ESCUELA NORMAL SUPERIOR “Santiago de Cali”DEPARTAMENTO DE MATEMATICA EVALUACION DE FISICA TIPO ICFES 1 NOMBRE: GRADO: CODIGO: FECHA: PREGUNTAS DE SELECCIÓN MÚLTIPLE CON ÚNICA RESPUESTA (TIPO I). Las preguntas de este tipo constan de un enunciado y de cuatro posibilidades de respuesta, entre las cuales usted debe escoger la que considere correcta. Las preguntas 1 y 2 se basan en la siguiente figura: 1. El diagrama de fuerzas o de cuerpo libre correspondiente a la figura es: A. y B. y C. y D. y x x x x Intervienen fuerzas que son: El peso del cuerpo, la tensión en la cuerda y la de la viga. 2. Si R es la fuerza ejercida por la pared sobre la barra (que tiene un peso despreciable), T es la tensión de la cuerda y w es el peso del cuerpo que cuelga, podemos afirmar que: 1. R >T>w 3. T>w>R 2. T>R>w 4. w>T>R Según la suma vectorial de las fuerzas, se tiene que la fuerza del peso debe ser igual a la suma de la tensión y la de la pared a la viga. ´ ´ + R ´ . Por lo tanto W ´ = T > W ´T > R ´ . 3. Desde un avión se arroja un paracaidista sobre una tabla de esquí para "deslizarse por el aire". Dos segundos después se lanza otro paracaidista sin la tabla. ¿Es posible que este último pueda alcanzar al primero? 1. No, ya que ambos caen con la aceleración de la gravedad y el primero ya tiene una ventaja de dos segundos de caída libre. 2. No, ya que la velocidad del primer paracaidista a los dos segundos hace que mantenga siempre una ventaja sobre el segundo paracaidista el cual hasta ahora comienza a caer con una velocidad de cero. 3. Sí, ya que entre la tabla y el aire se presenta una fuerza hacia arriba que hará disminuir la fuerza neta hacia abajo. 4. Sí, porque la aceleración de la gravedad del segundo paracaidista es mayor a la del primer paracaidista, por lo cual alcanzará finalmente al primero siempre y cuando se lancen desde una altura lo suficientemente grande. 4. Efectuamos el experimento que ilustra la figura. La masa M sube por el plano inclinado. Para determinar su aceleración debemos conocer al menos: T N 0. Mgcosθ. El valor de las fuerzas normales para los cuerpos de masa M y m son respectivamente. M. Las preguntas 7 y 8 se basan en la siguiente situación: Sobre una cuerpo de masa m se aplica una fuerza F equivalente a 1. Subirá con velocidad constante. Subirá según la resultante R dividido entre la masa m. 2. el ángulo θ y el coeficiente de fricción de la superficie con M. entonces F = 1. la normal f´U . Como la expresión de fuerzas es F – W = ma. En el grafico trazamos las fuerzas que intervienen (color oscuro). Si la fuerza para levantarlo es 1. porque el cuerpo sube por acción de la fuerza F. En este plano inclinado intervienen varias ´ . 3.5 veces el peso del cuerpo. 3. La tensión de la cuerda. El cuerpo: 1. Mgcosθ. Mgsenθ. las masas m y M.5 veces el peso w del cuerpo para levantarlo. tenemos que F = 1. la tensión de la cuerda T´ . Las masas m y M. lo cual ´ N y la fuerza de fricción necesita conocer el coeficiente de fricción. el ángulo θ y el coeficiente de fricción de la superficie con el cuerpo de masa M. θ . pero w = 2. La fuerza de fricción entre M y el plano. 4. 2. u. 2. 6. 1. Se acelerará hacia abajo según (W – F)/m. 5. 3.5w. 4. la masa m y la tensión de la cuerda. 4. El diagrama de cuerpo libre para la situación planteada es: 1. mg 2. Las fuerzas de fricción entre m y el plano y entre M y el plano y el ángulo θ. Se acelerará hacia arriba según (F – W)/m. Debe conocer m. entonces despejando la aceleración: a = . 3.5(2) = 3 7. Pero el peso ´ x y mayor se debe descomponer en W ´ y por lo cual se debe conocer el ángulo W θ y fu la fuerza de fricción es uN. Las componentes de la fuerza son Wy = WCos θ y Wx = WSen θ . fuerzas que son: el peso de cada cuerpo W w´ . 