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GUIA TEORICA – PRÁCTICA DE FISICA II ENERO 2018

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GUIA TEORICA – PACTICA DE FISICA II.

1.- Definición de Dinámica.

2.- Definición, equivalencias de Fuerza.

3.- Definición, formulas y equivalencias de las tres Leyes de Newton.

4.- Definición, fórmulas de Rozamiento o Fricción.

5.- Características de la Fuerza de Fricción.

6.- Definición, formulas y equivalencias del Trabajo Mecánico.

7.- Definición de energía.

8.- Tipos de Energía.

9.- Definición, formula y equivalencias de la Energía Potencial.

10.- Definición, formula y equivalencias de la Energía Cinética.

11.- Principio de la conservación de la Energía.

12.- Definición, formula y equivalencias de Potencia Mecánica.

13.- Definición de Materia.

14.- Constitución de la Materia.

15.- Estados de la Materia.

16.- Definición de Elasticidad.

17.- Definición, formula y equivalencias de Esfuerzo.

18.- Definición, formula y equivalencias de Deformación Unitaria.

19.- Definición, formula y equivalencias de la Ley de Hooke.

20.- Definición de Hidrostática.

21.- Definición, formula y equivalencias de Densidad Absoluta.

22.- Definición, formula y equivalencias de Peso Específico.

23.- Definición de los diferentes tipos de Fuerza.

24.- Definición, formula y equivalencias de Presión.

25.- Definición, formula y equivalencias de la Presión Hidrostática.


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26.- Definición, formula y equivalencias de la Presión Atmosférica.

27.- Definición del Principio de Pascal.

28.- Definición, formula y equivalencias de la Prensa Hidráulica.

29.- Aplicaciones del principio de Pascal.

30.- Definición, formula y equivalencias del Principio de Arquímedes.

31.- Definición del Tensión Superficial.

32.- Definición de Cohesión y Cohesión.

33.- Definición de Capilaridad.

34.- Definición de Hidrodinámica.

35.- Definición de Flujo laminar y flujo turbulento.

36.- Definición, formula y equivalencias de Gasto o Caudal.

37.- Definición, formula y equivalencias de Ecuación de continuidad.

38.- Definición, formula y equivalencias de Teorema de Torricelli.

39.- Definición, formula y equivalencias del Teorema de Bernoulli.

40.- Definición de Calorimetría.

41.- Definición de la diferencia entre temperatura y calor.

42.-Definición, formula y equivalencias de Cantidad de calor.

43.- Unidades de la Cantidad de Calor.

44.- Definición, formula y equivalencias de Calor Especifico.

45.- Definición, formula y equivalencias de Cantidad de calor ganado o cedido por un cuerpo.

46.- Escalas de temperatura.

47.- Formulas de conversión de las escalas de temperatura.


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EJERCICIOS DE FISICA II

PROBLEMAS DE FUERZA Y SEGUNDA LEY DE NEWTON.

001.-Súbete a una báscula y registra la lectura de tu masa.

Si tu masa fue Kg y la gravedad tiene un valor de , sustituye los datos

en la formula de peso.

P = ( Kg) (9.8 mts/seg2) = Newton

Por tanto tu peso en la Tierra es:

Si el peso depende de la gravedad y la Luna es más pequeña que la Tierra, ¿Cuál será tu peso en la Luna?

Y tu masa varía en la Luna . ¿Por qué?

Nota: Recuerda que la masa en una Cantidad Fundamental que no varía.

002.- Si la Gravedad en la Tierra es de 9.8 mts/seg2, en la Luna es de 1/6 de la de ésta y en Júpiter es 2.65 veces

más.

Ahora calcula el Peso de un Elefante de 5000 Kg de masa en.

La Tierra

La Luna

Júpiter

Tierra Luna Júpiter

W = m x g W = m x g W = m x g

003.- Cuando vas a comprar 500 gramos de Jamón ¿Cuál será el peso de esta cantidad de jamón?

004.-Un cuerpo está sometido a la acción de una fuerza de 150 New. ¿Cuántos Kgf están siendo aplicados

005.- ¿A cuantos New equivalen 4800 Lbsf

006.- ¿A cuantos New equivalen 25000 Dinas.

007.- Efectúen las siguientes conversiones.


