03 examen mecánica

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NOTA: La evaluación consta de dos (2) puntos, cada uno de igual valor. Donde sea necesario, se deben realizar todos los procedimientos 
matemáticos, las respuestas deben ser simplificadas, justificadas y expresadas en función de cantidades dadas y/o conocidas. LA 
INTERPRETACION DE LOS ENUNCIADOS ES PARTE INTEGRAL DE LA EVALUACION 
 
1) Responda y/o resuelva cada una de las situaciones descritas a continuación. Por favor responda cada pregunta por 
separado 
 
a) Un disco que se encuentra sobre un plano vertical, gira en torno a su eje. Justificando completamente cada respuesta, 
diga si todos los puntos del disco tienen: (i) la misma rapidez angular y (ii) la misma rapidez lineal 
 
 
 
 
 
 
b) Considere el péndulo cónico de la figura, donde la esferita se mueve en el mismo plano horizontal (i) Haga el diagrama 
de cuerpo libre para la esferita (ii) ¿Qué tipo de movimiento tiene la esferita? Justifique completamente su respuesta. 
(iii) ¿Se conserva el momento angular de la esferita? Justifique completamente su respuesta. 
 
 
 
 
c) Dos cilindros, uno sólido y el otro hueco, giran con la misma velocidad angular alrededor de su eje que pasa por el 
centro. Sabiendo que los dos cilindros tienen la misma masa y el mismo radio, ¿cuál cilindro tiene mayor momento 
angular respecto a un punto sobre el eje de rotación? Sin utilizar la tabla de radios de giro, justifique completamente 
su respuesta (No se admiten fórmulas) 
 
 
 
 
 
Los numerales (d) y (e) se refieren a la siguiente información: Una partícula que se lanza desde la superficie de la Tierra, con 
cierta velocidad, pasa por el punto A y luego por la altura máxima en B 
d) (i) En el punto A, dibuje los vectores velocidad y aceleración de la partícula. (ii) Descomponga gráficamente el vector 
aceleración, en sus componentes tangencial y normal. (iii) Diga el 
significado físico de cada componente y el signo de cada una 
justificando su respuesta 
 
 
 
 
 
 
 
e) (i) Respecto al punto de lanzamiento, dibuje los vectores posición y velocidad de la partícula en B. (ii) Descomponga 
gráficamente el vector velocidad, en sus componentes radial y tranversal. (iii) Diga el significado de cada componente 
 
 
 
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 
INSTITUTO DE FÍSICA 
 
Examen 3 de Física Mecánica 
 
NOMBRE____________________________CEDULA____________ 
 
2) Una bola de acero, de masa 𝑚, se deja caer desde el punto A que se encuentra a una altura ℎ, como se muestra en la 
figura. La bolita entra a un bucle liso de radio 𝑅, en el punto B y luego de dar un giro completo sale por el punto C. 
a) (i) ¿Bajo qué modelo de cuerpo se debe tratar la bolita?¿Por qué? (ii) ¿ Cuáles fuerzas actúan sobre la bolita en cada 
trayecto? (iii) ¿Cuáles fuerzas realizan trabajo? Explique (iv) Mediante el teorema del trabajo y la energía, halle la 
velocidad con la cual la bolita entra al bucle en el punto B 
b) Haga el diagrama de cuerpo libre para la bolita en la posición mostrada dentro del bucle y plantee las respectivas 
ecuaciones de movimiento 
c) (i) Halle la rapidez angular y la magnitud de la normal en función del ángulo que forma la horizontal con la dirección 
radial (ii) Halle en la parte más alta del bucle, la rapidez mínima que le permite a la bolita dar el giro completo dentro 
del bucle 
d) Calcule el valor de las cantidades obtenidas en los numerales (a) y (c) sabiendo que 𝑚 = 20 𝑔, ℎ = 60 𝑐𝑚 y 𝑅 =
0.2 𝑚 
 
OBS: Los cálculos numéricos se hacen en el numeral d. En el resto de numerales, los cálculos son simbólicos. SI hace 
uso de los valores numéricos antes del numeral d, ocasionara pérdida de puntos en el numeral. 
 
 
 
 
 SOLUCION