Tema W04

Respuesta correcta: A) 98 N dirigida hacia arriba

• A) 98 N dirigida hacia arriba¡Correcto! En equilibrio vertical N = m*g = 10 kg * 9.8 m/s² = 98 N hacia arriba.
• B) 10 N dirigida hacia abajoIncorrecto. 10 kg es la masa, no la fuerza en Newtons.
• C) 0 NIncorrecto. Habría aceleración vertical si la normal fuera cero.
• D) 49 N dirigida horizontalmenteIncorrecto. La fuerza normal es perpendicular a la superficie de contacto.

Respuesta correcta: B) 2 m/s²

• A) 0.5 m/s²Incorrecto. Ocurriría si se dividiera m / F.
• B) 2 m/s²¡Correcto! De la Segunda Ley de Newton: a = F / m = 50 N / 25 kg = 2 m/s².
• C) 1250 m/s²Incorrecto. Ocurriría si se multiplicara la fuerza por la masa.
• D) 5 m/s²Incorrecto. División errónea de los valores.

Respuesta correcta: C) Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción)

• A) Primera Ley de Newton (Inercia)Incorrecto. La Primera Ley describe la tendencia a mantener el estado de movimiento.
• B) Ley de Gravitación UniversalIncorrecto. Describe la atracción entre masas por gravedad.
• C) Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción)¡Correcto! A toda fuerza de acción corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud y sentido opuesto.
• D) Principio de Conservación de la CargaIncorrecto. Se refiere a cargas eléctricas.

Respuesta correcta: D) Inercia

• A) Fricción dinámicaIncorrecto. La fricción se opone al deslizamiento superficial.
• B) PesoIncorrecto. El peso es la fuerza gravitatoria actuando sobre la masa.
• C) ElasticidadIncorrecto. La elasticidad es la capacidad de deformarse y recuperar la forma.
• D) Inercia¡Correcto! La inercia es la propiedad de los cuerpos de resistirse a cambiar su estado de movimiento.

Respuesta correcta: A) fk = 10 N; a = 4 m/s²

• A) fk = 10 N; a = 4 m/s²¡Correcto! N = mg = 50 N. fk = μk*N = 0.2*50 = 10 N. Fneta = 30 - 10 = 20 N. a = 20 / 5 = 4 m/s².
• B) fk = 30 N; a = 0 m/s²Incorrecto. La fricción no cancela totalmente la fuerza aplicada.
• C) fk = 5 N; a = 5 m/s²Incorrecto. Cálculo equivocado de la fuerza normal.
• D) fk = 20 N; a = 2 m/s²Incorrecto. Error en la multiplicación por el coeficiente de fricción.

Respuesta correcta: B) 9440 N

• A) 7840 NIncorrecto. 7840 N es el peso estático a velocidad constante.
• B) 9440 N¡Correcto! T - mg = m*a -> T = m*(g + a) = 800 kg * (9.8 + 2) m/s² = 9440 N.
• C) 6240 NIncorrecto. Ocurriría si el elevador acelerara hacia abajo.
• D) 1600 NIncorrecto. Es sólo la fuerza neta m*a sin considerar el peso.

Respuesta correcta: C) 20 N

• A) 34.64 NIncorrecto. 34.64 N es la componente perpendicular (m*g*cos(30°)).
• B) 40 NIncorrecto. 40 N es el peso total vertical mg.
• C) 20 N¡Correcto! F_paralela = m*g*sin(30°) = 4 kg 10 m/s² 0.5 = 20 N.
• D) 10 NIncorrecto. División errónea del peso.

Respuesta correcta: D) Impulso = 15 N·s; Fuerza media = 1500 N

• A) Impulso = 5 N·s; Fuerza media = 500 NIncorrecto. Se restaron las velocidades sin considerar la inversión de sentido.
• B) Impulso = 10 N·s; Fuerza media = 1000 NIncorrecto. Error en el cálculo del cambio de momento lineal.
• C) Impulso = 30 N·s; Fuerza media = 3000 NIncorrecto. Se multiplicó por la masa sin dividir entre 2.
• D) Impulso = 15 N·s; Fuerza media = 1500 N¡Correcto! J = m*Δv = 0.5 * (20 - (-10)) = 15 N·s. F = J / Δt = 15 / 0.01 = 1500 N.