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008.-Dos corredores de 90 y 130 Kgf de peso, han calculado que para ganar la competencia, necesitan

desarrollar una aceleración de 12 mts / seg2. ¿Qué fuerza generaran para ganar?

009.- Un mono con 50 New de peso se cuelga de una cuerda, produciéndole a esta una Tensión de 40 New. Si la

cuerda se rompe. ¿Con que aceleración cae el mono?

.

011.- Un caballo que pesa 590 New parte del reposo y alcanza una velocidad de 12 mts / seg en un tiempo de

17 seg. ¿Que fuerza tuvo que emplear el animal para alcanzar esta velocidad?

012.- Calcular el tiempo que actuara una fuerza de 80 New para detener un cuerpo cuyo peso es de 98.1 New,

si este lleva una velocidad de 55.55 Km / Hrs.

013.- Sobre un móvil de masa igual a 15 Kg y una velocidad de 8 mts / seg comienza actuar una fuerza de 33

New. ¿Cual será su velocidad y cual el espacio recorrido, cuando hayan transcurrido 12 seg.

014.- Sobre un cuerpo cuya masa es de 8 Kg y que posee una velocidad de 3 mts / seg, comienza a actuar una

fuerza de 30 New. ¿Cuál será su velocidad y cual el espacio recorrido cuando hayan transcurrido 8 seg.

015.- Una bala de 20 grs. adquiere una velocidad de 400 mts / seg al salir de un cañón de un fusil que tiene 50

cm de longitud .hallar la aceleración y la Fuerza.

PROBLEMAS DE FRICCION O ROZAMIENTO.

016.- Sobre un bloque de 20 Kp situado sobre una superficie horizontal se aplica una fuerza de 10 Kp, formando

un ángulo de 30 con la horizontal, como indica la figura. Sabiendo que al cabo de 3 seg. La velocidad del bloque

es de 9 mts / seg. Calcular el coeficiente de rozamiento


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017.- Un bloque esta apoyado en una superficie horizontal. Esta superficie se va inclinando gradualmente y

cuando el movimiento del bloque es inminente el ángulo que forma con la horizontal es de 21° .Se sabe

también que para que el bloque se desplace a velocidad constante el ángulo que forma la superficie con la

horizontal debe ser 15°. Calcular el coeficiente de rozamiento estático y el coeficiente de rozamiento cinético

entre el bloque y la superficie.

F

W N

018.- ¿Que fuerza se requiere para arrastrar una olla con monedas de oro de 60 Kg, por encima de la superficie

lisa de un suelo de roble, si el coeficiente de fricción es de 0.55

019.- Sobre un bloque de 40 New se aplica una fuerza de 15 New formando un ángulo de 30 con la horizontal. Si

el bloque adquiere una aceleración de 1.5 mts / seg2. Calcular el coeficiente de fricción cinemática.

TRABAJO MECANICO.

020.- El empleado de un supermercado empuja una caja con una fuerza de 30 Newton a lo largo de una

distancia de 1200 cm en dirección y sentido de la fuerza. Encontremos el trabajo realizado mediante este

procedimiento. R.- T = 360 Joule.

021.- Un albañil necesita levantar una viga de acero de 65 kg desde el piso hasta una altura de 1.8 metros.

Determinemos cuanto trabajo requiere para: a).- Levantar a la altura deseada y b).- Mantenerla en esa posición

durante un minuto y medio.

022.- Una caja se jala mediante un cable con una fuerza de 30 Newton, como se observa en la siguiente figura y

recorre una distancia de 20 metros. Vamos a determinar y comprobar el trabajo para cada uno de los siguientes

ángulos: 0° , 30° , 60° y 90°.

F

F

F

Ѳ F

En la siguiente tabla colocaremos los siguientes datos, formula y resultado y compararlos.


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FUERZA ANGULO FORMULA RESULTADO

30 NEWTON 0° T = F x d 600 Joule

30 NEWTON 30°

30 NEWTON 60°

30 NEWTON 90°

023.- Con base al ejercicio anterior, contesta las siguientes preguntas.

a.- Si tu fueras a jalar la caja, ¿en qué ángulo lo harías para realizar la menor cantidad de trabajo?

b.- ¿Por qué a 90° con la horizontal, el trabajo es 0 Joule.

