MULTIPLE CHOICE.  Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question.

1) A ball can be rolled down one of four different ramps, as shown below. The final elevation loss ofeach of the ramps is the same. Neglecting friction, for which ramp will the speed of the ball be thehighest at the bottom?

A) The speed of the ball will be the same for all ramps.B) Ramp XC) Ramp YD) Ramp Z

1)

2) A block slides down a frictionless inclined ramp. If the ramp angle is 17.0° and the length of it is30.0 m, find the speed of the block as it reaches the end of the ramp, assuming it started slidingfrom rest at the top.

A) 13.1 m/s B) 172 m/s C) 9.26 m/s D) 24.0 m/s

2)

3) A 1000.0 kg car experiences a net force of 9500 Nwhile decelerating from 30.0 m/s to 23.4 m/s.How far does it travel while slowing down?

A) 20 m B) 22 m C) 19 m D) 17 m

3)

4) A 10.0 kg block on a table is connected by a string to a 63 kg mass, which is hanging over the edgeof the table. Assuming that frictional forces may be neglected, what is the magnitude ofacceleration of the 10.0 kg block when the other block is released? (See the figure.)

A) 7.5 m/s2 B) 9.0 m/s2 C) 8.1 m/s2 D) 8.5 m/s2

4)

5) A massless spring hangs from the ceiling. How much does its potential energy increase, if a28.8-kg mass is attached to it? The spring constant is 4800 N/m.

A) 8.3 J B) 17 kJ C) 8.3 kJ D) 17 J

5)

6) Joe and Bill throw identical balls vertically upward. Joe throws his ball with an initial speed oftwice as high as Billʹs ball. The maximum height of Joeʹs ball will be

A) eight times that of Billʹs ball.B) roughly 1.3 times that of Billʹs ball.C) four times that of Billʹs ball.D) two times that of Billʹs ball.E) equal to that of Billʹs ball.

6)

1

7) Two cyclists, who weigh the same and have identical bicycles, ride up the same mountain, bothstarting at the same time. Joe rides straight up the mountain, and Bob rides up the longer road thathas a lower grade. Joe gets to the top before Bob. Which statement is true?

A) Ignoring friction and wind resistance, the average power exerted by Bob and Joe was thesame, but Joe exerted more work in getting there.

B) Ignoring friction and wind resistance, the amount of work done by Joe is greater than theamount of work done by Bob, and the average power exerted by Joe is greater than that ofBob.

C) Ignoring friction and wind resistance, Bob and Joe exerted the same amount of work, and theaverage power of each cyclist was also the same.

D) Ignoring friction and wind resistance, the amount of work done by Joe is equal to the amountof work done by Bob, but the average power exerted by Joe is greater than that of Bob.

7)

8) Calculate the impulse associated with a force of 4.5 N that lasts for 1.4 s.A) 6.3 kg· m/s B) 6.9 kg· m/s C) 5.7 kg·m/s D) 5.0 kg· m/s

8)

9) You are standing on a skateboard, initially at rest. A friend throws a very heavy ball toward you.You can either catch the object or deflect the object back toward your friend (such that it movesaway from you with the same speed as it was originally thrown). What should you do in order tomaximize your speed on the skateboard?

A) deflect the ball backB) catch the ballC) Your final speed on the skateboard will be the same regardless whether you catch the ball or

deflect the ball.

9)

10) A block starts from rest at the top of a 31.0° inclined plane and encounters a spring, of constant3.4 kN/m, rigidly attached to the plane. If the blockʹs mass is 33.0 kg and it compresses the springby 37.0 cm, find the distance the block travelled before it encountered the spring.

A) 137 cm B) 1.0 m C) 74 m D) 82.6 cm

10)

11) A block is at rest on a rough incline as shown.

The frictional force acting on the block, along the incline, isA) equal to the weight of the block. B) zero.C) less than the weight of the block. D) greater than the weight of the block.

11)

12) A child pulls on a wagon with a force of 75 N. If the wagon moves a total of 42 m  in 3 min, what isthe average power generated by the child, in watts?

A) 22 W B) 18 W C) 24 W D) 27 W

12)

2

13) In the figure, determine the character of the collision. The masses of the blocks, and the velocitiesbefore and after are given. The collision is:

A) partially inelastic.B) perfectly elastic.C) completely inelastic.D) characterized by an increase in kinetic energy.E) not possible because momentum is not conserved.

13)

14) Calculate the kinetic energy of a 0.300 kg baseball thrown at a velocity of 44 m/s.A) 290 J B) 510 J C) 580 J D) 440 J

14)

15) Two unequal masses M and m are connected by a light cord passing over a pulley of negligiblemass. When released, the system accelerates. Friction is negligible.