Respuesta correcta: A) a = 2 m/s²; Fuerza de contacto = 40 N

• A) a = 2 m/s²; Fuerza de contacto = 40 N¡Correcto! a = F / m_total = 60 / 30 = 2 m/s². Fuerza sobre B = mB a = 20 2 = 40 N.
• B) a = 3 m/s²; Fuerza de contacto = 60 NIncorrecto. Error al calcular la masa total.
• C) a = 2 m/s²; Fuerza de contacto = 20 NIncorrecto. 20 N es la fuerza neta que acelera a la caja A.
• D) a = 6 m/s²; Fuerza de contacto = 30 NIncorrecto. Mala interpretación del sistema acoplado.

Respuesta correcta: B) En dirección tangente a la trayectoria circular en el punto de ruptura

• A) Radialmente hacia afuera del centroIncorrecto. Confusión común con una fuerza centrífuga inexistente al romper la cuerda.
• B) En dirección tangente a la trayectoria circular en el punto de ruptura¡Correcto! Al desaparecer la fuerza centrípeta, el objeto sigue su velocidad tangencial por inercia.
• C) Radialmente hacia el centro de giroIncorrecto. Hacia el centro apuntaba la tensión previa.
• D) Se detiene secamente cayendo verticalmenteIncorrecto. Mantiene la velocidad tangencial que poseía por inercia.

Respuesta correcta: C) Sí se desliza, porque F_paralela (48 N) supera la fuerza de fricción estática máxima fs_max (32 N)

• A) No se desliza, porque la fricción estática es mayor que la componente del pesoIncorrecto. 32 N de fricción no detienen los 48 N paralelos al plano.
• B) Permanece en equilibrio justo al límite de desliceIncorrecto. Para estar en el límite se requeriría tan(37°) = μs, pero 0.75 > 0.5.
• C) Sí se desliza, porque F_paralela (48 N) supera la fuerza de fricción estática máxima fs_max (32 N)¡Correcto! F_paralela = 80*0.6 = 48 N. fs_max = 0.5*80*0.8 = 32 N. Como 48 N > 32 N, se desliza.
• D) Sale volando hacia arriba por la fuerza normalIncorrecto. La normal es perpendicular y está equilibrada por la componente del peso.

Respuesta correcta: D) a = 2 m/s²; T = 24 N

• A) a = 5 m/s²; T = 30 NIncorrecto. Error al restar las masas en el numerador.
• B) a = 1 m/s²; T = 20 NIncorrecto. División errónea de la masa total.
• C) a = 10 m/s²; T = 50 NIncorrecto. Aceleración equivalente a caída libre sin cuerda.
• D) a = 2 m/s²; T = 24 N¡Correcto! a = (m1 - m2)*g / (m1 + m2) = (3 - 2)10 / 5 = 2 m/s². T = m2(g + a) = 2*(10 + 2) = 24 N.

Respuesta correcta: A) -2 m/s

• A) -2 m/s¡Correcto! P_inicial = 0. M*V + m*v = 0 -> V = - (m*v)/M = - (5 * 200)/500 = -2 m/s.
• B) -20 m/sIncorrecto. Ocurriría si la masa del cañón fuera de 50 kg.
• C) -0.5 m/sIncorrecto. Inversión en el cociente de las masas.
• D) 0 m/sIncorrecto. El cañón retrocede para conservar la cantidad de movimiento total.

