IO NAR 1-II SOLUCIO NI 201de ExamennU isi AdmTema P

Fsica

Fsica

Pregunta n. 1Se ha determinado que la velocidad de un fluido se puede expresar por la ecuacin 2P v = m + 2 BY donde Pm es la presin ma A nomtrica del fluido e Y es la altura del nivel del fluido. Si la ecuacin es dimensionalmente correcta, las magnitudes fsicas de A y B, respectivamente, son: A) B) C) D) E) densidad y aceleracin densidad y velocidad presin y aceleracin fuerza y densidad presin y fuerza1 2

Anlisis y procedimientoDebemos encontrar las frmulas dimensionales de A y B, o sea, [A] y [B]. De la ecuacin dimensionalmente correcta 2 2P v = m + 2 BY A se tiene que 2Pm A1/2

1

[v]=

=[2BY]1/2

resolucin Tema: Ecuacin dimensionalSi la ecuacin x=y+z es dimensionalmente correcta, se cumple que [x]=[y]=[z] Por lo tanto, las frmulas dimensionales de sus trminos sern iguales. Tenga presente lo siguiente. [longitud]=L [densidad]=ML 3 [velocidad]=LT 1 [aceleracin]=LT 2 [presin]=ML1 T 2

[v] =

[ 2] 2 [ Pm ] 2 [A] 21

1

1

[v] = [ 2] [B ] [ Y ]1 2

1 2

1 2

1 2

1

LT 1=(1) [ B ] L2 [B]=LT 2

LT

1

=

(1) ( ML1T 2 ) 21

1

[A] 2[A]=ML 3

respuestadensidad y aceleracin

AlternAtivA

A

1

FsicaPregunta n. 2Una partcula se lanza verticalmente hacia arriba desde el suelo y alcanza su altura mxima en 1s. Calcule el tiempo, en s, que transcurre desde que pasa por la mitad de su altura mxima hasta que vuelve a pasar por ella (g=9,81 m/s2). A) 1 D) 5 B) 2 C) E) 3 7 Empleamos la misma ecuacin para calcular h, pero por facilidad hagmoslo en el tramo de C hasta E. h = V0 (1) + 9, 81 2 9, 81 (2)2 2

h=

Reemplazando en (*) 9, 81 t2 = 9, 81 4 2 t= 2 2

resolucin Tema:(MVCL) Movimiento vertical de cada libre

Por lo tanto, el tiempo transcurrido de B a D es 2t = 2 s.

Anlisis y procedimientoGraficando lo que acontece. C vC=0 2

respuesta

t 1s h B v0 A E D

t

h/2

AlternAtivA

B

h/2

Pregunta n. 3Un ciclista decide dar una vuelta alrededor de una plaza circular en una trayectoria de radio constante R=4p metros en dos etapas: la primera media vuelta con una rapidez constante de 3pm/s, y la segunda media vuelta con una rapidez constante de 6p m/s. Calcule con qu aceleracin tangencial constante, en m/s 2 , debera realizar el mismo recorrido a partir del reposo para dar la vuelta completa en el mismo tiempo. A) 3 B) 4 C) 5

Del grfico debemos encontrar el tiempo de B hacia D, es decir, 2t. (Recuerde que los tiempos de ascenso y descenso son iguales). Para determinar t, debemos conocer h/2, ya que en el tramo de C a D podemos aplicar d = VC t + g t2 2 (*)

h t2 = 0(t) + 9, 81 2 2

D) 6 E) 7

2

Fsicaresolucin Tema:MCUV) Movimiento circunferencial (MCU y Reemplazando en (I) 2R = Pero como R=4p m 2 = aT 4 2 4 aT 2 R 22

Anlisis y procedimientoSea aT la aceleracin tangencial constante con la que el ciclista debe dar la vuelta a la plaza en un tiempo total t1+t2.

v1=3 m/s A

aT=4 m/s2

respuesta4

R=4 t1 B v2=6 m/s t2

AlternAtivA

B

Pregunta n. 4Un bloque slido de arista 10 cm y masa 2 kg se presiona contra una pared mediante un resorte de longitud natural de 60 cm como se indica en la figura. El coeficiente de friccin esttica entre el bloque y la pared es 0,8. Calcule el valor mnimo, en N/m, que debe tener la constante elstica del resorte para que el bloque se mantenga en su lugar. (g=9,81 m/s2) 60 cm

