FISICA N°2cd dscdscadscasd

Sheraton Moon Hotel

UNIUNISemestralSemestral2 0 1 5

Aptitud Acadmica

Matemtica Ciencias Naturales

Cultura General

2Preguntas propuestas

Fsica

2

Impulso y Cantidad de movimiento

NIVEL BSICO

1. Tres esferas A, B y C de masas m; 2m y m, res-pectivamente, se mueven sobre un plano ho-rizontal liso tal como se muestra. Si el centro de masa tiene una velocidad de ( 1; 1) m/s, determine la velocidad de la esfera C.

A) (1; 1) m/s

B) (0; 2) m/s

535 m/s

4 m/sA

C

v

BC) (2; 0) m/s

D) (0; 15) m/s

E) (3; 5) m/s

2. Indique la secuencia correcta luego de de-terminar 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 reposo es posible que ambos queden en reposo luego de la colisin.

III. Luego de una colisin totalmente elstica entre dos partculas, la energa cintica del sistema cambia.

A) VVV B) VVF C) VFVD) FVV E) FFF

UNI 2011- II

3. Una pequea esfera de masa m es lanzada tal como se muestra. Si el tiempo de vuelo es t segundos, calcule el mdulo del cambio en la cantidad de movimiento de A hacia B.

A

2a 3a a

B

A) mgt B) 2mgt C) mgt

2

D) 3mgt E) 32mgt

NIVEL INTERMEDIO

4. A 10 m del piso una pelota de 300 g es abando-nada. Si despus del impacto, se eleva 3,2 m y considerando que la fuerza media que ejerce el piso a la esfera es 75 N, determine el tiem-po transcurrido desde que se abandona la pelota hasta que se detiene por primera vez. ( g=10 m/s2)

A) 1,869 s B) 1,872 s C) 1,875 sD) 1,830 s E) 1,870 s

5. Dos esferas tienen una masa total de 12 kg y se desplazan en direcciones opuestas con velocida-des de +4 m/s, y 6 m/s, respectivamente, si am-bas chocan y adquieren una velocidad comn de +0,25 m/s, en qu relacin estn las energa cinticas de ambas esferas antes del choque?

A) 4/27 B) 20/9 C) 40/21D) 32/15 E) 20/27

6. Una fuerza de 20 N acta durante 10 ms so-bre un cuerpo en reposo, comunicndole 3 J de energa cintica. Qu energa comunicar esta misma fuerza a dicho cuerpo si su veloci-dad inicial fuera 10 m/s y la fuerza actuar en el sentido de la velocidad?

A) 10 J B) 9 J C) 8 JD) 7 J E) 5 J

7. Una partcula desarrolla un MCU con una fre-cuencia natural f. Determine el mdulo del im-pulso que experimenta dicha partcula cuando logra barrer un ngulo de 120. Considere m la masa y R el radio de su trayectoria.

A) 23

3pifR

m B) 3pfRm C) 2 3pifR m

D) 2pfRm E) 34

3pifR m

Fsica

3

8. Se muestra el instante en que una pelota de 200 g choca y rebota sobre un muro liso tal como se muestra. Si la fuerza que la pared le ejerce a la pelota vara con el tiempo segn la grfica adjunta, determine v.

53

37

mv

0

F(N)

18

0,6 0,8

t(s)

A) 6,66 m/s B) 7,33 m/s C) 8,24 m/sD) 6,72 m/s E) 7,84 m/s

9. El bloque de 3 kg se mueve con una rapidez de 4 m/s tal como se muestra. Con un martillo se le ejerce una fuerza que vara con el tiempo segn la grfica adjunta. Si el tiempo que de-mora el bloque en detenerse luego de produ-cirse el golpe es 1 s, calcule el coeficiente de rozamiento.

v

F(kN)

t(ms)0,60

30

1

A) 0,6 B) 0,1 C) 0,2D) 0,5 E) 0,7

10. La esfera de 0,1 kg impacta tal como se mues-tra en el grfico. Calcule el calor disipado debido al choque entre la esfera y la cua. (mcua=6mesfera)

20 m/s

37

liso

32

16

25 m/s

A) 10,05 J B) 16,4 J C) 20,1 JD) 12,3 J E) 18,7 J

11. Un nio de 20 kg y un hombre de 80 kg en reposo estn sobre una balsa de 50 kg. Qu distancia avanza la balsa cuando el nio y el hombre intercambien de posiciones?

10 m

A) 1 m B) 5 m C) 3 mD) 2 m E) 4 m

NIVEL AVANZADO

12. Se muestra el grfico aceleracin versus tiem-po para un bloque de 10 kg en movimiento rectilneo. Calcule el mdulo del impulso reci-bido entre t=20 s y t=30 s.

10

10

5

a(m/s2)

20 30 t(s)

A) 0 B) 10 N m C) 100 N mD) 1000 N m E) 10 000 N m

Fsica

4

13. Un helicptero de masa M se encuentra sus-pendido en el aire de densidad r. Determine la velocidad con la que el piloto advierte que se mueve el aire si el rotor tiene un radio L.

A) 1L

Mgpi

B) 1

2LMgpi

C) 12 2L

Mgpi

D) 1 2L

Mgpi

E) 12

2L

Mgpi

14. Se muestran dos esferas unidas mediante una varilla de 1 m y de masa despreciable. Si de pronto cortamos la cuerda, calcule cunto re-correr la esfera A hasta el momento en que la esfera B llegue al piso.

A) 12 cm

37

2 m

liso

3 m

B

A

B) 16 cm C) 18 cmD) 20 cm E) 40 cm

15. Un bloque de masa m es abandonado en la posicin mostrada. Calcule el trabajo realizado por la cua sobre el bloque. Considere que las superficies son lisas.

g

h

M

m

MM

A) Mgh

M m2

+

B) mgh

M m2

+

C)

Mm

ghm1

D)

MghM

2

1 E)

mM

ghM m+

16. La grfica muestra el comportamiento de la fuerza que la pared le ejerce a la esfera duran-te el choque.

v

A1

F(N)

t(s)A2

De lo anterior, indique la secuencia correcta de veracidad (V) o falsedad (F) proposiciones.