Respuesta correcta: B) 15.81 m/s (~56.9 km/h)

• A) 25 m/sIncorrecto. Se omitió la raíz cuadrada de v².
• B) 15.81 m/s (~56.9 km/h)¡Correcto! m*v²/r = μs*m*g -> v_max = √(μs g r) = √(0.5 10 50) = √250 = 15.81 m/s.
• C) 10 m/sIncorrecto. Cálculo incompleto dentro del radical.
• D) 50 m/sIncorrecto. Confusión con el valor del radio.

Respuesta correcta: C) 52 N

• A) 32 NIncorrecto. 32 N es sólo la fuerza centrípeta sin sumar el peso.
• B) 20 NIncorrecto. 20 N es sólo el peso estático mg.
• C) 52 N¡Correcto! T - mg = m*v²/r -> T = mg + m*v²/r = 2*10 + 2*(16)/1 = 20 + 32 = 52 N.
• D) 12 NIncorrecto. Se restó la fuerza centrípeta en lugar de sumarse al peso.

Respuesta correcta: D) 40 N

• A) 36 NIncorrecto. Se olvidó sumar la fuerza de fricción del bloque B.
• B) 60 NIncorrecto. Sería la fuerza sin considerar la aceleración proporcional del sistema.
• C) 10 NIncorrecto. Corresponde sólo a la fricción del bloque A.
• D) 40 N¡Correcto! a = (100 - 10)/10 = 9 m/s². Para B: F_AB - fk_B = mB*a -> F_AB = 4*(9) + 4 = 40 N.

Respuesta correcta: A) Fuerza centrífuga y Fuerza de Coriolis

• A) Fuerza centrífuga y Fuerza de Coriolis¡Correcto! En marcos rotatorios no inerciales se introducen las fuerzas inerciales ficticias centrífuga y de Coriolis.
• B) Fuerza gravitatoria y Fuerza normalIncorrecto. La gravedad y la normal son fuerzas reales de interacción.
• C) Fuerza nuclear fuerte y débilIncorrecto. Son interacciones subatómicas fundamentales.
• D) Fuerza electromagnética y de tensiónIncorrecto. Son fuerzas reales de interacción.

Respuesta correcta: B) v' = v / 2 y T' = 8 * T

• A) v' = 4 v y T' = T / 2Incorrecto. A mayor distancia la velocidad disminuye y el periodo aumenta.
• B) v' = v / 2 y T' = 8 * T¡Correcto! v' = √(GM / 4r) = v / 2. De la 3ª Ley de Kepler T² ∝ r³, T' = √(4³) T = 8 T.
• C) v' = v y T' = 4 TIncorrecto. La velocidad orbital varía inversamente con la raíz del radio.
• D) v' = v / 4 y T' = 2 TIncorrecto. Violación de la Tercera Ley de Kepler.

Respuesta correcta: C) La componente horizontal de la cantidad de movimiento total del sistema cuña-bloque

• A) La energía cinética del bloque únicamenteIncorrecto. Hay transferencia de energía entre bloque y cuña.
• B) La aceleración vertical del centro de masasIncorrecto. El centro de masas acelera verticalmente.
• C) La componente horizontal de la cantidad de movimiento total del sistema cuña-bloque¡Correcto! Al no haber fuerzas externas horizontales, Px_total permanece constante.
• D) La fuerza normal de la mesa sobre la cuñaIncorrecto. La normal varía dinámicamente durante el movimiento.

Respuesta correcta: D) No, porque siempre se requiere una componente vertical de la tensión para equilibrar el peso de la cuerda

• A) Sí, si la masa de la cuerda es superior a 100 kgIncorrecto. A mayor masa, mayor la deflexión vertical por peso.
• B) Sí, si la tensión T es exactamente igual al peso mgIncorrecto. T = mg sostendría una cuerda colgada verticalmente.
• C) No, debido a la fricción del aireIncorrecto. La causa es el equilibrio gravitatorio vertical.
• D) No, porque siempre se requiere una componente vertical de la tensión para equilibrar el peso de la cuerda¡Correcto! T*sin(θ) = mg. Si θ = 0°, sin(0°)=0, requiriendo T infinita imposible.