Acv 2014 - Fisica 04

4 Preguntas Propuestas

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Física alrededor del planeta, tal como se muestra. ( g: intensidad del campo gravitatorio en la superficie del planeta) ( R: radio del planeta)

Gravitación universal

1.

Si una persona es llevada a un planeta cuya masa es 6 veces la masa de la Tierra y su radio es 3 veces el radio ter terrestre, restre, determine su peso en la superficie de dicho planeta. (Considere que el peso de la persona en la superficie de la Tierra es P).

R

A) P /2 B) P /3 C) 2/3 P D) P /5 E) 2/5 P 2.

satélite

Determine la distancia entre el centro de la Tierra y la posición en la cual un cuerpo de masa m se encuentra en equilibrio. Considere que dicha posición se encuentra sobre la línea que une la Tierra y la Luna. M T : masa dela Tierra M L: masa de la Luna d : separación entre ellos

A)

d ⋅

B)

d ⋅

M T M L

M L

A)

gR

B)

2 gR 2

C)

4.

gR

2

D)

3 gR

E)

2 gR

Si S=L2 (el área de la elipse que describe el planeta es 12 L2) y el planeta al ir de A a B tarda 3 meses, determine el periodo de dicho planeta alrededor de la estrella.

M T

B

d

C) 1 +

M L

d

D) 1 +

S

M T

M L

A





Física 5.

El área sombreada representa el 10% del área

7.

de la elipse. Si el planeta emplea 9 meses en ir de M a a N pasando pasando por A, determine cuántos meses emplea en realizar cuatro vueltas alre-

Dos planetas giran alrededor del Sol con periodos de 2 años y 16 años, respectivamente. Si la distancia entre el Sol y el planeta más cercano a él es d , ¿cuál sería la mínima distancia entre los planetas?

dedor de la estrella. ( O: centro de la elipse). A) 4 d D) 3 d

N 8.

A

O

M

A) 30

B) 60

C) 80

D) 40 6.

10.

Se muestra 2 partículas, aisladas de igual masa m, determine V para para que las partículas logren estar separadas 2 d como como máximo.

un tiempo t en ir de un punto a otro diametralmente opuesto de su trayectoria. ¿Cuánto tarda el satélite (2) en barrer las 3/4 partes de su trayectoria? ( R2=3 R1)

(1)

v0=0 (2)

C) 3/8 E) 11/81

Con relación al movimiento de un satélite artificial alrededor de la Tierra, indique verdadero (V) o falso (F) en las siguientes proposiciones. I. La energía cinética del satélite es máxima en el perigeo. II. La energía potencial gravitatoria del sistema es mínima cuando el satélite pasa por el apogeo. III. La máxima aceleración del satélite se da en el apogeo. A) VVF B) VVV C) FVF D) VFF E) FFV

torias circunferenciales. El satélite (1) emplea

R2

B) 1/8

9.

en torno de un planeta, describiendo trayec-

R1

C) 7 d E) 2 d

Un cuerpo es soltado desde una altura de 7 RT respecto de la superficie de un planeta de radio 2 RT , llegando a dicha superficie con una rapidez igual al doble de lo que tendría si hubiese sido soltado en la Tierra desde la misma altura. Determine la relación entre la masa de la Tierra y la del d el planeta ( RT : radio de la Tierra). A) 1/9 D) 44/81

E) 50

El gráfico nos muestra dos satélites orbitando

B) 5 d

v d





Física Determine el módulo de la fuerza máxima que actúa sobre este y la constante K .

Oscilaciones I

11.

 

= Un bloque unido a un resorte  K =

100 27

 

N/m 

liso

realiza un MAS con una amplitud de 15 cm cuando la posición es igual a la mitad de la amplitud la rapidez del bloque es de 25 cm/s. Determine la masa del bloque. A) 1 kg D) 4 kg 12.

B) 2 kg

C) 3 kg E) 5 kg

A) 1 N; 10 N/m C) 2 N; 1 N/m D) 4 N; 2 N/m 16.

Una partícula realiza un MAS a lo largo del eje X entre entre los puntos x=+0,2 m y x=– 0,2 m. En el tiempo t=0, la partícula está en x=+0,2 m y su velocidad es nula. Si el periodo de su mo vimiento es 1,2 s; ¿en qué tiempo la partícula alcanzará el punto x=– 0,1 0,1 m?