Aplicando la ecuacin del MCUV e = vt + a + t2 2 aT (t + t ) 2 2 1 2 (I)

2R = 0 ( t1 + t 2 ) +

Determinemos t1 y t2 del MCU. eA B=v1 t1 1 ( 2R ) = 3 t1 t1 = R 2 3 eB C =v2 t2 1 ( 2R ) = 6 t 2 t 2 = R 2 6 t1 + t 2 = R 2 A) B) C) D) E)

10 cm 49,05 98,10 147,15 196,20 245,25

3

Fsicaresolucin Tema: Esttica Anlisis y procedimientoEl bloque permanece en reposo, entonces la fuerza resultante (FR=0) sobre l es nula. Por otro lado, mientras disminuye el valor de la constante elstica K, disminuye la fuerza elstica, y en consecuencia, el bloque tiende a ir hacia abajo. En tal sentido, el mnimo valor de K ocurre cuando el bloque est a punto de resbalar hacia abajo. Luego, se tiene que Reemplazando (II) en (I) tenemos K mn = mg x s

Reemplazando datos K mn = (2)(9, 81) (0,1)(0, 8) N m

K mn = 245, 25

respuesta245,25

AlternAtivAmg fN Fe=Kmnx

e

Pregunta n. 5Utilizando el periodo de la Tierra (1 ao), el radio medio de su rbita (1,51011 m) y el valor de G=6,6710 11 N m2/kg2, calcule aproximadamente, la masa del Sol en 1030 kg. A) B) C) D) E) 1 2 3 4 5

fS(mx) x=0,1 m En la horizontal se tiene que

SF()=SF()Kmnx=fN K mn = fN x (I)

resolucin Tema: Gravitacin - Dinmica circunferencialTodo planeta, alrededor del Sol, realiza un movimiento peridico. Considere que el planeta describe una trayectoria circunferencial, cuyo periodo (T) ser el siguiente.

En la vertical se tiene que

SF( )=SF( )fs(mx)=mg Entonces ms fN=mg

Luego fN = mg s (II)

M

FG R

m

4

FsicaFG: Fuerza gravitacional R : Radio medio 2 T= (f) M= Despejando la masa del Sol (M) se tiene que 4 2R3 T 2G (I)

Pero del movimiento cincunferencial se tiene que acp=w2R g=w2R Por formula tenemos

De acuerdo a los datos tenemos R=1,51011 m G=6,6710 11 N m2/kg2 p=3,14 Tambin

GM R2

= 2R

T=1 ao 360 das 24 h 3600 s T = 1 ao 1 ao 1 da 1 h T=31 104 000 s

=

GM R3

(b)

Reemplazando (b) en (f) En (I) tenemos R3 GM 4(3,14)2 (1, 5 1011 )3 (31 104 000)2 (6, 67 10 11 ) 1, 33 10 35 64529, 5

T = 2

; T: periodo.

M=

Anlisis y procedimientoEn el problema m R M

M=

M=2,061030 kg Entonces

M 21030 kg

Se conoce que

respuesta2 R GM3

T = 2

AlternAtivA

B

5

FsicaPREGUNTA N. 6Una piedra es lanzada verticalmente hacia arriba con una energa cintica de 25 J, a partir de un punto A, sube hasta un punto B y regresa al punto de lanzamiento. En el punto B la energa potencial de la piedra (con respecto al punto A) es de 20 J. Considerando el punto A como punto de referencia para la energa potencial, se hacen las siguientes proposiciones: I. La energa mecnica total de la piedra en el punto A es de 25 J y en B es de 20 J. II. Durante el ascenso de la piedra, la fuerza de resistencia del aire realiz un trabajo de 5 J. III. En el trayecto de ida y vuelta de la piedra el trabajo de la fuerza de resistencia del aire es nulo. Seale la alternativa que presenta la secuencia correcta luego de determinar si la proposicin es verdadera (V) o falsa (F). A) VVF D) FFV B) VFV C) VFF E) FVF De acuerdo a la informacin dada, tenemos vB=0 B EPgB=20 J Aunque el enunciado no lo dice de manera explcita, debemos asumir que en B la piedra alcanz su altura mxima. vB=0 ECA=25 J

N. R.

A

vA

I)

Verdadero EM(A)=EC(A)+EPg(A) =25+0 =25 J

II) Verdadero Faire v Fg

Resolucin Tema: Energa mecnica Anlisis y procedimientoSe debe tener presente que, respecto a un nivel de referencia (N.R.) determinado, la energa mecnica [EM] para un cuerpo en una posicin cualquiera se determina como v m hN. R.

