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Física Undécimo Grado

1. Calcula la energía cinética de una persona de 70 kg de masa cuando se mueve a 5 m/s.

2. Un coche circula a una velocidad de 72 km/h y tiene una masa de 500 kg. ¿Cuánta energía cinética posee?

3. Se lanzan dos pelotas de igual masa, pero una con el doble de velocidad que la otra. ¿Cuál poseerá mayor energía cinética? ¿Por qué?

4. Calcula la energía potencial de un martillo de 1,5 kg de masa cuando se halla situado a una altura de 2 m sobre el suelo.

5. Se sitúan dos bolas de igual tamaño pero una de madera y la otra de acero, a la misma altura sobre el suelo. ¿Cuál de las dos tendrá mayor energía potencial?

6. Se sube en un ascensor una carga de 2 T (1 T = 1000 kg) hasta el 6º piso de un edificio. La altura de cada piso es de 2,5 metros.

7. Calcula la energía mecánica de un saltador de longitud de 75 kg de masa, cuando está en el aire a 2,5 metros sobre el suelo y con una velocidad de 9 m/s.

8. Un avión vuela con una velocidad de 720 km/h a una altura de 3 km sobre el suelo. Si la masa del avión es de 2500 kg, ¿cuánto vale su energía mecánica total?

9. Calcula la energía mecánica que tendrá una de las góndolas de una noria de 15 m de radio cuando se encuentra en su punto más alto, moviéndose a una velocidad de 3 m/s, si su masa es de 200 kg.

10. Qué trabajo se debe realizar para detener un cuerpo de 70 Kg que viaja a la velocidad de 20 m/s?

11. Qué energía cinética adquiere un cuerpo de 8 kg. al llegar al suelo si se deja caer libremente desde la altura de 100 m?

12. Qué velocidad adquiere un cuerpo de 5 kg. que viaja a la velocidad de 3m/s. cuando sobre él se realiza un trabajo de 80 julios?

13. ¿Qué trabajo se debe hacer para elevar un cuerpo de 15 kg. desde una altura de 20m hasta una altura de 30 m?

14. Un cuerpo de 6 kg. se desliza por una pista sin rozamiento, como lo indica la figura. Calcula la energía potencial, la energía cinética, la energía mecánica y la magnitud de la velocidad en los puntos A, B y C.

15. Un coche inicialmente en reposo comienza a moverse con movimiento uniformemente acelerado durante una cierta distancia y luego prosigue con velocidad constante. Dibuja la gráfica de la variación de su energía cinética

6. Un tanque está lleno de gasolina

(δ=0.7 gcm3) , calcula la presión hidrostática

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Física Undécimo Grado

HISDRSTATICA

1. Un bloque de acero de forma de paralelepípedo tiene las siguientes dimensiones: 2 cm de largo, 1.5 cm de ancho y 1 cm de alto. Calcular la presión que ejerce el bloque sobre la superficie en la cual se apoya, cuando se coloca sobre cada una de sus caras.

2. Un cubo de madera de densidad 0.65 g/cm3, ejerce una presión de 1300 N/m2 sobre la superficie en la cual se apoya. Calcula la arista del cubo.

3. Una piscina de 25 m de largo, 12 m de ancho y 1.8 m de profundidad está llena de agua. Calcular la presión que ejerce el agua sobre el fondo de la piscina

4. ¿Cuál es la presión a una profundidad de 1240 m bajo el agua de mar? ¿Qué fuerza actúa sobre una superficie de 4 m2 colocados a esta profundidad? Densidad del agua de mar 1,03g/cm3

5. ¿Cuál es la diferencia de presión en las tuberías del agua en dos pisos de un edificio si la diferencia de alturas es 8.40 m?

a 20 cm de profundidad.

7. Un hombre de 80 kg de masa está parado sobre una plataforma circular de 10 cm de radio. La plataforma se coloca sobre un fuelle lleno de agua que a su vez se comunica con un tubo vertical. ¿A qué altura sube el agua por el tubo?

8. Un submarino se hunde a una profundidad de 60 m bajo el nivel del mar. Calcula la presión hidrostática a esta profundidad.

9. En un tubo doblado en U hay mercurio y

cloroformo (δ=0.66gcm3) . Si la altura de la

columna de mercurio es 4 cm, ¿cuál será la altura de la columna de cloroformo?

1. Un gato hidráulico tiene un pistón de a) ¿Qué fracción de volumen se

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entrada de área 0.05m2 y un pistón de salida de área 0.70 m2. ¿Cuánta fuerza es necesaria en el pistón de entrada para levantar un carro que pesa 1200 N? 42 N b) 68 N c) 86 N d) 110 N e) 130 N

2. Un pistón circular de 10 cm de diámetro ¿qué presión en dinas/cm2 se requiere para levantar un auto de 1500 kg de masa?

3. En una prensa hidráulica sus cilindros tienen radios de 12 cm y 25 cm respectivamente. Si sobre el émbolo de menor área se ejerce una fuerza de 28 N, ¿qué fuerza ejerce la prensa hidráulica sobre el émbolo mayor?