B) 3 N; 20 N/m E) 5 N; 15 N/m

En el instante mostrado el dinamómetro d inamómetro registra una lectura de 80 N. Al cortar la cuerda el bloque liso realiza oscilaciones, en donde la rapidez máxima es 16 m/s. Determine la ecuación de la aceleración. ( K =200 =200 N/m). K

30 = −640 sen  40 t +  m/s2  2  B) a = −320 sen (40 t + π ) m/s2 π  C) a = −640 cos  40 t +  m/s2  4  2 640 cos (40 t ) m/s D) a 

A) A) 0,1 s D) 0,4 s

B) 0,2 s

C) 0,3 s E) 0,5 s

a





13.

Una partícula realiza un movimiento armónico simple, descrito por la ecuación y = 4 sen( t + 0, 5 π) donde todas las cantidades tiene unidades en el SI. ¿Después de qué tiempo la partícula realiza 3 oscilaciones?



=



E) 17.

A) 2π s B) 8π s C) 6π s D) 10π s E) 4π s 14. Una partícula unida a un resorte de K =20 =20 N/m experimenta un MAS en un plano horizontal de acuerdo a la ecuación x = 0, 2 sen(10 t + θ0 ) m. Determine el módulo de la fuerza elástica en el instante que la rapidez de la partícula sea la mitad de su valor máximo. ( t se expresa en segundos).

−



a = −320 sen

(20 t + π) m/s2

En la figura muestra un bloque en reposo. A partir de la posición mostrada  al bloque se le comunica una velocidad v = +1, 5π m/s (i ) y empieza a oscilar; realizando 10 oscilaciones en 4 s. Determine la ecuación de la posición del bloque.



A)

3 N

D)

2 3 N

B) 6 N

C)

4 3 N

E) 3 N

K liso

x=0

π = 60 sen  2, 5πt +  cm  4  B) x = 30 sen (5 πt + π ) cm

A)



x



X





Física 

18.

Se muestra la gráfica x vs. t de un oscilador armónico. Si la rapidez máxima del oscilador es π m/s, determine la ecuación de la posición.

20.

(m) X (m)

Se tiene un oscilador armónico cuya amplitud es A. Determine en qué posiciones la energía cinética del bloque es igual a la energía potencial del resorte.

+ A 2

A

2

X

t(s)

0,5 0

3,5

A) + A; – A

– A

D) A)



x



B)

x

C)

x



π 3π = 3 sen  t +  m 3 4  π π = 3 sen  t +  m  6 4 

A

+

3

;

−

B)

A

+

2

A

;

−

A

2

C)

E)

3

A

+

2

A

+

3

;

;

−

A 2

−

A 3

Oscilaciones II - ondas mecánicas I

21.

π π = 6 sen  t +  m  3 2 

En la Tierra un péndulo tiene un periodo de 2 s. Cuando se le hace oscilar en la superficie de otro planeta, el periodo de oscilación es 6 s. ¿Cuál es le módulo de la aceleración de la gravedad en este planeta? ( g : aceleración de la gravedad en la Tierra) 



D)

E)

x



x

π π = 3 sen  t +  m  2 4 

A) g /2 D) g /9

π 3π = 6 sen  t +  m 3 4  22.

19.

Se muestra un resorte unido a un bloque en equilibrio. Si este es desplazado lentamente 20 cm hacia la derecha y luego es soltado, calcule su energía cinética cuando no presenta aceleración. ( K =200 =200 N/m).

B) g /3

C) g /6 E) g

Se tienen dos péndulos de longitud 1 y 2, cu yos periodos están en relación de 1 a 4. ¿Cuál es la relación de A) 1 D) 16

 1  2

?

B) 1/4

C) 5 E) 1/16

P.E.

23.

Determine la longitud de un péndulo simple si al aumentar su longitud en 1 m su periodo aumenta en 0,4 s. Considere g=π2 m/s2.





Física 24.

Dos péndulos se sueltan simultáneamente en las posiciones mostradas. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

26.

Se muestra el perfil de una onda que se propaga hacia la izquierda a lo largo de una cuerda, de manera que el punto P de la cuerda realiza durante 1 minuto 15 oscilaciones. Calcule la rapidez de propagación de la onda. v



3º

m



6º

2 m 12 cm P

I. El cuerpo de masa 2 m llega primero la posi-

A) 3 cm/s D) 6 cm/s

ción más baja. II. Como la amplitud angular del segundo péndulo es el doble del primero, entonces, su

27.

periodo también es el doble. III. La rapidez máxima de 2 m es mayor a la ra-

C) 10 cm/s E) 2 cm/s

Se muestra una onda armónica que se propaga hacia la derecha con una rapidez de 5 m/s. Determine el periodo de las oscilaciones.

pidez máxima de m. A) VVV

B) 4 cm/s

(cm) Y (cm) + A

B) FFF C) FFV

(cm) X (cm)

D) VVF

0

6

E) VFV 25.