De la relacin entre el trabajo y la variacin de la energa mecnica, planteamos E M = W F Fg ; Fe

Aire EM ( B) EM ( A) = WA B

F

EC ( B) + E Pg ( B) EC ( A) + E Pg ( A) Faire [0 + 20] [ 25 + 0] = WA B

EM=EC+EPg = 1 mv 2 + mgh 2

aire WA B = 5 J

F

6

FsicaIII. Falso Si asumimos que el mdulo de la fuerza del aire es constante, en el trayecto de ida y vuelta esta fuerza estara en todo momento en contra del movimiento. Por lo tanto,

Resolucin Tema: ChoquesLa energa cintica (E C ) y la cantidad de movimiento (p) son dos magnitudes que nos permiten caracterizar el movimiento de un cuerpo. Mientras la primera es una magnitud escalar, la segunda es vectorial.

Fg

Faire

Anlisis y procedimientoI. Faireaire aire WA B A = 2WA B

Falso Para una partcula en movimiento v [m] mv2 2 P=mv ; EC= mV P = mV ; EC = 2 2 P2 2 EC = p EC = 2m 2m Segn la proposicin EC =EC1

Fg

F

F

=2[ 5] =10 JNota En un caso general, si el mdulo de la fuerza del aire es variable, de igual forma su trabajo no sera nulo en un tramo de ida y vuelta, ya que se trata de una fuerza disipativa similar a la fuerza de rozamiento.

RespuestaVVF

2

2 p1 p2 = 2 2m1 2m2

AlternAtivA

A P1 =

m1 P2 m2

PREGUNTA N. 7Indique la secuencia correcta luego de determinar si la proposicin es verdadera (V) o falsa (F). I. Si dos partculas de diferentes masas tienen la misma energa cintica entonces los mdulos de sus cantidades de movimiento son iguales. II. Si dos objetos de masas finitas, que estn sobre una mesa lisa horizontal colisionan, y uno de ellos est inicialmente en reposos es posible que ambos queden en reposo luego de la colisin. III. Luego de una colisin totalmente elstica entre dos partculas, la energa cintica total del sistema cambia. A) VVV D) FVV B) VVF C) VFV E) FFF De esta ltima ecuacin, como en la proposicin se indica que las partculas son de diferentes masas (m1 m2) P1 P2

II. Falso Segn el enunciado del problema, el choque se dara del siguiente modo. v01 v02=0liso un instante antes del choque

vf1=0

vf2=0

un instante despus del choque

7

Pero sabemos que en todo choque la p conserva

sis

Fsicase estn a mayor temperatura hacia los cuerpos de menor temperatura. El flujo de calor termina cuando el sistema alcanza el equilibrio trmico, o sea, cuando todos los cuerpos alcanzan la misma temperatura.

p0

sis

= pF

sis

m1 ( + V01 ) = 0 contradiccin ! Esto indica que despus del choque por lo menos uno de ellos se mueve. Por lo tanto, lo planteado en la proposicin es falso.

}

Anlisis y procedimientoSegn el enunciado del problemasolucin de calor especfico Cex

III. Falso Por definicin, en un choque totalmente elstico, la energa cintica total del sistema no cambia, es decir, se conserva.

Al

Cu

Pb

Se asume que el recipiente es de capacidad calorfica desprecialble

RespuestaFFF T0Al=T0Cu=T0Pb=100 C ; T0sol=0 C

AlternAtivA

e

La interaccin trmica se da segnCu pierde

Q

PREGUNTA N. 8Una masa de aluminio de 0,1 kg, una de cobre de 0,2 kg y otra de plomo de 0,3 kg, se encuentran a la temperatura de 100 C. Se introducen en 2 kg de una solucin desconocida a la temperatura de 0 C. Si la temperatura final de equilibrio es de 20 C, determine el calor especfico de la solucin en J/kg C. (CAl=910 J/kg C, CCu=390 J/kg C, CPb=130 J/kg C) A) 186 D) 326 B) 266 C) 286 E) 416

Q

Sol gana

Q Teq=20 C

Al pierde

0 C

100 CPb pierde

Q

Por conservacin de la energa Qganados= Qperdidos Qsol = QAl + QCu + QPb gana pierde pierde pierde Ahora, el calor asociado al cambio de temperatura de una sustancia, conocido como calor sensible, se determina como Q=Cem|T| (CemT)(sol)=(CemT)(Al) + (CemT)(Cu) + (CemT)(Pb)