I. El choque es plstico. II. Si e=1, entonces A1=A2. III. Si el choque es ineslstico, entonces A2 > A1.

A) FVV B) VFF C) FFFD) FVF E) VVF

17. Una esfera lisa es lanzada con 12 m/s. Si im-pacta inelsticamente (e=1/4) con la pared vertical, calcule d.

A) 2,4 m B) 3,6 m

3737

v0

d

113113

m

C) 1,2 mD) 4,8 m E) 0,8 m

18. Una esfera A se mueve en forma horizontal so-bre una mesa lisa. Si luego del choque la cuerda llega a formar un ngulo de 53 con la vertical y la partcula queda en reposo, calcule el coefi-ciente de restitucin y la relacin de masas.

A) 1/2; 1/2

10 m/s4

5 m

BA

B) 1/3; 1/6 C) 1/2; 1/3D) 1/8; 1/2 E) 1/2; 1/6

Fsica

5

Oscilaciones mecnicas

NIVEL BSICO

1. Para el oscilador armnico, indique la secuen-cia correcta de verdadero (V) o falso (F) segn corresponda.

I. Si aumentase la amplitud, entonces, el pe-riodo de oscilacin aumenta.

II. La deformacin mxima del resorte nece-sariamente es igual a la amplitud de la osci-lacin.

III. Cuando la energa cintica del bloque es mxima, la deformacin del resorte es nula.

P.E.

A) VFV B) FVF C) FFVD) VVV E) FFF

2. Un oscilador describe un movimiento que se

rige de acuerdo a y t= 5 2 6cospi

. Encuentre

la grfica de la velocidad en funcin de la

posicin y del mvil.

A) es una rectaB) es una circunferenciaC) es una elipseD) es una sinusoideE) es una parbola

3. En una oscilacin armnica, calcule la rela-

cin entre la energa cintica y potencial en el

instante en que el cuerpo oscilante se encuen-

tra en la posicin xAn

= . (A=amplitud).

A) 2n2 1 B) n2+1 C) 2n+1

D) n2 12+

E) n2 1

4. El pndulo se deja en libertad en la posicin mostrada. Determine el ngulo que forma con la vertical luego de 0,5 s y la mxima rapidez que adquiere si su periodo de oscilacin es 3 s. (p2=10).

A) 130; 1/5 m/sB) 30; 1/12 m/s

g=10 m/s2

1

M

C) 45; 1/20 m/sD) 25; 1/2 m/sE) 115; 1/15 m/s

NIVEL INTERMEDIO

5. Una partcula realiza un MAS y pasa por dos puntos separados 20 cm con la misma veloci-dad, empleando 1 s para ir de un punto a otro. Luego emplea 2 s ms para pasar por el segun-do punto en direccin opuesta. Calcule la am-plitud de la partcula oscilante.

A) 10 cm B) 15 cm C) 20 cmD) 25 cm E) 30 cm

6. Un pequeo bloque de masa M se mueve a lo largo del eje x realizando un MAS. Cuando t=2 s pasa por la posicin de equilibrio que coincide con el origen de coordenadas y cuando t=4 s, su rapidez es 4 m/s. Calcule la ecuacin de su movimiento si se sabe que el periodo es 16 s.

liso

t=0t=0

A) 14 44 2

, sen mpi pi

t + B) 14 4

834

, sen mpi pi

t + C) 14 4

6, sen mpi

pit +

D) 14,4 sen (pt+p) m

E) 14 48 4

, sen mpi pi

t +

Fsica

6

7. Un pndulo simple de longitud 3 m y masa 3 kg se encuentra unido a un resorte como se muestra. Al desplazarlo una pequea distancia y soltarlo, determine el periodo que tendrn las oscilaciones de este sistema. ( g=p2 m/s2; K=47p2 N/m).

A) 0,3 s

g

Ksin deformar

B) 0,5 s

C) 0,8 s

D) 0,9 s

E) 0,2 s

8. Se muestra a una esfera y una barra ideal. De-termine el periodo de las pequeas oscilacio-nes de la barra.

L M2L

A) 4piMk

B) 6piMk

C) 5piMk

D) 3piMk

E) 2piMk

9. Una caja triangular de lados iguales y de masa igual a 5 kg est sobre una superficie horizon-tal. Un bloque de 1 kg est suspendido de es-tas como se muestra. Con qu amplitud de las oscilaciones del bloque, la caja empezar a saltar sobre la superficie? (K=10 N/cm).

Mm

K


10. Una partcula se mueve en el eje X y su veloci-dad vara segn muestra la grfica. Calcule la ecuacin de su movimiento.

+/4

/4

0 3

t(s)

v(m/s)

A) x t

= 0 25 4, sen

pim

B) x t

= + 0 25 4, sen

pipi m

C) x t

= 0 37523

, senpi

m

D) x t

= + 0 5 2, sen

pipi m

E) x t

= 0 5 2, sen

pim

11. En el grfico se muestra cmo vara la acelera-

cin de un mvil conforme este cambie de po-

sicin (X). Si la mxima rapidez que este logra

alcanzar es de 0 33,

m/s, calcule la amplitud de

sus oscilaciones.

37 37

a(m/s2)

x(m)

A) 0,2 m B) 0,4 m C) 0,45 mD) 0,5 m E) 0,6 m

Fsica

7

12. La energa cintica para el bloque unido al re-sorte est dada por

EC=[2+2cos(20t+p)] J Cul es la ecuacin del movimiento?

