Examen 2

Hazlo en papel, sin mirar los apuntes, en unos 50 minutos. Cuando termines, pulsa «He terminado» para ver las soluciones y ponerte la nota.

1. 1. (1 puntos)

   Una lámpara está quieta, colgada del techo de la cocina por un cable.

   a) ¿Qué fuerzas actúan sobre la lámpara? Para cada una di quién la ejerce y si es de contacto o a distancia.

   b) Dibuja la lámpara con esas fuerzas (sin escala). ¿Cómo deben ser sus flechas, teniendo en cuenta que la lámpara no se mueve?

   c) Si cortamos el cable, ¿qué fuerza deja de actuar y qué le ocurre a la lámpara?

2. 2. (1,5 puntos)

   En la práctica de la ley de Hooke, un grupo cuelga pesas de un muelle y mide su longitud:

   $F$ (N)	0	0,5	1,0	1,5	2,0
   $L$ (cm)	10,0	12,4	15,1	17,5	19,9

   a) Calcula el alargamiento $\Delta x$ en cada caso.

   b) Representa $F$ frente a $\Delta x$ en los ejes y traza la recta que mejor se ajusta a los puntos. ¿Qué relación hay entre la fuerza y el alargamiento?

   c) Calcula la constante elástica $k$ del muelle (en N/m).

   d) ¿Qué longitud tendrá el muelle si le colgamos 1,2 N?

3. 3. (1,5 puntos)

   Un coche se ha quedado sin batería en una calle de Vallecas. Dos amigos lo empujan hacia delante con fuerzas de 320 N y 280 N, mientras que el rozamiento con el suelo hace una fuerza de 450 N hacia atrás.

   a) Dibuja un esquema de las fuerzas horizontales que actúan sobre el coche.

   b) Calcula la fuerza resultante. ¿Hacia dónde actúa?

   c) Llega un tercer amigo a ayudar. ¿Con qué fuerza tiene que empujar para que la resultante sea de 300 N hacia delante?

4. 4. (1,5 puntos)

   Un paracaidista con el paracaídas abierto baja en línea recta con una velocidad constante de 5 m/s. Su peso (con el equipo) es de 850 N.

   a) ¿Cuánto vale la fuerza resultante sobre el paracaidista? Justifícalo con la primera ley de Newton.

   b) ¿Qué fuerza hace el aire sobre el paracaídas? Indica su módulo, dirección y sentido.

   c) Dibuja las fuerzas que actúan sobre el paracaidista.

   d) Un compañero dice: «Si baja, es porque el peso es mayor que la fuerza del aire». ¿Tiene razón?

5. 5. (1,5 puntos)

   En la estación de esquí de Navacerrada, Jorge tira de un trineo de 40 kg con una cuerda horizontal y una fuerza de 100 N. El rozamiento con la nieve es de 20 N.

   a) Dibuja las fuerzas horizontales que actúan sobre el trineo y calcula la fuerza resultante.

   b) Calcula la aceleración del trineo.

   c) Si el trineo partía del reposo, ¿qué velocidad tiene a los 5 s?

   d) ¿Con qué fuerza tendría que tirar Jorge para que el trineo se moviera con velocidad constante?

6. 6. (1 puntos)

   La Estación Espacial Internacional (ISS) tiene una masa de unos $4{,}2\cdot 10^{5}\ \text{kg}$ y gira alrededor de la Tierra a unos 400 km de altura.

   Datos (aproximados): masa de la Tierra, $5{,}97\cdot 10^{24}\ \text{kg}$; radio de la Tierra, $6{,}37\cdot 10^6\ \text{m}$; $G=6{,}67\cdot 10^{-11}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2$; $g=9{,}8\ \text{N/kg}$.

   a) Calcula la fuerza con la que la Tierra atrae a la ISS. (La distancia es entre los centros: suma el radio de la Tierra y la altura.)

   b) ¿Con qué fuerza atrae la ISS a la Tierra? ¿Qué ley de Newton lo explica?

   c) Calcula el peso que tendría la ISS en la superficie de la Tierra ($P=m\cdot g$). ¿Por qué la fuerza del apartado a) es algo menor?

7. 7. (1 puntos)

   En la frutería, el frutero dice: «Esta bolsa de naranjas pesa 2,5 kilos». Toma $g=9{,}8\ \text{N/kg}$.

   a) ¿Es correcta la frase desde el punto de vista de la física? ¿Qué magnitud está midiendo en realidad?

   b) Calcula el peso de la bolsa en newtons.

   c) ¿Qué instrumento mide la masa y cuál mide el peso? Si llevásemos los dos instrumentos a la Luna, ¿cuál daría un resultado distinto?

8. 8. (1 puntos)

   Nuestro antebrazo funciona como una palanca: el punto de apoyo es el codo, el bíceps tira del antebrazo a 4 cm del codo y en la mano, a 32 cm del codo, sostenemos una botella que pesa 50 N.

   a) ¿De qué género es esta palanca? Justifícalo.

   b) ¿Qué fuerza tiene que hacer el bíceps para sostener la botella con el antebrazo horizontal?

   c) Esta palanca obliga al músculo a hacer más fuerza que el peso de la botella. ¿Qué ventaja tiene entonces?