4. Los cilindros de una prensa hidráulica tienen de radio 5 cm y 20 cm. ¿Qué fuerza se debe ejercer sobre el émbolo de área menor para levantar un cuerpo de 1000 kg de masa?

5. Una fuerza de 400N se aplica a un pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es de 4cm, ¿Cuál deberá ser el diámetro del pistón grande para que pueda levantar una carga de 200kg?

6. Un cuerpo de 20 cm3 de volumen se

sumergen en alcohol (δ=0.82gcm3).

¿Qué empuje experimentará?

7. Un bloque metálico pesa 176400 d en el aire y experimenta un empuje de 39200 d cuando se sumerge en el agua. ¿Cuál es el volumen y la densidad del metal?

8. Un bloque de madera de 0.58 g/cm3 de densidad y dimensiones 20 cm x 8 cm x 4 cm flota en el agua. Calcular:

encuentra sumergida?b) ¿Qué fuerza adicional se debe hacer

sobre el bloque para sumergirlo completamente?

9. Una caja de madera 25 cm x 18 cm x 6 cm flota en el agua. ¿Cuál debe ser la masa de un cuerpo que al colocarse en su interior se hunda 3 cm más (la base mayor de la caja permanece horizontal).

10. ¿Cuál debe ser la densidad de un fluido para que un cuerpo cuya densidad sea 0.68 g/cm3

flote 2/3 de su volumen?

11. Una esfera hueca, de radio interior 8 cm y radio exterior 10 cm, flota en un líquido de densidad 0.8 g/cm3 quedando la mitad de la esfera sumergida. Calcular la densidad del material que forma la esfera.

12. Las densidades del aire, helio e hidrógeno (en condiciones normales) son respectivamente: 0.00129 g/cm3, 0.000178 g/cm3 y 0.0000899 g/cm3.

a) ¿Cuál es el volumen desplazado por un dirigible lleno de hidrógeno que tiene una fuerza ascensional de 10 000 N?

b) ¿Cuál sería la fuerza ascensional si se utiliza helio en lugar de hidrógeno?

13. Un cubo de hielo flota en el agua. ¿Qué pasa con el nivel del agua cuando el hielo se derrita completamente?

14. Una balsa de 3 m x 3 m y 10 cm de gruesa, está construida de madera

(δ=0.6 gcm3) . ¿Cuántas personas de 70 kg de masa pueden permanecer de pie sobre la balsa sin humedecerse los pies cuando el agua está en calma?

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1. Una partícula oscila con M.A.S. de 20 cm de amplitud y 1.8 s de período. Calcula la elongación, velocidad y aceleración cuando ha transcurrido un tercio de período.

2. Calcula la velocidad y aceleración máxima de una partícula que posee M.A.S. de 50 cm de amplitud y 6 s de período

3. ¿Qué tiempo mínimo debe transcurrir para que una partícula que oscila con M.A.S. de 0,8 m de amplitud y realiza 0.2 oscilaciones cada segundo alcance una elongación de 0.5 m?

4. Un cuerpo oscila con M.A.S. de 16 cm de amplitud y 2.5 s de período. ¿Qué velocidad y aceleración lleva cuando se encuentra a 10 cm del punto de equilibrio?

5. Al seguir la trayectoria de un cuerpo que posee M.A.S. se observan y consignan los siguientes datos: cuando la elongación es de 8 cm su velocidad es de –2 m/s y cuando su elongación es 6 cm, la velocidad que se mide es de –4 m/s. Basado en estos datos calcular período y amplitud del movimiento

6. Calcula la velocidad máxima que adquiere una masa de 2 kg atada a un resorte de constante de elasticidad k = 4 N/m, si se desplaza 50 cm del punto de equilibrio.

ENERGIA7. Una partícula de 1 kg de masa oscila con M.A.S.

ligada horizontalmente a un resorte de constante k = 20 N/m. Si inicialmente el resorte se deforma 0.1 m, calcular:

a. Energía potencial inicial del sistema.b. La velocidad máxima de la partícula8. Una masa suspendida de un resorte oscila con

M.A.S. En el instante en que la elongación es la mitad de la amplitud, ¿qué porcentaje de energía es cinética y qué porcentaje es potencial?

9. ¿En cuál elongación una partícula que vibra con M.A.S. de 10 cm de amplitud, la energía cinética es igual a la potencial?

10. Un cuerpo de 4 kg de masa oscila ligado a un resorte dando 8 oscilaciones en 6 s. Si la amplitud del movimiento es 0.5 m, calcular:

a. La aceleración máxima del cuerpo.b. La fuerza que actúa sobre el cuerpo

cuando x = A.c. La constante de elasticidad del resorte.d. La energía cinética y potencial cuando

x = 0.2 m.e. . La energía cinética y potencial cuando

APLICACIONES11. Calcula la longitud de un péndulo que realiza

14 oscilaciones en 3 s.12. El péndulo de un reloj tiene un período de 3 s

cuando g = 9.8 m/s2. Si su longitud se agranda en 2 mm, ¿cuánto se habrá atrasado el reloj después de 24 horas?