Resolucin Tema: Fenmenos trmicosCuando se ponen en contacto cuerpos que presentan distintas temperaturas, el calor fluye en forma espontnea desde los cuerpos que

8

FsicaReemplazando valores Ce x (2)(20)=(910)(0,1)(80)+(390)(0,2) (80)+(130)(0,3)(80) Ce = 416 x J KgC

Anlisis y procedimientoEn la grfica presin versus volumen (P V) se deduce que Q1 y Q2 representan los calores en los procesos A B y B C, respectivamente. Adems Q3 representa el calor que la mquina disipa en el ciclo y que corresponde al proceso C A. P

Respuesta416

AlternAtivA

e

Q1=120 J

B

Q2=200 J

PREGUNTA N. 9En la grfica P versus V se muestra el ciclo termodinmico que sigue una mquina trmica. Si Q1=120 J, Q2=200 J y Q3=180 J son los calores usados en cada proceso, determine aproximadamente la eficiencia de la mquina trmica. P B Q 1 A

A Q3=180 J C

V Ahora hagamos el esquema simplificado de la mquina trmica. TA Qabs=Q1+Q2M.T.

Q2 C V

Q3

W

Qdis=Q3 TB La eficiencia de la mquina trmica se calcula as: W (I) n= 100% Qabs El calor absorbido por el gas en el ciclo es Qabs=Q1+Q2=120+200 Qabs=320 J (II)

A) 25,8% D) 43,8%

B) 33,8%

C) 40,8% E) 65,8%

Resolucin Tema: Mquina trmicaUna mquina trmica (M.T.) permite transformar el calor, que es una forma de energa, en energa mecnica a travs del trabajo mecnico que desarrolla. Por la segunda ley de la termodinmica se sabe que una M.T. no puede transformar todo el calor en trabajo, es decir, no puede ser 100% eficiente. Por lo que determinar su eficiencia nos permite conocer qu tanto del calor recibido por la M.T. es transformado en trabajo til.

Luego, por la conservacin de la energa, se cumple que Qabs=W+Qdisip 320=W+180 W=140 J (III)

9

FsicaReemplazando (III) y (II) en (I) 140 n= 100% 320 n=43,75% 43,8%

Anlisis y procedimientoConsideremos que el conductor mencionado sea una esfera con carga elctrica Q. Q E

Respuesta43,8%

R

AlternAtivA

D

El mdulo del campo elctrico en la superficie del conductor se calcula de la siguiente manera. E= KQ R2

PREGUNTA N. 10Un conductor tiene una densidad de carga superficial de 1,2 nC/m2. Halle el mdulo del campo elctrico, en N/C, sobre la superficie del conductor. (0=8,851012 C2/N m2, 1 nC=10 9 C) A) 125,6 D) 155,6 B) 135,6 C) 145,6 E) 165,6

, donde K =

1 4 0

E=

Q 4 0 R 2

=

(4 R 2 ) 0

Q

Adems, el rea superficial de la esfera es A=4 R2 Q Q 1 = = A 0 A 0 0

E=

Resolucin Tema: Campo elctricoLa densidad de carga superficial de un conductor es una magnitud fsica que mide la distribucin de la carga elctrica en toda el rea superficial del conductor. Matemticamente se calcula as: = Q A

(Esta ecuacin es vlida en general para todo conductor. Para nuestro caso hemos considerado una esfera) Al reemplazar valores tenemos que E= 1, 2 10 9 8, 85 10 12 N C

E=135,6

Q: carga elctrica A: rea superficial Tenga presente que cuando todo conductor se electriza, solo lo hace de manera superficial.

Respuesta135,6

AlternAtivA

B

10

FsicaPREGUNTA N. 11Considere el circuito de la figura I2 R2 Luego, para los resistores en paralelo tenemos que I1 R1=I2 R2 (10 mA)2=(40 mA)R2 R2=0,5 I I1 R1

Respuesta0,5

Si I=50 mA, I1=10 mA, R1=2 , entonces R2, en , es: A) 0,3 D) 0,6 B) 0,4 C) 0,5 E) 0,7

AlternAtivA

C

Resolucin Tema: Circuitos elctricosConexin de resistores en paralelo R2 I a I1 I2 b

PREGUNTA N. 12Una espira rectangular metlica penetra en una regin donde existe un campo magntico B uniforme y pasa sucesivamente (bajando) por las posiciones (1), (2) y (3) mostradas en la figura. Con respecto a este proceso se dan las siguientes proposiciones: B (1) (2)

R1 Los resistores estn a igual diferencia de potencial. Se cumple que Nudo a Vab I=i1+i2

regin

(3)

i1 R1=i2 R2

I.