Which figure below gives  the correct free-body force diagrams for the two masses in the movingsystem?

A) B)

15)

3

C) D)

16) A person stands on the edge of a cliff. She throws three identical rocks with the same speed. RockX is thrown vertically upward, rock Y is thrown horizontally, and rock Z is thrown verticallydownward. Assuming the elevation loss of the three rocks is the same (the base of the cliff is flat),which rock hits the ground with the highest speed?

A) They all hit the ground with the same speed.B) Rock XC) Rock YD) Rock Z

16)

17) A spring stretches by 21.0 cm when a 135 N object is attached. What is the weight of a fish thatwould stretch the spring by 44.9 cm?

A) 63 N B) 289 N C) 405 N D) 176 N

17)

18) An object attached to a spring is pulled across a frictionless surface. If the spring constant is45 N/m and the spring is stretched by 0.88 m when the object is accelerating at 1.4 m/s2, what is themass of the object?

A) 36 kg B) 24 kg C) 31 kg D) 28 kg

18)

19) A container explodes and breaks into three fragments that fly off 120° apart from each other, withmass ratios 1:4:2. If the first piece flies off with a speed of 6.0 m/s, what is the speed of the othertwo fragments? (All fragments are in the plane.)

A) 1.5 and 0.9 m/s B) 1.5 and 3.0 m/s C) 1.0 and 3.0 m/s D) 0.9 and 3.0 m/s

19)

20) Two friends are standing on opposite ends of a canoe. The canoe is initially at rest with respect tothe lake. The person on the right throws a very massive ball to the left, and the person on the leftcatches it. After the ball is caught (ignoring friction between the canoe and the water), the canoe is

A) moving to the right. B) moving to the left. C) stationary.

20)

21) A 1200 kg car moving at 15.6 m/s collides with a stationary car of mass 1500 kg. If the two vehicleslock together, what is their combined velocity immediately after the collision?

A) 5.5 m/s B) 8.6 m/s C) 6.9 m/s D) 12.1 m/s

21)

4

22) An 8 g bullet is shot into a 4.0 kg block, at rest on a frictionless horizontal surface. The bulletremains lodged in the block.  The block moves into a spring and compresses it by 3.7 cm. The forceconstant of the spring is 2500 N/m. In the figure, the initial velocity of the bullet is closest to:

A) 460 m/s B) 440 m/s C) 480 m/s D) 520 m/s E) 500 m/s

22)

23) A child does 350 J of work while pulling a box from the ground up to his tree house with a rope.The tree house is 8.4 m above the ground. What is the mass of the box?

A) 2.6 kg B) 4.3 kg C) 3.9 kg D) 3.2 kg

23)

24) Two pendulums of equal length l = 0.45 m are suspended from the same point. The pendulumbobs are steel spheres. The first bob is drawn back to make a 35° angle with the vertical. If the firstbob has mass 0.25 kg and the second has mass 0.85 kg, how high will the second bob rise above itsinitial position when struck elastically by the first bob after it is released?

A) 1.4 cm B) 1.7 cm C) 2.3 cm D) 2.0 cm

24)

SHORT ANSWER.  Write the word or phrase that best completes each statement or answers the question.

25) Describe the energy transfers that take place as you use a slingshot to shoot a rock into theair, it rises to a peak, then falls, and finally hits the ground and stops without bouncing.

25)

26) A cannon recoils after it fires a shell. If you measure the range of the shell, can you find theenergy released by the gunpowder?

26)

27) A rubber ball is dropped from a height h above the ground. Describe the motion of the ballfor many bounces if the collision is completely elastic.

27)

5

Answer KeyTestname: 201_SUMMER2009_2_V2

1) A2) A3) C4) D5) A6) C7) D8) A9) A10) B11) C12) B13) C14) A15) B16) A17) B18) D19) B20) C21) C22) A23) B24) B25) Chemical energy in your muscles is transformed into elastic potential energy as you stretch the slingshot; the elastic

potential energy changes to kinetic energy of the rock as the sling is released; the rock’s kinetic energy graduallychanges to gravitational potential energy as it rises and stops at its peak; the gravitational potential energy istransformed back into kinetic energy as the rock falls; the rock’s kinetic energy changes to heat in the ground and therock itself, once the rock hits the ground and stops.

26) No. During the same time it takes the shell to clear the barrel of the cannon, there are frictional forces acting on it.These are external to the components of the explosion.

27) If the collision is completely elastic, the ball will continue to bounce to the same height h after every bounce, forever. Itshould be noted that this is not completely realistic, which implies that the collisions are not 100% elastic in real life.

6