024.- En una casa uno de tus compañeros acaba de comprar u refrigerador y lo deben de trasladar 6 metros

hasta la cocina de su casa, siguiente figura. Si van utilizando una fuerza de 50 Newton y el piso presenta una

fuerza de fricción de 20 Newton, ¿cuál es el trabajo que se desarrollará?

f

R.- T = 180 Joule.

025.- Una persona cuyo peso es de 588 Newton sube por una escalera que tiene una longitud de 17 metros,

hasta llegar a una altura de 10 metros.Calcular: a.- ¿Qué trabajo realizo? B.- Si la longitud de la escalera

aumenta o varía su inclinación, ¿cambia el valor del trabajo que es necesario realizar para alcanzar una altura de

10 metros.

026.- Una persona levanta una pesa de 1470 Newton desde el suelo hasta una altura de 1.9 metro: Calcular: a.-

¿Qué trabajo realiza? B.- Si mantiene la pesa a la misma altura y camina sobre el suelo e metros, ¿realiza

trabajo?

R.- T =2793 Joule R.- T = No

027.- Un bloque cuya masa es de 5 kg es jalado por una fuerza de 60 Newton con un ángulo de 30°, como se

muestra en la figura. Si el desplazamiento del bloque es de 3 metros y existe un coeficiente de fricción dinámico

con el suelo de 0.3. Calcular: a.- ¿Cuánto vale el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre

el bloque?


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028.- Calcular el trabajo útil realizado por una bomba que descarga 500 litros de aceite en un tanque de

almacenamiento que se encuentra a 7 metros de altura. El peso específico del aceite es de 7 N/mts3..

R.- T = 27440 Joule.

029.- Una bomba de uso doméstico eleva 50 litros de agua por minuto hasta una altura de 9 metros.

Determinar el trabajo útil realizado por la bomba en 30 minutos. El peso específico del agua es de 9.8 x 103

Newton/mts3.

ENERGIA POTENCIAL Y CINETICA.

030.- Ahora calculemos la Energía Cinética que posee un balón de 200 gramos de masa si alcanza una velocidad

de 100 km/hora.

R.- EC = 77.11 Joule.

031.- Calcular en Joule la Energía Cinética traslación que lleva una bala de 8 gramos si su velocidad es de 400

mts/seg

032.- En un edificio de siete pisos, a una persona que limpia vidrios por accidente se le cae un cepillo que tiene

75 gramos de masa y justo antes de chocar contra el piso lleva 150 Joule de Energía Cinética. Si se desprecia la

resistencia del aire obtendremos de que la altura se dejó caer dicha masa.

R.- EC = 20.408metros.

033.- ¿Cuál es la Energía Cinética de un balón de Futbol que pesa 4.5 Newton y lleva una velocidad de 15

mts/seg.

034.- Calcular la masa de un cuerpo cuya velocidad es de 10 mts/seg y su Energía Cinética es de 1000 Joule.

R.- m = 20 Kg.

035.- Determinar la velocidad que lleva un cuerpo cuya masa es de 3 kg, si su Energía Cinética es de 200 Joule.

036.- Calcular la Energía Potencial de una piedra de 2.5 kg si se eleva una altura de 2 metros.

R.- EP = 49 Joule.

037.- ¿A que altura se debe encontrar una silla de 5 kg para que tenga una Energía Potencial de 90 Joule.

038.- Un cuerpo de 4 kg se encuentra a una altura de 5 metros. Calcular: a.- ¿Cuál es su Energía Potencial; b.-

¿Cuánto vale la Energía Cinética en el preciso instante en que el cuerpo está a punto de chocar contra el suelo al

caer libremente?

R. - a. - EP = 196 Joule. b. - EC =196 Joule.


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039.- A u bloque de 3 kg se le aplica una fuerza de 20 Newton, formando un ángulo de 30° respecto a la

horizontal, como se muestra en la siguiente figura. Si a partir del reposo se ha desplazado 4 metros. ¿Qué

velocidad llevará en ese instante? Considérese nulo el rozamiento.

F = 20 Newton

30° d=

040.- Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota de 0.4 kilogramos con una velocidad de 30

metros/segundo. Calcular: a.- El valor inicial de la Energía Cinética y Energía Potencial. b.- Las Energías Cinética y

Potencial a 15 metros de altura.

