Ejercicio A.2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2021

Tema: Campo gravitatorio · Del examen Extraordinaria Titular (2021)

Enunciado

A.2. a) Discuta razonadamente la veracidad de las siguientes frases:

i)

«El trabajo realizado por una fuerza conservativa para desplazar un cuerpo es nulo si la trayectoria es cerrada».

Verdadera

Falsa

ii)

«En el descenso de un objeto por un plano inclinado con rozamiento, la disminución de su energía potencial se corresponde con el aumento de su energía cinética».

Verdadera

Falsa

b) Un objeto de 2 kg2\text{ kg}, inicialmente en reposo, asciende por un plano inclinado de 30∘30^\circ respecto a la horizontal debido a la acción de una fuerza de 30 N30\text{ N} paralela a dicho plano. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0,10{,}1.

i)

Dibuje todas las fuerzas que actúan sobre el objeto y calcule sus módulos.

ii)

Mediante consideraciones energéticas, determine la variación de energía cinética, potencial y mecánica cuando el objeto ha ascendido una altura de 1,5 m1{,}5\text{ m}.

Dato: g=9,8 m s−2g = 9{,}8\text{ m s}^{-2}

Enunciado: Ejercicio A.2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2021

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) i) «El trabajo realizado por una fuerza conservativa para desplazar un cuerpo es nulo si la trayectoria es cerrada».

Solución: Verdadera

Justificación a.i

Solución: Verdadera. Una fuerza es conservativa si el trabajo que realiza a lo largo de una trayectoria cerrada es nulo (o bien depende solo de los puntos inicial y final, W=−ΔEpW = -\Delta E_p).

a) ii) «En el descenso de un objeto por un plano inclinado con rozamiento, la disminución de su energía potencial se corresponde con el aumento de su energía cinética».

Solución: Falsa

Justificación a.ii

Solución: Falsa. Al existir fuerza de rozamiento (fuerza no conservativa), parte de la energía potencial se disipa en forma de calor (Wnc=ΔEm<0W_{\text{nc}} = \Delta E_m < 0), por lo que el aumento de energía cinética es menor que la disminución de energía potencial.

b) i) Dibuje todas las fuerzas que actúan sobre el objeto

Solución: Diagrama del bloque sobre el plano inclinado a 30∘30^\circ: - Peso P⃗\vec{P}: vertical hacia abajo, con origen en el centro de gravedad del bloque. - Fuerza normal N⃗\vec{N}: perpendicular al plano inclinado y dirigida hacia afuera de la superficie. - Fuerza aplicada F⃗\vec{F}: paralela al plano inclinado y dirigida hacia arriba (en el sentido del movimiento). - Fuerza de rozamiento F⃗r\vec{F}_r: paralela al plano inclinado y dirigida hacia abajo (opuesta al avance del bloque).

Módulo del peso PP

Solución: 19,619{,}6 N

Las soluciones de los 5 apartados que faltan y la explicación paso a paso son Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Ejercicio A.1 · Extraordinaria Titular 2021 · Ejercicio A.1 · Ordinaria Reserva 2021 ›

Más ejercicios de Campo gravitatorio