Anlisis y procedimientoNos piden R2. R2 I2 I1=10 mA R1=2

a I=50 mA En el nudo a I=I1+I2

b

Cuando la espira est pasando por la posicin (1) el flujo magntico a travs de ella est disminuyendo. II. Cuando la espira est pasando por la posicin (2) la corriente inducida aumenta. III. Cuando la espira est pasando por la posicin (3) la corriente inducida circula en sentido horario. Seale la alternativa que presenta la secuencia correcta despus de determinar si la proposicin es verdadera (V) o falsa (F). A) FVF D) FFV B) FVV C) VFV E) VVF

50 mA=10 mA+I2 I2=40 mA

11

FsicaResolucin Tema: Regla de LenzCuando el flujo magntico a travs de una espira conductora vara, en esta se induce una corriente elctrica (Iind), tal que el campo magntico asociado a Iind se opone a la variacin del flujo magntico. Por ejemplo Bext Bext II. Falso La espira est completamente dentro del campo magntico. Esto implica que el flujo magntico a travs de la espira no cambia (f=0). ind = =0 t Segn la ley de Ohm: ind = I ind R 0

Iind=0 III. Verdadero La espira est saliendo del campo magntico. Bino Iind Bext BindRMD

RMD

El flujo magntico, a travs de la espira, aumenta; por lo tanto, el flujo magntico inducido del plano sale del plano de la espira.

Iind

Anlisis y procedimientoExaminemos la situacin.

Entonces el flujo magntico inducido es entrante y, por la regla de la mano derecha, la corriente inducida es en sentido horario.

RespuestaFFV

B

(1)

AlternAtivA

D

(2)

PREGUNTA N. 13Con respecto a las ondas electromagnticas (OEM) se hacen las siguientes afirmaciones: I. En el vaco, la rapidez de propagacin de una OEM no depende de la frecuencia de propagacin de la onda. II. Una OEM se puede producir por la desaceleracin de cargas elctricas. III. Las OEM son ondas longitudinales. De estas afirmaciones son ciertas: A) solo I D) I y III B) solo II C) I y II E) I, II y III

(3)

I.

Falso A medida que la espira desciende, el nmero de lneas de induccin magntica a travs de esta aumenta. Por lo tanto, el flujo magntico a travs de la espira aumenta.

12

FsicaResolucin Tema: Ondas electromagnticas (OEM)E

PREGUNTA N. 14Un joven usa un espejo esfrico cncavo de 20 cm de radio de curvatura para afeitarse; si pone su rostro a 8 cm del vrtice del espejo, halle el aumento de su imagen. A) B) C) D) E) 2 3 4 5 6

B qpartcula con aceleracin

vOEM

Resolucin Tema: ptica geomtrica - Espejos esfricosCuando un portador de carga experimenta aceleracin, se genera una onda electromagntica, la cual es transversal y est formada por dos campos ( E y B) oscilantes mutuamente perpendiculares.

Anlisis y procedimientoGraficando el problemaimagen objeto

Anlisis y procedimientoI. Verdadero En el vaco, las OEM se propagan a la rapidez de la luz, cuyo valor es c=3108 m/s. Adems se tiene que c= f Dado que c es constante, la rapidez de propagacin de la OEM no depende de la frecuencia (f ). II. Verdadero Las OEM se producen cuando las partculas electrizadas experimentan aceleracin. III. Falso Las OEM son transversales. C R F f V i

i: Distancia de la imagen : Distancia del objeto; =8 cm f: Distancia focal R: Radio de curvatura Piden el aumento, el cual viene definido por lo siguiente.A= i i A= 8

(I)

RespuestaI y II

Podemos determinar la distancia imagen i a travs de la ecuacin

AlternAtivA

C

1 1 1 = + f i

(II)

13

FsicaAhora f lo obtenemos a partir de R f= f = +10 cm 2 Reemplazando en la ecuacin (II) 1 1 1 = + i = 40 cm ( +10 ) i ( +8 ) i= 40 cm Luego en la ecuacin (I) A=