A) x

= +( )0 1 10, sen pi m

B) x t

= + 0 2 10 2, sen

pim

C) x t

= + 0 2 5 2, sen

pim

D) x t

= +( )0 1 5, sen pi m

E) x t

= ( )0 2 10, sen m

13. Se muestra un sistema libre de rozamiento en reposo. Considerando que q es muy pequeo, al soltar la esfera, qu tiempo transcurre hasta que la cuerda est verticalmente?

g

M

L

A) piLg5

B) pi

2 3Lg

C) 2piLg

D) piLg2

E) pi

2Lg

NIVEL AVANZADO

14. Un bloque liso sujeto por medio de un resor-te oscila sobre un plano inclinado 30 con la horizontal. Si la deformacin del resorte es de 5 cm, cuando el bloque alcanza su mxima rapidez, calcule el periodo de las oscilaciones del cuerpo. (g=10 m/s2).

A) pi

2s( ) B) pi

3s( ) C) pi

4s( )

D) pi

5s( ) E) pi

6s( )

15. El sistema mostrado reposa sobre el plano inclinado liso. Si en cierto instante cortamos el cable que une a ambas masas, calcule la ecuacin de la masa m oscilante. (m=1 kg; K=5 N/m).

3030

mm

KK

mm

A) x t= + 0 2 5 3, senpi

B) x t= + 0 5 10 2, senpi

C) x t= + 0 4 5 4, senpi

D) x t= + 0 2 5 2, senpi

E) x t= + 0 5 10 3, senpi

16. La energa mecnica de un oscilador armni-co horizontal es 40 J y su amplitud es 0,5 m. Si la grfica describe la aceleracin del bloque (m=4 kg) en funcin del tiempo, calcule la energa cintica al iniciar el anlisis del movi-miento. Considere que p2=10.

a(m/s2)

t(s) 20

A) 10 J B) 15 J C) 20 JD) 25 J E) 30 J

Fsica

8

17. El bloque mostrado realiza un MAS de tal for-ma que su aceleracin respecto a su posicin vara de acuerdo a la grfica adjunta. Calcule la ecuacin de su movimiento.

liso

1,6 m/s

P.E.12

t= s

0,2

0,8

a(m/s2)

x(m)

A) x t

= +( )0 4, sen mpi

B) x t

= + 0 4 2 3, sen m

pi

C) x t

= + 0 8 2 6, sen m

pi

D) x t

= + 0 8 2 3, sen m

pi

E) x t

= + 0 8 2 5 6, sen m

pi

18. Un anillo de masa M puede deslizarse libre-mente en una varilla libre que gira con una rapidez angular constante w y un resorte de ri-gidez K que est conectado entre el anillo y el eje. Si se desplaza el anillo y se suelta, calcule el periodo de sus oscilaciones.

K

A) TmK

= 2pi

B) Tm

K mw=

2 2pi

C) TmK

= 22

pi

D) TmK

= 22

pi

E) TmK

m

w= 2 2pi

19. Dos bloques de masa m y M estn unidos por un resorte ideal de constante de rigidez K, apoyados sobre una superficie lisa. Se comprime el resorte y luego se sueltan los bloques. Calcule el periodo de oscilacin del centro de masa del sistema y el periodo de oscilacin de cada bloque.

KMMmm

A) 0 2; piMmM m

K+( )

B) 1 2; piM mMn

K+( )

C) 0 2; piMmM n

K+( )

D) 1 2; piM mMmK

+( )

E) 0 2; piMm

m M K+( )

20. Si el observador mide que el pndulo simple tiene un periodo de oscilacin de 1 s, con qu aceleracin sube la cabina? ( g=10 m/s2; L=0,5 m).

La

g

A) g

B) 2g

C) 4g

D) 3g

E) 3/2g

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9

Ondas mecnicas

NIVEL BSICO

1. Se muestra una onda viajando en una cuerda, indique la secuencia correcta de veracidad (V) o falsedad (F) respecto a las siguientes propo-siciones.

AC

Q

P

R

vB

X(m)

Y(m)

I. Entre A y R la distancia es 5/4l. II. Las partculas P y B tienen velocidad nula y

aceleracin mxima. III. La velocidad de la partcula C es mxima y

dirigida hacia arriba. IV. La velocidad de la partcula Q es mxima y

dirigida hacia arriba.

A) VVVF B) FVVF C) VFFFD) VFVF E) VVFF

2. Una onda de 600 Hz tiene una velocidad de propagacin de 360 m/s. Qu distancia en cm, hay entre dos puntos que difieren

pi

6rad

en fase?

A) 5 B) 10 C) 20D) 1 E) 15

3. La ecuacin de una onda transversal est dada

por y tx

= + 0 12 4 8, senpi con y, t, x expresado

en el SI. Determine la velocidad transversal para un punto localizado en x=2 en el instante t=0,5 s.

A) 4,8p m/s

B) 0 24 2, m/spi j

C) 0 48 2, m/spi j

D) 0 24 2, m/spi j

E) 0 48 2, m/spi j

4. Se muestra una onda estacionaria establecida en una cuerda. Si la ecuacin de la onda que se propaga a la derecha es

y t x

=

2 5 2 50

254

, sen pi cm

donde t se expresa en segundos y x en me-tros; entonces indique la secuencia correcta de veracidad (V) o falsedad (F) respecto a las siguientes proposiciones.

0,4 kg

I. La frecuencia de la onda que se refleja es 50 Hz.

II. La densidad lineal de la cuerda es 0,0625 kg/m. III. Una vez establecida la onda estacionaria,

los antinodos experimentan una amplitud de 5 cm.

A) VFV B) FVF C) VVFD) VVV E) FVV

5. La ecuacin de una onda estacionaria es

y x t

= 0 2 8, sen cos m

pipi

x y t en el SI. Determine la amplitud de oscila-cin de la partcula ubicada en x m

= +2 .

A) 210

m B) 2 m C) 2 2 m

D) 32m E)

310

m

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10

NIVEL INTERMEDIO

6. Respecto a la grfica que representa una onda, indique la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) segn corresponda.