R = a. - EC = 180 Joule EP = 0 Joule b. -EC = 121.23 Joule EP = 58.8 Joule.

041.- Calcular la Potencia de una grúa que es capaz de levantar 30 bultos de cemento hasta una altura de 10

metros en un tiempo de 2 segundos, si cada bulto tiene una masa de 50 kilogramos.

042.- Calcular el tiempo que requiere un motor un motor de un elevar cuya potencia es de 37500 Watts, para

levar una carga de 5290 Newton hasta una altura de 70 metros.

R = 9.87 segundos.

043.- La Potencia de un motor eléctrico es de 50 Hp. ¿A qué velocidad constante puede elevar una carga de

9800 Newton?

044.- Determinar en Watts y en Caballos de fuerza, la potencia que se necesita un motor eléctrico para elevar

una carga de 20 x 103 Newton a una altura de 30 metros en un tiempo de 15 segundos.

R. - P = 4 x 104 Watts P = 53.62 Hp

045.-Un motor cuya Potencia es de 70 Hp eleva una carga de 6 x 103 Newton a una altura de 60 metros. ¿En qué

tiempo sube?

046.- Calcular la velocidad con la que un motor de 40 Hp eleva una carga de 15000 Newton.

R.- V= 1.99 mts/seg


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PROBLEMAS DE ESFUERZOS – DEFORMACIONES – LEY DE HOOKE – MODULO DE YONG.

47.-Si a un resorte se le cuelga una masa de 200 gramos y se deforma 15 cm, ¿Cuál será el valor de la constante?

Observa la situación de la figura siguiente.

15 c m

048.-Una viga de madera, como la que se nuestra en la siguiente figura, soporta dos toneladas en su parte

superior: a.- ¿Cuál es el esfuerzo que soporta si tiene 3 metro de largo y su sección es de 12 x 12 cm?¿de qué

tipo es el esfuerzo.

3 m

R.- σ = 1.36 MPa.

049.- La varilla que se observa en la siguiente figura mide 60 cm y bajo la acción de una fuerza se deforma 0.5

mm. A.- ¿Cuál es la deformación unitaria? B.- ¿Cuál sería la deformación si la varilla midiera 1 metro?

60 cm 0.5 mm

050.- El alambre que se muestra en la siguiente figura mide 6 metros de longitud y presenta una deformación

unitaria de 0.0022. Con estos datos contesta lo siguiente: a.- Si se le aplica una fuerza, ¿Cuál será el incremento

2 Ton


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en la longitud del cable? B.- ¿Es común que el incremento se dé hacia los dos lados del cable? c.- En este caso,

¿Cuánto vale el incremento hacia cada lado?

Δl Δl

2 60 cm 2

R.- a.- x = 13.3 mm b.- Sí, solo para su representación es más fácil señalarla de un solo lado y la deformación

total es 13.2 mm c.- Δl / 2 = 6.6 mm.

051.- Una viga de una tonelada cuelga de dos alambres, como se muestra en la figura, si el alambre tiene un

diámetro de 5 mm, encontraremos el esfuerzo a que esta sometido cada uno de ellos. Compara el resultado con

el límite elástico del acero.

T T

052.- Una barra de metal de cinco cm de diámetro y 1.4 metros de altura, al sostener una masa de 500 kg

reduce su longitud total en 0.00003 metros. Con estos datos encuentra: a.-¿El módulo de Young? b.- ¿De qué

material se trata?

1.4 m 5 cm

R.- a.- K = 116666MPa. b.- Es cobre por el Modulo de Young del Cobre es 117000 MPa.

053.- Una barra metálica de 2 metros de longitud recibe una fuerza que provoca un alargamiento o variación de longitud de

0.3 cm. ¿Cuál es el valor de la tensión o deformación lineal?

500 grs


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PROBLEMAS DE DENSIDAD-PESO ESPECÍFICO-CALOR ESPECIFICO-RESISTENCIA

ELECTRICA-DILATACION LINEAL – SUPERRICIAL – VOLUMETRICA.

054.- Encuentre la densidad relativa y absoluta del alcohol etílico, si 0.0633 kg ocupan 80 cm3.

055.- Calcular el volumen en litros que ocupan 0.6607 libras de Hg. Sabiendo que su densidad relativa es de

13.6.