Resolucin Tema: Efecto fotoelctrico Anlisis y procedimientoCuando la luz incide sobre una placa metlica E0Electrn emitido (fotoelectrn)

( 40 )8

Para el efecto fotoelctrico Eo=f+ECM Donde Eo=energa incidente, energa que transporta el fotn f= funcin trabajo, que depende del material. ECM=energa cintica mxima de los fotoelectrones

A=+5

Respuesta5

AlternAtivA

D

El problema nos indica que la longitud de onda incidente es la misma para ambas placas, por lo tanto, la energa incidente Eo es la misma. Entonces

PREGUNTA N. 15Se realizan experiencias de efecto fotoelctrico sobre tres placas de metales diferentes (placas P1, P2, P3) utilizando luz de igual longitud de onda =630 nm. Sean V1m, V2m y V3m las velocidades mximas de los electrones que son emitidos de las placas P1, P2, P3, respectivamente. Si V2m=2V1m y V3m=3V1m, calcule el cociente

1 + Piden

2 2 mV12 mV2m mV3m m = 2 + = 2 + 2 2 2

2 2 3 2 V2m V3m = 2 2 2 1 V1m V2m Como

(I) V2m V3m = 2 32 2 V2m V3m =K = 4 9

V2m = 2V1m V3m = 3V1m

V1m = V12 = m

3 2 donde f1, f2 y f3 son las funciones 2 1trabajo de las placas metlicas P 1, P 2 y P 3, respectivamente. A) 1/3 B) 2/3 C) 1 D) 4/3 E) 5/3

Entonces reemplazando en ( I ) 3 2 4 k 9k = k 4k 2 1 3 2 5 = 2 1 3

Respuesta5/3

AlternAtivA

e

14

FsicaPREGUNTA N. 16Con respecto a las siguientes afirmaciones: 1. En el proceso de transferencia de calor por conveccin en un fluido, el calor se transfiere debido al movimiento del fluido. 2. La transferencia de calor por conveccin se produce incluso en el vaco. 3. En el proceso de transferencia de calor por conduccin entre dos cuerpos, es necesario el contacto entre ellos. Seale la alternativa que presenta la secuencia correcta luego de determinar si la proposicin es verdadera (V) o falsa (F). A) VVV D) FVV B) VFV C) FFF E) FVF una circulacin constante denominada corriente convectiva. Proposicin 2: Falsa La transferencia de calor por conveccin implica siempre un movimiento de masa, por lo cual no puede producirse en el vaco. En el vaco puede ocurrir la transferencia de calor por radiacin. Proposicin 3: Verdadera En la transferencia de calor por conduccin, la energa se transfiere de molcula a molcula sin que estas se desplacen. Por ello, para que un cuerpo transfiera calor a otro cuerpo por conduccin deben estar en contacto.

RespuestaVFV

Resolucin Tema: Fsica molecular Anlisis y procedimientoProposicin 1: Verdadera En el proceso de transferencia de calor por CONVECCIN, el calor se transfiere por la movilidad de las molculas del fluido, por ejemplo, consideremos un recipiente con agua colocado sobre una estufa.

AlternAtivA

B

PREGUNTA N. 17Una porcin de plastilina de 100 gramos impacta horizontalmente en un bloque de madera de 200 gramos que se encuentra sobre una cornisa de 5 m de altura. Cuando la plastilina impacta en el bloque se pega a ste haciendo que el conjunto caiga e impacte con el suelo a 2,0 m de la pared, como se indica en la figura. Calcule aproximadamente, en m/s, la velocidad con la cual la plastilina impacta al bloque. ( g=9,81 m/s2) m v M 5 cm

corrientes convectivas capa de agua que recibe calor

La capa de agua del fondo recibe calor, aumenta su temperatura y disminuye su densidad, entonces asciende y el agua de la capa superior ms fra y ms densa desciende. El proceso contina con

2m A) 3 D) 8 B) 5 C) 6 E) 9

15

FsicaResolucin Tema:miento En todo choque, la cantidad de movimiento se conserva instantes antes, durante y despus del choque.antes del choque despus del choque

Enlavertical(MVCL) h = v0 y t + 5= 1 2 gt 2

Conservacin de la cantidad de movi-

1 (9, 81) t 2 2

t=1 s Reemplazandoen(I) v=6 m/s

A

B

A

B

sistema sistemaP a. ch. = P d. ch.