Y(m) 2 m/s1

4 X(m)

I. La grfica puede representar una onda lon-gitudinal.

II. Las partculas del medio en cada segundo se desplazan 2 m.

III. La rapidez mxima de la partcula que est en x=3,5 m es p m/s.

A) VVV B) FFF C) FVVD) FFV E) VFV

7. Una cuerda de instrumento musical mide en-tre sus soportes 60 cm. Si la tensin de dicha cuerda es 80 N y se le perturba por un extremo y la hacemos vibrar a razn de 200 Hz, cun-tos nudos se establecen en la cuerda? Con-sidere que la densidad lineal de la cuerda es 1/80 kg/m.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

8. Se muestran los fuentes de onda y los rayos que representan como se propaga una onda sonora en el aire y el agua. Indique la secuen-cia correcta de veracidad (V) o falsedad (F) respecto a las siguientes proposiciones.

aire

normal

aguaagua

I. La rapidez del sonido en el agua es mayor que la rapidez en el aire.

II. Necesariamente el rayo refractado se aleja de la normal.

III. La frecuencia y la longitud de onda cam-bian cuando la onda sonora pasa del aire al agua.

A) VFVV B) VFFV C) VFVFD) FFVF E) VVFV

9. Dos ondas transversales se propagan en una cuerda tensa, cuyas ecuaciones son

y1=Asen(2pt px) y y2=Asen(2pt+px) Determine la separacin entre dos puntos con-

secutivos que no se mueven para cualquier instante de tiempo.

A) 1/2 m B) 3/2 m C) 1 mD) 3 m E) 5/2 m

10. Se muestra un vibrador el cual genera on-das armnicas cuya funcin de onda es y t x

= +( )0 1 10 5, sen pi , donde t est en se-gundos y x en metros. Si consideramos que la densidad lineal es m=0,4 kg/m, calcule la po-tencia del vibrador.

A) 0,5 w B) 0,3 w C) 0,4 wD) 0,1 w E) 0,2 w

Fsica

11

11. Se jalan dos cuerdas AB y AC horizontalmente con una fuerza F , tal como se muestra. Si se sabe que la densidad lineal de masa en las cuerdas es la misma, en qu relacin se encuentra el mdulo de las velocidades de propagacin de las ondas transversales que se generan en AB y AC?

37

53A

B

F

C

A) 34

B) 32

C) 23

D) 35

E) 53

12. Se muestra el perfil de una onda en una cuer-da. Si la tensin de la cuerda es de 20 N y la densidad lineal es 0,2 kg/m, determine la ecuacin de la onda y(v; t) en cm.

5

070

t=0

x(cm)

y(cm)

20

2,5

v

A) y t x

= + 5503 60

845

sen cmpi pi

B) yt

x

= + 3 3 5

25

sen cmpi pi

C) yt

x

= + 4 3 10

27

sen cmpi pi

D) y t x

= + 5 10

56

sen cmpi pipi

E) y t x

= + 4203 2 2

sen cmpi pi pi

13. En el punto A se genera un pulso, determine el tiempo que demora en llegar al punto B, si la cuerda 2 es de 9 m de longitud. (m=0,1 kg/m; g=10 m/s2).

5 m

6 m

1=(cuerda 1)

2=2(cuerda 2)

AB

m=1 kg

A) 1,16 s B) 0,56 s C) 0,2 sD) 1,2 s E) 2,17 s

14. Un diapasn de frecuencia 55 Hz vibra simul-tneamente con una cuerda vibrante (en su frecuencia fundamental). Si la longitud de la cuerda es 0,5 m y de 5 g, cules podran ser las tensiones, en N, de la cuerda? Considere que se oyen pulsaciones de 5 Hz.

A) 16; 25 B) 20; 36 C) 25; 30D) 25; 36 E) 36; 49

15. La cuerda sol de una guitarra es homognea y tiene una frecuencia fundamental de 196 Hz, adems, mide 66 cm. Esta cuerda se oprime contra un traste adecuado, para obtener la nota do cuya frecuencia fundamental es 264 Hz. Cul es la distancia entre dicho traste y el extremo de la cuerda en la parte superior del cuello de la guitarra? Considere que la tensin en la cuerda es la misma en ambos casos.


Fsica

12

16. Si una onda incide sobre una superficie re-fractndose, la rapidez en el nuevo medio es la quinta parte de la que tena. Determine la ecuacin de la onda refractada si se sabe que la ecuacin de la onda incidente es

yt x

i = 5 2 5sen . Considere que la amplitud

se reduce a la mitad.

medio (2)Y

v

X

medio (1)

A) yt x

R = 5 2 2sen

B) y tx

R = 2 5 2 4, sen pi

C) yt x

R = 2 5 2 4 2, sen pi

D) yt x

R = 2 5 2 4 2, sen pi pi pi

E) yt x

R = 5 2 4sen

NIVEL AVANZADO

17. Una cuerda se fija por ambos extremos ha-cindola vibrar, generndose ondas estaciona-rias. Dos armnicos consecutivos tienen como longitud de onda (1/4) m y (2/9) m, respectiva-mente. Calcule, en m, la longitud de la cuerda.

A) 1,0 B) 1,2 C) 1,4D) 1,6 E) 1,8

18. Indique la secuencia correcta de verdade-ro (V) o falso (F) respecto a las siguientes pro-posiciones.

I. El nivel de intensidad es una magnitud vec-torial.

II. La intensidad sonora es directamente pro-porcional al nivel de intensidad.

III. Un nivel de intensidad de 40 dB y 80 dB tie-nen la misma intensidad sonora.

A) FVF B) VFV C) FFVD) VVV E) FFF

19. La amplitud mxima de una onda estaciona-ria en una cuerda horizontal es 10 cm y su fre-cuencia es 5 Hz. Si la distancia entre dos nodos consecutivos es 3 cm, calcule la funcin de onda en el SI.

A) y x tx t

; , sen cos m( ) = ( )0 11003

10pi pi

B) y x tx t

; , sen cos m( ) = ( ) ( )0 2 100 10pi pi

C) y x tx t

; , sen cos m( ) = ( )0 21003

10pi pi

D) y x tx t

; , cos cos m( ) = ( )0 2103

10pi pi

E) y x tx t

; , cos cos m( ) = ( )0 12003

10pi pi

20. La ecuacin de onda y x tx t

; , sen , cos( ) = ( ) ( )0 3 0 2 300 corresponde a una onda estacionaria en una

cuerda fija por ambos extremos en donde x e y estn en centmetros y t en segundos. Calcule la rapidez de propagacin de las ondas transversales y la longitud si se encuentran vibrando en su cuarto armnico.