056.- Determinar el volumen de 0.2 kg de tetracloruro de carbono, para el cual su densidad relativa es 1.6

057.- La densidad relativa del aluminio es de 2.70, que masa debe tener cuando ocupa un volumen de 740 cm3.

058.- Determinar la masa de un cubo de aluminio que tiene 5 cm por lado. La densidad absoluta del aluminio es

de 2700 kg/mts3.

059.- El aire tiene una densidad absoluta de 1.29 kg/mts3 bajo condiciones estándar. Cuál es la masa del aire en

un cuarto con dimensiones de 100 cm x 8 mts x 300 cm.

060.- Un bidón tiene una capacidad para contener 110 kgf de agua o 72.6 kgf de gasolina. Calcular: a.- La

densidad relativa de la gasolina; b.- La densidad absoluta de la gasolina; c.- el peso específico en kgf / mts3 ; d.-

La capacidad del bidón.

061.- Expresar la temperatura de 20 °C. en las escalas Fahrenheit y Kelvin.

062.- Expresar una temperatura de – 15°C. en las escalas Fahrenheit y Kelvin.

063.- Expresar una temperatura de 77 °F, en las escalas Centígrada y Kelvin.

064.-Expresar una temperatura de – 22 °F, en las escalas Centígradas y Kelvin.

065.- Expresar una temperatura de a.- 200 °K., b.- 400 °K., en las escalas Centígrada y Fahrenheit.

066.- La temperatura normal del cuerpo humano es de 36.5 °C. Calcularla en las escalas Fahrenheit y Kelvin.

067.- Un termómetro posee dos escalas: centígrada y Fahrenheit, 40 °C ocupan una longitud de 18 cm. Calcular

la longitud ocupada por 30 °F.


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068.- ¿Qué cantidad de calor se debe aplicar a una barra de plata de 12 Kg para que eleve su temperatura de

295 °K a 194 °F.

069.- ¿Cuál es el calor especifico de un cuerpo cuya masa es 0.881 libras, si necesita 80 calorías para elevar su

temperatura de 68 °F a 298 °K.

070.- Qué calor desprenden 0.15 Kilogramos de hierro cuando su temperatura desciende de 248 °F a 30 °C.

071.- Determine el calor específico de una muestra metálica de 0.220 libras que requiere 0.868 Kilocalorías, para

elevar su temperatura de 122 °F a 90 °C. Consulte la tabla de calores específicos para poder identificar de qué

sustancia se trata.

072.- Se pone en contacto una masa de cobre de 0.440 libras a 373 °K, y una masa de hierro de 0.120 kilogramos

a 68 °F. Calcular su temperatura final, el calor perdido por el cobre y el calor ganado por el hierro.

073.- En 0.440 libras de agua a 50 °F, se introducen 150 gramos de hierro a 386 °K. Calcular la temperatura final

del conjunto.

075.- Una barra caliente de cobre cuya masa es 1.5 kilogramos se introduce en 4000 gramos de agua, elevando

su temperatura de 64.4 °F a 28 °C. ¿Qué temperatura tiene la barra de cobre

Calores específicos a presión constante.

Sustancia Ce cal/grs °C

Agua 1.00

Cobre 0.093

Hielo 0.50

Vapor 0.48

Hierro 0.113

Cobre 0.093


13

Aluminio 0.217

Plata 0.056

Vidrio 0.199

Mercurio 0.033

Plomo 0.’31

076.- 600 grs de hierro se encuentran a una temperatura de 20 °C. ¿Cuál será su temperatura final si le

suministran 8000 calorías?

077.- A una temperatura de 15 °C una varilla de hierro tiene una longitud de 1.524 ft. ¿Cuál será su longitud al

aumentar la temperatura a 77 °F. α = 11.7 x 10-6 |C-1.

078.- Una barra de aluminio de 0.01 mts3 a 289 °K se calienta a 82.2 °F. Calcular: Cuál será el volumen final, Cual

fue su dilatación cubica. μ = 22.4 X 10-6 °c-1.

79.- Una esfera hueca de acero a 24 °C tiene un volumen de 0.2 mts3. Calcular: a.- ¿Qué volumen final tendrá 4 °C y en litros. b.- ¿Cuánto Disminuyo su volumen en litros?

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