Ejercicio A2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Suplente 2024

Tema: Campo gravitatorio · Del examen Ordinaria Suplente (2024)

Enunciado

A2. a) Sobre una partícula que describe una trayectoria cerrada actúan distintas fuerzas. Razone si son verdaderos los siguientes enunciados:

i)

El trabajo de las fuerzas conservativas es mayor que cero.

ii)

El trabajo de la fuerza de rozamiento, que actúa en sentido opuesto al desplazamiento, es mayor que cero.

b) Un bloque de masa 5 kg5\text{ kg} se lanza hacia arriba con una velocidad inicial de 7 m s−17\text{ m s}^{-1} por un plano inclinado 20∘20^\circ respecto a la horizontal y sin rozamiento. El bloque asciende hasta una altura de 2 m2\text{ m} y, a continuación, se desplaza por un plano horizontal con rozamiento.

i)

Realice un esquema de las fuerzas ejercidas sobre el bloque en cada superficie.

ii)

Calcule la velocidad del bloque cuando llega al final del plano inclinado.

iii)

Calcule el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento desde el instante inicial hasta que el cuerpo se detiene.

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

Enunciado: Ejercicio A2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Suplente 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) i) Razone si es verdadero: El trabajo de las fuerzas conservativas es mayor que cero en una trayectoria cerrada.

Solución: Falso

a) ii) Razone si es verdadero: El trabajo de la fuerza de rozamiento, que actúa en sentido opuesto al desplazamiento, es mayor que cero en una trayectoria cerrada.

Solución: Falso

b) i) Realice un esquema de las fuerzas ejercidas sobre el bloque en cada superficie.

Solución: Esquema que incluya: 1. En el plano inclinado (sin rozamiento): peso P⃗\vec{P} vertical hacia abajo (con componentes Px=mgsin⁡20∘P_x = mg\sin 20^\circ paralela al plano y Py=mgcos⁡20∘P_y = mg\cos 20^\circ perpendicular) y fuerza normal N⃗\vec{N} perpendicular hacia arriba. 2. En el plano horizontal (con rozamiento): peso P⃗\vec{P} hacia abajo, normal N⃗\vec{N} hacia arriba y fuerza de rozamiento F⃗r\vec{F}_r horizontal en sentido opuesto al movimiento.

b) ii) Calcule la velocidad del bloque cuando llega al final del plano inclinado.

Solución: 3,13 m/s3{,}13\text{ m/s}

b) iii) Calcule el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento desde el instante inicial hasta que el cuerpo se detiene.

Solución: −24,5 J-24{,}5\text{ J}

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