A) 5 m/s; 0,1 mB) 20 m/s; 2 mC) 30 m/s; 2p mD) 15 m/s; 0,2p mE) 50 m/s; 02, m

Fsica

13

Esttica de fluidosNIVEL BSICO

1. En un edificio, la presin del agua en la planta baja es 2,4 atm y en el cuarto piso es 1,44 atm. Cul es la distancia entre ambos pisos? ( g=10 m/s2)

A) 6,8 m B) 4,2 m C) 7,6 mD) 9,4 m E) 8,2 m

2. En el tubo mostrado, la rama corta est llena de aire cuya longitud es 18 cm. Determine qu altura de mercurio se le debe verter a la rama abierta, para reducir a 2/3 el volumen de aire en la rama cerrada. (g=10 m/s2; Patm=10

5 N/m2;rHg=13 600 kg/m

3).

760 mmHg

18 cm

Hg

A) 60 B) 72 C) 52D) 25 E) 87

3. En el tubo mostrado, cuya seccin es 0,50 cm2, se tiene 2 kg de aceite de viscosidad despre-ciable. Si provocamos inicialmente ciertas os-cilaciones, del aceite en el tubo, calcule el pe-riodo de las oscilaciones. (raceite=800 kg/m

3).

37

A) 5p/3 s B) 7p/3 s C) 10p/3 sD) 7p/4 s E) 5p/2 s

NIVEL INTERMEDIO

4. Un cilindro de densidad 0,75 g/cm3 flota en un recipiente con agua. Si lentamente al recipiente se le agrega aceite de densidad 0,8 g/cm3 hasta que el volumen del cilindro sumergido en el aceite sea el 20 % del volumen total sumergido, calcule cunto ha variado el volumen sumergido en el agua.

A) 11,1 % B) 22,2 % C) 30,2 %D) 16,8 % E) 5 %

5. Se muestra un coche totalmente lleno de un lquido de densidad r, el cual se traslada con aceleracin a. Si el coche tiene una longitud L y alto h, calcule la diferencia de la presiones entre los puntos A y B.

a

h

L

A

BB

A) rgh+aL

B) gh+raL

C) r(gh+aL)

D) gh aL+

E) r(gL+ah)

Fsica

14

6. El recipiente mostrado contiene cierto gas atrapado por una columna de 60 cm de mer-curio, como muestra la figura. Calcule aproxi-madamente la presin que produce el gas sobre las paredes del recipiente (en kPa). Con-sidere Patm=100 kPa; rHg=13,610

3 kg/m3; g=9,81 m/s2.

60 cm

A) 80 B) 100 C) 180D) 200 E) 240

UNI 2012 - II

7. Determine el mdulo de la fuerza que ejerce el agua sobre la compuerta de rea 20 m2.

( g=10 m/s2)

30

4 m4 m

2 m

A) 200 kN B) 400 kN C) 600 kND) 800 kN E) 1000 kN

8. En el grfico, se muestra una esfera homog-nea de 1 kg de masa y 800 kg/m3 de densidad la cual se encuentra en equilibrio. Calcule la deformacin del resorte. (k=1,04 N/cm; g=10 m/s2).

164164

53

H2OH2O


9. Se muestra un bloque cbico de 10 cm de lado y 760 N de peso, el cual est en equilibrio a una profundidad h=30 cm respecto al nivel libre del lquido. Si para mantener dicho equilibrio se usa una fuerza F, calcule el valor mnimo de dicha fuerza.

FF

hh

A) 3715 N B) 2823 N C) 3175 ND) 2870 N E) 3517 N

10. Un tubo flota en el agua en posicin vertical. La altura que sobresale del agua es h=5 cm. Si den-tro del tubo se vierte aceite (raceite 900 kg/m

3),cul deber ser la longitud del tubo para lle-narlo totalmente de aceite.

h=5 cm


Fsica

15

11. Un cascarn esfrico flota sobre un lquido de densidad r tal como se muestra. Si al cascarn se le hace un pequeo agujero en la parte superior y se hace ingresar otro lquido hasta que ocupe la mitad del volumen del cascarn, se determina que el volumen sumergido se incrementa en un 50 %, calcule la densidad del lquido que se vierte en el cascarn.

A) r B) 2r C) r/4D) r/8 E) r/2

12. La figura muestra una ampolla de vidrio, en cuyo interior hay un gas a una temperatura de 27 C y a una presin de 2 atm, unida a un tubo que contiene agua. Si para variar la temperatu-ra del gas en 500K, sin cambiar su volumen, es necesario agregar al tubo una columna x del mismo lquido, calcule x. (g=10 m/s2).

x

12 cm

gasgas lquido

A) 18,6 cm B) 24,8 cm C) 31,3 cmD) 52,7 cm E) 43,3 cm

13. Se tiene un recipiente con agua (en equilibrio) que est sobre una barra tal como se indica en la grfica. Si se coloca un bloque de tal manera que flote en el agua, luego se puede afirmar que

barra

x

A) falta conocer el peso del recipiente para

recibir.

B) Cae a tierra porque hay un momento resul-

tante.

C) El recipiente oscila respecto a la barra.

D) El recipiente permanece en equilibrio.

E) Si el bloque oscila de forma vertical, el reci-

piente tiende a rotar.

NIVEL AVANZADO

14. Un tubo de metal encerrado por un extre-mo tiene una masa de aire encerrado y en equilibrio. Si la seccin interior del tubo es A=210 3 m2 y su masa es 400 g, calcule la presin que soporta el gas y la altura x del gas encerrado.