4. mg. 0.T Wy W Wx W 1. Mgsenθ. Ek = mgy 2. 9.. EpE 10. 4. expresada por Ep=mgh. 4. EpA = EpB =. Quiere decir que y = o.. C en h/2 es decir en el punto medio del edificio. es decir EpA quiere decir la energía potencial en el punto A) es: 1.. Estas dos energías componen la energía mecánica. La energía cinética del cuerpo al caer y pasa por los diferentes puntos es: 1. este cuerpo posee energía potencial gravitacional con respecto a este nivel. porque el cuerpo se deja caer libremente. EkA = EkB =. 3. porque la ecuación es Ep = mgh. Si un bloque de masa m cae desde un edificio de altura h. 2. EkC > EkB > EkA 2. de cinemática. la cual debe permanecer constante. Donde cada punto se ubica exactamente en una posición respecto de la altura h del edificio: E en 0. EpE. Se puede afirmar que: La energía potencial del cuerpo a medida que cae y pasa por los diferentes puntos (indicados como subíndices. Por eso se cumple q EpA > EpB>.. 3. B en 3h/4 y A en h es decir en la parte alta del edificio. es conocido que la velocidad de un cuerpo que está en caída libre (desde el reposo) depende de la distancia recorrida y desde el punto de caída: V2 = 2gy La energía potencial de un cuerpo depende de la altura y la energía cinética de la velocidad. Ek = mgh = Ep. Podemos expresar la energía cinética del cuerpo que comienza a caer como: 1..F−W m Las preguntas 8 a 15 se basan en el siguiente texto: Si un cuerpo de masa m se sitúa a una altura h arriba de un nivel de referencia. =EkE Como la energía cinética depende de la velocidad y además la Ek = 1 2 mv2 y como .. tenemos que la altura hA>hB>hC>hD.. 3. 8. según se observa en la figura. Ek = Ep Como tenemos que Ek = 1 2 mv2 = 1 2 m(2gy) = mgy = 0.. EkE > EkD > …> EkA. Ek = mgy = 0. entonces su velocidad inicial es 0. porque no ha empezado a caer. EpA > EpB>.EpA..= EpE Como la energía potencial depende de la altura del cuerpo. EpC > EpB > EpA 2. La energía cinética que tiene un cuerpo es directamente proporcional a la velocidad al cuadrado: Ek = ½ mV2 Al mismo tiempo. EkA> EkB > …>EkE. EpE > EpD> . D en h/4.. 4. EmA = EpA 2. EmE > EmD > …> EmA. B y D.a medida que el cuerpo va cayendo la velocidad aumenta. E. B y D. 3. E y A. 13. C. EmC = EpC + EkA. Las energías potencial y cinética son máximas y de la misma magnitud respectivamente en los puntos: 1. Las energías potencial y cinética tienen la misma magnitud respectivamente en los puntos: 1. porque a medida que pierde altura disminuye la Ep. en E la h=0 y Ek = 1 mv2. 14. porque es donde mayor es la velocidad. 2. distinta para cada resorte y que se denomina constante elástica. 3. La energía mecánica total en el punto especificado se puede estimar con las energías cinéticas y/o potencial excepto en: 1. Ep no varía y tampoco Ek manteniéndose la Em constante. 3. EmE = EkE Debe ser la Ek + Ep en el mismo punto. En la figura se puede constatar que se trata de un resorte que se puede deformar con la menor dificultad: . Ep disminuye y Ek aumenta en la misma magnitud manteniéndose la Em constante.. porque es la máxima altura y Ek es máxima en el punto E. La energía mecánica (Em) total del cuerpo es: 1.. 4. Ep aumenta y Ek disminuye en la misma magnitud manteniéndose la Em constante. Donde K es una constante de proporcionalidad. entonces la Ek aumenta. La Ep es máxima en el punto A. B y D. Las energías potencial y cinética tienen una magnitud de cero respectivamente en los puntos: 1. E y A. 17. C y C. 2. 3. 4. Como Ep= mgh. entonces aumenta la Ek. 4. 3. Porque son los puntos máximos. 12. para que sea igual siempre. En la gráfica F vs. 2 en A la V=0 16. 4. C y C. A y E. =EmE La energía mecánica en cada uno de los puntos es la misma. B. EmA > EmB > …>EmE. A y E. 2. 