Respuesta6

Anlisis y procedimientoPiden v.antes del choque (a. ch.) despus del choque (d. ch.)

AlternAtivA

C

v

v=0

v1

M 5m

PREGUNTA N. 18t De las siguientes grficas indique cul representa la variacin de la densidad de un gas ideal con respecto de la presin P en un proceso isotrmico. 2m A) P C) P D) P E) P B) P

Debido al choque entre los cuerpos, tendremos

P a.ch. = P d.ch. mplast.v=Msist.v1 0,1v=0,3 v1 v v1 = 3 Durante la cada, el sistema desarrolla un MPCL. Enlahorizontal(MRU) dx=vx t 2=v1 t

Resolucin Tema: Termodinmica(I) Para un gas ideal siempre se verifica la siguiente ecuacin. P V=n R T

v 2= t 3 6 v= t

16

FsicaAnlisis y procedimientoPiden la grfica densidad r vs. la presin P Inicio P0; T 0 Final P

Respuesta

PF ; T f

AlternAtivA

C

Partiendo de la ecuacin de los gases ideales. P V=n R T P V= m RT M m RT V (I) m : masa del gas M : masa molar

PREGUNTA N. 19En la figura se muestra dos hilos conductores de gran longitud que son perpendiculares al plano del papel y llevan corrientes de intensidades I1 e I2 saliendo del papel. Determine el cociente I1/I2 para que el campo magntico B en el punto P sea paralelo a la recta que une los hilos. I1

P M=

M =P RT

Como M y R son constantes y el proceso es isotrmico. (T: constante) Entonces en (I) r= (constante) P Esta expresin nos indica que r depende directamente de la P. La grfica r vs. P ser A) B) C) D) E) 0,50 0,75 0,80 0,90 1,00

3m P

4m I2

0

Resolucin Tema: Campo magntico - Ley de Biot - SavartP0 P Induccin magntica ( B) para un conductor de gran longitud.

17

FsicaIobservador

BP d P BP I d P

3 I2 3 = 4 I1 4 I1 =1 I2

para el observador

Respuesta1,00

BP =

0 I 2 d

AlternAtivA

e

Anlisis y procedimientoPiden I1 I2 I1 d1=3 m BP B1

PREGUNTA N. 20Dos fuerzas F1=120 N y F2=20 N actan sobre los bloques A y B de masas mA=4 kg y mB=6 kg, tal como se indica en la figura. Si el coeficiente de rozamiento cintico entre todas las superficies es 0,8; determine aproximadamente la fuerza de reaccin, en N, entre los bloques cuando estos estn en movimiento. ( g=9,81 m/s2) F1 F2

B2

P

d2=4 m I2 Luego de representar los vectores induccin magntica en el punto P, la direccin de la resultante define la siguiente relacin. tan = B2 B1 A) B) C) D) E) 20 40 60 80 100

A

B

Resolucin Tema: Dinmica rectilneaToda la fuerza resultante no nula (F R 0) origina sobre un cuerpo una aceleracin, la cual se percibe como cambios en su estado mecnico. Esto es lo que establece la 2.a ley de Newton, donde

0 I 2 2d 2 tan = 0 I1 2d1 tan = I 2 d1 I1 d 2

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FsicaFg F a F' fK fN 100 K Fg(sist.)=10a 100 K(mA+mB)g=10a 100 K(10)g=10a 10 K g=a (I)

F R = ma

Para determinar la reaccin (R) entre los cuerpos, separamos imaginariamente los bloques. Se muestra el cuerpo B. Fg(B) a R K B F2=20 N fK(B) fN(B)

ademsoponen favor F R = Faceler. Faceler.

Anlisis y procedimientoAnalizando el sistema

Fg sist. F1=120 N K fN

a F2=20 N fK

De la 2.a ley de Newton

A

B

F R = mBa

R F2 fK(B)=mBa R F2 K fN(B)=mBa R 20 K Fg(B)=mBa R 20 K(6)g=6a Reemplazamos(I)en(II) R 20 K (6)g=6(10 K g) R=80 N (II)

Como F1>F2, el sistema empieza a acelerar hacia la derecha y los bloques en todo momento presentarn la misma aceleracin. Es decir aA=aB=a Sobre el sistema, de la 2.a ley de Newton

F R ( sist.) = msist.a

Respuesta80

F1 F2 fK=(mA+mB)a 100 K fN=10a

AlternAtivA

D

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