H2OH2O

xx 2 m2 m

A) 121 kPa; 30 cmB) 115 kPa; 20 cmC) 121 kPa; 10 cmD) 115 kPa; 10 cmE) 121 kPa; 20 cm

Fsica

16

15. Una pequea esfera de caucho de 30 g y radio 5 cm flota en un recipiente con agua tal como se muestra. Un cilindro liso de cobre de 60 g y 5 cm2 de seccin transversal se encuentra uni-do a la esfera mediante un hilo. Cul ser el porcentaje de la esfera fuera del agua? Consi-dere que el cilindro ajusta al orificio.

50 cm50 cm

A) 45 % B) 25 % C) 35 %D) 15 % E) 50 %

16. La esfera de densidad 1 g/cm3 es lanzada ho-rizontalmente con 15 m/s, despreciando la re-sistencia del aire y del agua. Calcule la rapidez en la cual impacta en el fondo y a qu distan-cia del punto A lo hace. ( g=10 m/s2).

20 m

15 m/s

80 m

A

A) 25 m/s; 90 mB) 20 m/s; 80 mC) 35 m/s; 100 mD) 25 m/s; 130 mE) 40 m/s; 150 m

17. Calcule el trabajo necesario que se debe hacer sobre el mbolo (1) para lograr elevar mbolo (2) hasta que estn al mismo nivel. Considere que los mbolos son de masa despreciable y el sistema reposa en la posicin mostrada. ( g=10 m/s2; m=50 kg)

(1)

(2)

4A

5 cm

H2OH2O

A

A) 5 J B) 7,5 J C) 2,5 JD) 12,5 J E) 10 J

18. En la figura se muestra un recipiente cilndri-co que contiene un lquido con ayuda de un tapn tambin cilndrico. Determine el trabajo mnimo que debe desarrollar un agente exter-no para introducir al tapn una distancia d/10. Desprecie todo rozamiento ( g=10 m/s2).

d

2 r2 r

20 r20 r

A) 0,1prr2d2

B) 0,15prr2d2

C) prr2d2

D) 10prr2d2

E) 0,01prr2d2

Fsica

17

Gravitacin

NIVEL BSICO

1. Calcule el mdulo de la intensidad del campo gravitatorio resultante debido a los tres cuerpos en P. (P: baricentro).

L

P

L

Lm 2m

m

A) 3

2mG

L B)

22mG

L C)

82mG

L

D) 6

2mG

L E)

102mG

L

2. Dada las siguientes proposiciones referente las leyes de Kepler sobre los movimientos plane-tarios

I. La Tierra describe una rbita elptica con el Sol en el centro de la elipse.

II. El vector que va del Sol a la Tierra barre reas iguales en tiempos iguales.

III. El cubo del periodo de la rbita de la Tierra es proporcional al cuadrado de su semieje mayor.

son correctas

A) solo I B) solo II C) solo IIID) I y III E) II y III

UNI 2012 - I

3. Cmo cambiara la duracin de un ao te-rrestre si la masa de la Tierra aumentase y se hiciese igual a la masa del Sol, mientras que la distancia entre ellos seguira siendo la misma?

A) 0,5 aos B) 0,6 aos C) 0,7 aosD) 0,8 aos E) 0,9 aos

NIVEL INTERMEDIO

4. Una esfera slida atrae una partcula mediante una fuerza gravitacional F. Cul sera la nueva fuerza de atraccin gravitacional si la esfera ahora es hueca cuyo radio interno es la mitad del radio de la esfera?

A) 3/2F B) 8/9F C) 7/6FD) 5/8F E) 7/8F

5. Dos planetas (1) y (2) orbitan alrededor de una estrella con MCU, cuyos radios son R1 y R2, respectivamente, tal que R2=9R1. Si el pe-riodo del planeta (1) es T, calcule cada cunto tiempo se produce un eclipse de estrella en el planeta (2). Considere que las rbitas de los planetas son coplanares.

A) 2913

T B) 2713

T C) 2627

T

D) 2726

T E) 1813

T

6. El rea sombreada representa el 10 % del rea de la elipse. Si el planeta emplea 9 meses en ir de M a N pasando por A, calcule cuntos meses emplea en realizar cuatro vueltas alrededor de la estrella (O: centro de la elipse).

N

AO

M

A) 30 B) 60 C) 40D) 80 E) 50

Fsica

18

7. Dos planetas x1 y x2 de igual masa estn en r-bita alrededor de una estrella E (ver grfico). El planeta x1 recorre una rbita circular de ra-dio 108 km, mientras que x2 recorre una rbita elptica donde el semieje mayor de la elipse vale 3108 km. Entonces podemos afirmar

I. En el punto P, la velocidad de x2 es mayor que la de x1.

II. El periodo de x1 es menor que el de x2.

P

E

x1

x2

A) VVV B) FVV C) VFVD) FFV E) VVF

UNI 2001- II

8. Desde la superficie terrestre de masa M, se dis-para un cohete verticalmente y logra alcanzar una altura mxima de tres veces el radio de la Tierra (R). Determine la rapidez inicial del cohete. Desprecie la friccin, la rotacin y el movimiento orbital de la Tierra.

A) GMR

B) 3GMR

C) 12GMR

D) 12

6GMR

E) 5GMR

9. Un planeta orbita alrededor de una estrella tal como se muestra. Qu relacin tienen las energas cinticas del planetas de la posiciones A y B, respectivamente?

B

A372rr

A) 16/25 B) 9/100 C) 49/100D) 1/4 E) 100/9

NIVEL AVANZADO

10. Se muestra un planeta de radio R, y homog-neo. Si la intensidad del campo gravitatorio en A y B son iguales, qu relacin existe entre R, a y b?

RRAA

B

b

aa

A) R3 aR+bR2=0B) R(R2 aR 2ab) ab2=0C) R3 ab+bR=0D) R3 bR ab=0E) R(R2 2abR bR)=0

11. Se sabe que a causa de la rotacin del planeta, el peso de la persona en el ecuador es menor que en el polo. Determine a qu altura respec-to de uno de los polos el peso de la persona es numricamente igual a la que existe en la su-perficie del ecuador. Considere que la rapidez angular del planeta de masa M y radio R es w.