13. El período de un péndulo de 80 cm es 1.64 s. ¿Cuál es el valor de la gravedad en el sitio donde está el péndulo?

14. ¿En cuánto varía el periodo de un péndulo de 1 m de longitud si reducimos esta longitud en sus ¾ partes?

15. Un péndulo en el polo norte tiene un período de un segundo. ¿Qué sucede cuando es traído al trópico? ¿Aumenta o disminuye su período? Si este péndulo se utiliza en la construcción de un reloj, ¿se adelanta o se atrasa?

16. Un péndulo oscila con período de 0.8 s. Si su longitud se reduce en sus ¾ partes, ¿cuál será el nuevo periodo?

17. Calcular el periodo de oscilación de una masa de 3 kg sujeta a un resorte de constante de elasticidad k = 0.8

18. N/m.19. ¿Qué masa se debe suspender a un resorte de

constante de elasticidad k = 1.25 N/m para que realice 6 oscilaciones en 18 segundos?

20. ¿Cuál es la constante de elasticidad de un resorte al cual se le liga una masa de 20 kg que oscila con frecuencia de 12 s–1?

21. Un bloque de 5 kg de masa se sujeta a un resorte y oscila con periodo de 0.1 s y energía total de 24 J. Calcular:

a. La constante de elasticidad del resorte.b. La amplitud del movimientoc. La velocidad máxima de la masa.d. La máxima aceleración.22. Un bloque de 4 kg de masa estira un resorte

16 cm cuando se suspende de él. El bloque se quita y un cuerpo de 0.5 kg se cuelga ahora del resorte. El resorte se estira y después se suelta. ¿Cuál es el período del movimiento?

23. Un cuerpo de 9 kg de masa suspendido de un resorte produce un alargamiento de 24 cm. Calcular:

a. La constante de elasticidad del resorte.b. El período de oscilación del sistema masa –

resorte.c. Si se cuadruplica la masa suspendida cuánto

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t = 0.5 s. aumenta el periodo?

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1. Un rayo de luz que se propaga en el aire entra en el agua con un ángulo de incidencia de 45º. Si el índice de refracción del agua es de 1,33, ¿cuál es el ángulo de refracción?

2. Una radiación de frecuencia f=5 x1014 s−1Se propaga en el agua. Calcular la velocidad de propagación y la longitud de onda de dicha radiación sabiendo que el índice de refracción es n=1.33

3. Una capa de aceite (n=1.45) flota sobre el agua (n=1.33).Un rayo de luz penetra dentro del aceite con una ángulo incidente de 40°.Encuéntrese el ángulo que el rayo hace en el agua

4. Un rayo luminoso que se propaga en el aire, n=1 incide sobre el agua de un estanque con un ángulo de 30°. ¿Qué ángulo forman entre sí los rayos reflejado y refractado?

5. Si el rayo luminoso se propagase desde el agua hacia el aire ¿a partir de qué valor del ángulo de incidencia se presentará el fenómeno de reflexión total? ( la reflexión total se presenta cuando el angula de refracción es igual a 90°)

Ondas estacionarias

6. Qué variación experimenta la frecuencia con que vibra una cuerda si la tensión a que está sometida se cuadruplica

7. Al reducir a la mitad la longitud de una cuerda, ¿qué sucede con la frecuencia?

8. Si simultáneamente se duplica la tensión y la longitud de una cuerda, ¿en cuánto varía la frecuencia?

9. Se desea triplicar la frecuencia de una cuerda. ¿Cuál de los siguientes procedimientos se debe realizar?

a. Triplicar la tensión.b. Reducir la longitud a la tercera parte.c. Aumentar nueve veces la tensión

10. Una cuerda tiene una masa por unidad de longitud de 0.5 g/cm. Una longitud de 80 cm y está sometida a una tensión de 4 N. ¿Cuál es la frecuencia del sonido fundamental que emite?

11. Una cuerda de 45 cm de longitud y de 0,12 gms/ cm de densidad lineal es sometida a una tensión de 3×10-8 dinas. Calcular la frecuencia fundamental y la frecuencia de cuarto armónico

12. Una cuerda de 120 cm produce un sonido cuya frecuencia es de 250 s–1. Si la longitud de la cuerda se reduce a la tercera parte, ¿qué variación experimenta la frecuencia?

13. Una cuerda sometida a una tensión de 50 N vibra con una frecuencia de 60 s–1.

¿Cuál es su nueva frecuencia, si la tensión de la cuerda se aumenta en un 20%.

14. ¿Cuál debe ser la tensión de una cuerda de 1.2 cm de longitud y de 4 x 10–2 kg/m por unidad de longitud para que emita un sonido fundamental de 60 s–1?

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