.4 10─13 J 
B) 2.1 10─14 J y 4.2 10─11 J 
C) 2.2 10─13 J y 4.4 10─10 J 
D) 1.1 10─12 J y 2.2 10─11 J 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
Pregunta 2b: Es (son) verdadera(s) la(s) siguiente(s) afirmación(es): 
I) La energía cinética de ambas pulgas es constante. 
II) Como ambas pulgas giran sobre el plano horizontal de la mesa, a altura constante, 
entonces su energía potencial gravitatoria es constante. 
III) Si una fuerza radial va moviendo a las pulgas, desplazándolas desde el extremo 
de las agujas hacia el centro del eje de giro, entonces el trabajo de dicha fuerza es 
cero. 
A) Solo I 
B) I y II 
C) II y III 
D) I, II y III 
E) Ninguna de las anteriores 
 
Pregunta 2c: En un experimento se comprime a un resorte, cuya fuerza elástica 
cumple la siguiente fórmula: ̂, donde 12 , y x indica la compresión o 
estiramiento del resorte, según se indica en la figura. El trabajo que efectúa la 
fuerza que comprime al resorte, cuando el extremo de éste se desplaza desde el 
origen al punto x = -0.5m, es: 
 
A) 0.0 J 
B) 1.5 J 
C) 3.0 J 
D) 4.5 J 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
-12
-8
-4
0
4
8
12
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
F 
(N
)
x(m)
F = - 12 x
 
 
3 
 
Problema 3. Se deposita un cuerpo de masa m =1.0 kg con rapidez nula sobre una 
superficie sin roce a una altura de 1.0 m. El cuerpo comienza a descender y al final del 
recorrido encuentra un resorte de k = 2.0 kg/s2, según se indica en la Figura. 
 
 
 
 
 
Pregunta 3a: El cuerpo alcanza el piso con rapidez vo. Luego alcanza al resorte y lo va 
comprimiendo hasta que su velocidad es cero. En el momento en que su rapidez decae 
a vo/2, la magnitud de la compresión del resorte es: 
 
A) 2.7 m 
B) 3.7 m 
C) 4.7 m 
D) 5.7 m 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
Pregunta 3b: Cuando el cuerpo termina de comprimir al resorte su velocidad es nula. 
En ese instante el módulo del trabajo realizado por el resorte es: 
 
A) 0.0 J 
B) 4.9 J 
C) 9.8 J 
D) 20 J 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
Pregunta 3c: Es (son) verdadera(s) la(s) siguiente(s) afirmación(es): 
I) El trabajo que realiza el resorte al comprimirse es independiente del 
sistema de referencia utilizado. 
II) Si se cambia el resorte por otro de k = 4.0 kg/s2, entonces el trabajo 
realizado por el nuevo resorte cuando el cuerpo termina de comprimirlo, 
se duplica. 
III) En este sistema la energía mecánica del sistema se conserva. 
 
A) Solo I 
B) I y II 
C) I y III 
D) II y III 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
Figura 
x 
y 
m = 1.0 kg H = 1.0 m 
k = 2.0 kg/s2 
4 
 
Problema 4. Dos ejercicios distintos. 
Pregunta 4a: Primer ejercicio. En un puesto de camiones en una oficina de 
correos, un pequeño paquete de 0.20 kg se suelta del reposo en el punto P de una 
vía con roce como muestra la Figura. El paquete se desliza por la vía y llega al 
punto Q con una rapidez de 4.8 m/s. A partir de aquí, el paquete se desliza 3.0 m 
sobre una superficie horizontal hasta 
el punto S, donde se detiene. 
El trabajo que realiza la fuerza de 
roce sobre el paquete, entre Q y S, 
es: 
 A) 2.3 J 
 B) -2.3 J 
 C) 4.6 J 
 D) -4.6 J 
 E) Ninguna de las anteriores. Figura 
 
Pregunta 4b: Segundo ejercicio. El péndulo simple de la figura consta de una masa 
puntual m1=10 kg, atada a una cuerda sin masa de longitud 1.5 m que se deja caer 
desde la posición P. Al llegar al punto más bajo de su trayectoria, punto Q, se produce 
un choque perfectamente elástico con otra masa m2=24 kg, que se encuentra en 
reposo en esa posición sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Como 
consecuencia del choque, la masa m1 rebota hacia atrás hasta alcanzar la posición R a 
una altura h del suelo. 
 
El porcentaje de energía cinética que el cuerpo m1 pierde en el choque es: 
A) 1
.
100 
B) 1
.
100 
C) 1
.
100 
D) 1
.
100 
E) Ninguna de las anteriores. 
Pregunta 4c. Segundo ejercicio. Suponga ahora que la rapidez de m1 justo 
antes del choque, que es perfectamente elástico, es de 10 m/s. Las velocidades 
de m1 y m2 justo después del choque son, respectivamente: 
A) 4.1 m/s ̂ ; 5.9 m/s ̂ 
B) -4.1 m/s ̂ ; 5.9 m/s ̂ 
C) 8.2 m/s ̂ ; 11.4 m/s ̂ 
D) -8.2 m/s ̂ ; 11.4 m/s ̂ 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
 
 
y 
m1 
m2 
P 
Q  S 
P 
Q 
R 
x