A) GM

w R2 3 B)

GM

w2 C) GR

D) R2

E) RwGM

2

12. Se muestra una varilla homognea de masa M y longitud L con una partcula de masa m. Qu valor debe tener la fuerza con lo cual la partcula atrae a la barra?

d

m

A) 2GML d+( ) B)

GMmd2

C) GMmd L d2 +( )

D) GMmd

E) GMmd L d+( )

Fsica

19

13. Se muestra cierto cuerpo que pasa por A en-tre la Tierra y un planeta P, cuya intensidad de campo gravitatorio en funcin de la distancia medida de su centro se describe en la grfica adjunta. Si consideramos que v=300 m/s, cal-cule el radio de curvatura de la trayectoria del cuerpo al pasar por A. Considere g=10 m/s2 en la superficie terrestre.

r

v

2

g1(m/s2)

2r d(m)

rr RP

tierra

A RR

A) 180 km B) 90 km C) 210 kmD) 160 km E) 45 km

14. Un planeta de masa M tiene sobre una mis-ma trayectoria circunferencial tres satlites de igual masa m y equidistantes. Si el radio de la trayectoria es R, con qu rapidez se mueve cada satlite para que se mantenga tal confi-guracin?

A) GRm M

3+( ) B) GMm

R3 C)

GRM m+( )

D) GRM m

33+( ) E) 3

3GR

M m+( )

15. Se muestra la rbita de un satlite del planeta de masa M. Calcule el periodo de traslacin del satlite.

abMM

A) 2pia bGM

+ B) pi

2 a bGM

+( ) C) 2

a bGM+( )pi

D) piGM

a b+( ) E) pi a bGM+

2

16. La rapidez del planeta cuando pasa por M es v. Calcule su rapidez cuando pase por el afelio. (O: centro de la elipse)

5r

M

2R

5R

Osol

A) 3v/8 B) 3v/2 C) v/2D) 2v E) 5v/2

17. Cul ser la velocidad necesaria que se le debe dar a un cuerpo para que pueda escapar de a atraccin gravitatoria terrestre?

(MT=61024 kg; G=6,6710 11 N/m2; RT=6,410

6 m)

A) 1,12104 m/s

RTRT

MT

v

B) 1,13105 m/s

C) 1,14103 m/s

D) 1,16104 m/s

E) 1,62104 m/s

18. Un satlite de masa m se encuentra orbitando a una distancia RT de la superficie de la Tierra describiendo una trayectoria circunferencial. Qu cantidad de trabajo hay que realizar so-bre dicho satlite para colocarlo en una rbita que est a 5RT de la superficie de la Tierra? (RT: radio de la tierra; M: masa de la Tierra)

A) GMmRT

B) GMmRT2

C) GMmRT3

D) GMmRT6

E) 23GMmRT

Fsica

20

Fenmenos trmicos

NIVEL BSICO

1. Dadas las siguientes proposiciones, indique la secuencia correcta de verdadero (V) o fal-so (F) segn corresponda.

I. Los metales tienen mayor conductividad trmica que los gases.

II. La transferencia de energa por conveccin es debido al flujo de la sustancia.

III. La transferencia de energa entre dos cuer-pos se puede dar aun en el vaco.

A) VVF B) FVV C) VVVD) FVF E) VFV

2. La grfica muestra el comportamiento de la temperatura de dos cuerpos A y B, conforme estos reciben calor. Indique la secuencia co-rrecta de veracidad (V) o falsedad (F) segn corresponda.

80

0 200

(A)

Q(cal)

T(C)(B)

40

I. Si mA=2mB, entonces CB=2CA. II. CA > CB III. Si luego de haber recibido ambos cuerpos

200 cal, los ponemos en contacto, entonces Teq=53,3 C.

A) VFV B) FVV C) VVVD) FFV E) FVF

3. En el grfico se representan las temperaturas de dos cuerpos, I y II, en funcin del tiempo. Ambos cuerpos son slidos de masas iguales y reciben la misma cantidad de calor a razn de 30 cal/min. El cociente de los colores especfi-cos de los cuerpos slidos CI/CE es

2

20

T(C)

t(mn)

I

II

0 4 6 8

A) 1/4 B) 3/8 C) 3/5D) 5/3 E) 8/3

UNI 2006 - II

4. En un recipiente de capacidad calorfica 28 cal/C, se tiene 112 g de agua a 40 C. Determine la cantidad de masa de hielo a 60 C que se debe introducir al sistema para que solo el 80 % de su masa se fusione.

A) 250 g B) 300 g C) 100 gD) 200 g E) 150 g

NIVEL INTERMEDIO

5. En un calormetro de capacidad calorfica des-preciable se mezclan 120 g de agua y 360 g de otra sustancia. Si se observa que la tempera-tura de la sustancia desciende 50 C por cada 6 C de aumento de la temperatura del agua, calcule el calor especfico de dicha sustancia en cal/g C.

A) 0,50 B) 0,04 C) 0,30D) 0,10 E) 0,25

6. Dos cubos del mismo material y de aristas 2a y a de temperaturas iniciales 27 C y 18 C, respectivamente, se encuentran dentro de una caja trmicamente aislada. Si ambos cubos se ponen en contacto, calcule la temperatura de equilibrio trmico final del sistema.

A) 26 C B) 25 C C) 24 CD) 23 C E) 22 C

Fsica

21

7. Un bloque de 100 g est constituido de un ma-terial cuyo calor especfico depende de la tem-peratura segn la ley Ce=0,1T+1, en la que T est en grados celsius y Ce en cal/gC. Calcule la cantidad de calor que se le debe suministrar para variar su temperatura de 10 C a 30 C.

A) 2 kcal B) 4 kcal C) 6 kcalD) 8 kcal E) 9 kcal

8. Se tienen dos gases A y B de masas iguales y calores especficos CA y CB, respectivamente. Si cada uno de los gases eleva su temperatura en un grado cuando el primero recibe la canti-dad de calor QA y el segundo la cantidad QB; y, adems, cuando ambas sustancias se mezclan la masa del gas resultante eleva su temperatu-ra en un grado cuando recibe la cantidad de calor QA+QB. Calcule el calor especfico de dicha mezcla.