4. La Ley de Hooke fue propuesta por el científico Inglés Robert Hooke y su relación matemática fue: F = -KX. la: 1. 2. A y E. A medida que el cuerpo cae desde un punto a otro cualquiera. 15. 11. entonces la velocidad es cada vez mayor en A. EmB = EpB + EkB. pero va ganando velocidad. Ep disminuye y Ek permanece constante. X (deformación del resorte) la K es el valor de la pendiente de la recta. D. EmC > EmB > EmA 2. E y A. pero la velocidad aumenta. EmA= EmB =. 3. C y C. Porque h disminuye entonces Ep disminuye. N rad/s. La aceleración centrípeta se calcula como la razón entre la velocidad tangencial al 2 cuadrado y el valor del radio: ac = V R Para el caso del balde esta es: 1. N/2 π rad Si en una vuelta recorre 2π rad. (Nr/2)π m/s V= 2 πR T = 2 πR 1 N =2 π RN m seg 22. 18. D Porque la pendiente determina la constante del resorte y entre mayor sea la constante más duro es el resorte. un joven coge un balde con agua y empieza a dar N vueltas por segundo en un circulo de radio r metros alrededor de sí mismo con los brazos extendidos. La distancia de un arco s (longitud de una parte circular) se calcula como el producto entre el radio r del círculo y el ángulo radianes: S=r θ en En un segundo el balde recorre una distancia en metros m de: 1. V2 /r m/s2 . para el caso del balde es: 1. el balde recorre un ángulo. 2πN rad/s. N 20. 2πrN m 4. 2π r N m/s 4. .1. La velocidad tangencial se calcula como la distancia recorrida en la unidad de tiempo en una trayectoria circular. Para el caso del balde es de: 1. 2πr/N m/s 2. 3. N rad. El de menor calidad es el resorte D. expresado en radianes (1 vuelta o 360º equivale a 2π radianes) de: 1. π r N m 2. En un segundo. Las preguntas 18 a 24 se refieren a la siguiente información: En un experimento. (N r/2) π m La longitud recorrida seria S = r(2πN) = 2πrN m 21. 2 π /N rad 2. 2π/N rad/s 2. en N vueltas recorre 2πN rad. 4. 4. 3. 4. N r m 3. A 2. N r m/s 3. La velocidad angular es el ángulo barrido por unidad de tiempo. 3. C. N2 r2 m/s2 3. (N/2)π rad/s 2π T Como W = T= t n = = 1 seg N 2π 1 N = = 2 πN rad y el periodo es 1 seg . 2πN rad. 19. B. pero al aumentar la velocidad la moneda se sale del disco. No hay fuerza de rozamiento. ni tachones. 2. 3. Lic. La fuerza de rozamiento es igual a la fuerza centrípeta necesaria. 4. Solo se debe entregar en la fecha estipulada. Talleres con los mismos errores se anulara. Las velocidades angular y tangencial de la moneda serán respectivamente: 1. 6. Menor que la velocidad angular del disco. (2πN)2 / r m/s2 2 = (2 πRN ) R 2 π 2 N 2 R = (2 πN ) R = m 2 seg 4 π2 R2 N2 R = 4 23. mayor que cero. entonces el R T = 0 por lo tanto la Vl = 0.c. Ac = V2 R 4. Puede utilizar todos sus apuntes o un libro guía. Una moneda se coloca en el borde de un disco en movimiento. Esto se debe a: 1. La W = 2π T y la V = 2 πR . 4. No se permite el préstamo de ningún utensilio de trabajo. cero. cualquier préstamo anula la evaluación. mayor que cero. cero. Todas las respuestas deben aparecen justificadas. No se admite. 3. FISICA ICFES1. porque no se puede fijar sobre el disco. OBSERVACIONES. ni borrones. Menor que la velocidad angular del disco. Igual a la velocidad angular del disco. Simeón CEDANO ROJAS Profesor de la materia c. 4. 3. 1.DOC . 5. La fuerza de rozamiento es mayor a la fuerza centrípeta necesaria. 24. 7. Igual a la velocidad angular del disco. 2. La fuerza de rozamiento es menor a la fuerza centrípeta necesaria. 2. Se coloca la moneda en todo el centro del disco.(2 π N)2 r m/s2 2. se observa que a velocidades bajas de rotación la moneda permanece girando con el disco. Debe aprobarse el 70 % debe la evaluación. Al ser mayor la fuerza centrípeta que la fuerza de rozamiento la moneda sale disparada.