A) CA+CB B) C CA B+ 2 C) 2(CA+CB)

D) (CA+CB)2 E) CA/CB

9. En un recipiente de 2 kg se tiene 20 g de agua a 10 C. Dentro del recipiente se introduce un objeto a 80 C y cuyo equivalente en agua es de 900 g. Cuando el agua est a 40 C, qu temperatura tiene el objeto? La grfica mues-tra cmo vara el calor especfico con la tem-peratura.

Ce(cal/gC)

T(C)

0,2

0,1

0 10

A) 60 C B) 56 C C) 48 CD) 32 C E) 74 C

10. Sobre un gran lago que contiene hielo a 0 C, se vierte 720 g de agua a 5 C. Calcule cunto tiempo debe transcurrir para que se d el equi-librio trmico si se sabe que el cambio de fase del hielo ocurre a razn de 1,5 g/min.

A) 40 min B) 10 min C) 15 minD) 20 min E) 30 min

11. Se tienen 20 g de aluminio a 20 C. Calcule la cantidad de calor que se necesita para fundirlo completamente si la temperatura de fusin del aluminio es 660 C. Considere para el aluminio Ce=900 J/kgC; LF=90 kJ/kg.

A) 13,32 kJ B) 11,52 kJ C) 1,8 kJD) 2,5 kJ E) 10,25 kJ

NIVEL AVANZADO

12. En un recipiente de capacidad calorfica des-preciable se mezclan 0,3 kg de hielo a 0 C; 1,8 kg de agua a 10 C, y 150 g de vapor de agua a 100 C. Calcule la temperatura de equi-librio que alcanza la mezcla.

A) 0 C B) 10 C C) 40 CD) 60 C E) 100 C

13. En un calormetro de capacidad calorfica des-preciable hay M gramos de hielo a 10 C. Al hacer ingresar a dicho recipiente 30 g de agua a 50 C en el equilibrio trmico an queda la mitad de gramos de hielo. Calcule M.

A) 3,33 g B) 3,31 g C) 33,7 gD) 33,3 g E) 31 g

14. Se tienen 100 g de hielo a 20 C en un recipien-te cuya capacidad calorfica es de 500 cal/C. Calcule la mxima masa de vapor a 100 C que debemos introducir en el recipiente para que el sistema permanezca a 0 C.

A) 27,875 g B) 28,82 g C) 29,68 gD) 17,1875 g E) 19,86 g

Fsica

22

15. Un pedazo de metal (g=1,210 3 C 1) de 100 N suspendido de un dinammetro, al ser sumergido completamente en un cierto lqui-do x, se determina que el dinammetro indi-ca 80 N encontrndose el sistema a 0 C. Si a 100 C el dinammetro indica 92 N, calcule el coeficiente de dilatacin lineal del lquido x.

A) 1,210 3 C 1

B) 1210 3 C 1

C) 610 3 C 1

D) 410 3 C 1

E) 210 3 C 1

16. El motor de una licuadora consume 210 W y tiene 80 % de eficiencia. En su vaso de capa-cidad calorfica despreciable se mezclan 50 g de hielo a 0 C con 200 g de agua a 15 C. Qu mximo tiempo debe funcionar el motor para fusionar el hielo? (1 cal=4,2 J).

A) 32 s B) 75 s C) 50 sD) 25 s E) 12 s

17. Un cuerpo cuyo coeficiente de dilatacin c-bica es g, flota con la mitad de su volumen sumergido en un lquido cuyo coeficiente de dilatacin cbica es g2. Cul debe ser el incre-mento de temperatura del sistema para que el cuerpo flote completamente sumergido?

A) 1

1 2 +( ) B) 1

2 1 2 +( ) C) 121 2 +( )

D) 1

3 21 2 +( ) E) 1

4 1 2 +( )

18. La placa mostrada tiene un coeficiente de di-latacin lineal a=7810 4 C 1 y un radio de 1 m, el resorte impermeable al calor tiene una rigidez K=1000 N/m e inicialmente est sin deformar. Si la calentamos uniformemente en 100 C su temperatura, qu energa potencial adquiere el resorte que est soltado a la placa en los puntos A y B?

rrrr

OO

A B

A) 180 J B) 240 J C) 360 JD) 200 J E) 256 J

Semestral UNI

Impulso y CantIdad de movImIento01 - b

02 - e

03 - c

04 - c

05 - e

06 - e

07 - c

08 - a

09 - b

10 - a

11 - e

12 - d

13 - d

14 - b

15 - b

16 - d

17 - c

18 - a

osCIlaCIones meCnICas01 - E

02 - c

03 - b

04 - a

05 - c

06 - b

07 - b

08 - b

09 - E

10 - E

11 - a

12 - b

13 - a

14 - D

15 - D

16 - E

17 - E

18 - b

19 - E

20 - a

ondas meCnICas01 - a

02 - a

03 - d

04 - E

05 - a

06 - d

07 - d

08 - E

09 - c

10 - c

11 - d

12 - d

13 - d

14 - d

15 - b

16 - d

17 - b

18 - a

19 - a

20 - d

esttICa de fluIdos01 - d

02 - e

03 - c

04 - c

05 - c

06 - c

07 - c

08 - b

09 - a

10 - d

11 - c

12 - c

13 - d

14 - e

15 - c

16 - a

17 - b

18 - c

GravItaCIn01 - a

02 - b

03 - D

04 - E

05 - a

06 - b

07 - a

08 - D

09 - b

10 - b

11 - c

12 - E

13 - a

14 - D

15 - b

16 - c

17 - a

18 - D

fenmenos trmICos01 - c

02 - B

03 - B

04 - c

05 - B

06 - a

07 - c

08 - B

09 - B

10 - e

11 - a

12 - d

13 - d

14 - c

15 - c

16 - d

17 - B

18 - e

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FISICA N°2cd dscdscadscasd