Indique la veracidad (V) o falsedad (F) ( F) para las

– A

siguientes proposiciones. I. Cuando el sonido se propaga en el aire

A) 2 ms D) 8 ms

(en las mismas condiciones) lo hace con

B) 4 ms

C) 6 ms E) 12 ms

rapidez constante. II. En una onda mecánica longitudinal las partículas del medio oscilan paralelamente a la dirección de propagación de la OM . III. La rapidez de propagación de la OM es la misma de las partículas del medio.

28.

Uno de los extremos de una cuerda tensa, de 3 m de longitud, oscila transversalmente con una frecuencia de 60 Hz. Las ondas generadas alcanzan el otro extremo de la cuerda en 0,25 s. Determine la rapidez de propagación y la longitud de onda.







Física 29.

Al lado de un observador sentado en la orilla de un lago pasaron 4 crestas de onda en el

Una onda tiene la siguiente función de onda, en unidades SI

transcurso de 5 s. Si la primera cresta dista

y

32.



de la tercera 12 m, determine la rapidez de

1 = 0, 05 sen π  4 x − 20 t +   4 

Determine la rapidez de propagación y la fase inicial.

propagación de la onda y su frecuencia.

≠

A) 1,8 m/s; 0,6 Hz

A) 5 m/s; rad 3

B) 2,4 m/s; 3,6 Hz

≠

C) 2,4 m/s; 1,8 Hz

B) 5 m/s; rad 4

D) 3,6 m/s; 0,6 Hz C) 5 m/s;

30.

En un punto P de la superficie del agua en un estanque, se dejan caer gotas de agua a razón de

E) 20 m/s;

80 gotas por minuto, lo que da lugar a una onda que se propaga con una velocidad de +0,8 m/s y una amplitud de 0,3 cm. Determine la distancia entre dos crestas sucesivas de la onda. A) 0,3 m

33.

≠

2

rad

En una cuerda se generan ondas transversales. En el gráfico se muestra el perfil de dicha onda en el instante t=0. Si la masa de la cuerda es 400 g y tiene una longitud de 80 cm, además el módulo de la tensión en la cuerda es 32 N; defina la función de onda.

B) 0,6 m

Y (cm) (cm)

C) 0,7 m D) 0,8 m E) 0,5 m

4

Ondas mecánicas II 31.

≠

rad 8 ≠ D) 10 m/s; rad 8

E) 3,6 m/s; 0,9 Hz

La función de onda de una onda armónica es

t=0

1,5

vonda

(m) X (m)





Física 34.

Se muestra el perfil de una onda transversal, en t=0, a lo largo de una cuerda de 4 m y 0,5 kg. Si la tensión de la cuerda es de 12,5 N; determine la función de onda para una frecuencia de 2,5 Hz y en unidades SI.

 



A) y = 0, 2 sen π  3 t − 4 x +

 3 t − x + 1  m  2 4 4 



 3 t − x + 1  m  2 4 2 

C) y = 0, 4 sen 2π 

t=0

v

0,05

 



D) y = 0, 2 sen 2π 2 t − x −

0,03 X (m) (m)

– 0,05

 

A) y = 0, 05 sen  2πt − πx +

 



E) y = 0, 4 sen 2π  t − x + 36.



π  180  143

 



 

π x

 

π x

D) y = 0, 05 sen  5πt − 

E) y = 0, 05 sen  5πt − 35.

2

2

+ +

m

2 

1

m

2 

vonda Q

127   π B) y = 0, 05 sen  4 πt − 2πx +  180 

C) y = 0, 05 sen  2πt − πx +

1

En la figura se observa el perfil de una onda que se propaga en una cuerda horizontal. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.





m

2 

B) y = 0, 5 sen 2π  

(m) Y (m)

1

P

π  180 

R

127

I. La rapidez del punto Q es cero. II. Para el instante mostrado la velocidad del punto P esta dirigida hacia la derecha. III. En el instante mostrado la velocidad del punto R está dirigida hacia arriba.

π  180  143

π  180  53

A) FVF D) FFF

Una partícula del medio donde se propaga una

B) VFV

C) VVF E) VVV

onda transversal realiza 90 oscilaciones en un 37.

En el gráfico se muestra una diapasón y una





Física 38.

Se tiene una cuerda de 4 m y de 0,2 kg. Un pulso transversal de onda se produce al agitar un extremo de la cuerda tensa. Si el pulso hace cuatro viajes de ida y vuelta a lo largo de la cuerda en 0,8 s; determine el módulo de la tensión en la cuerda. A) 20 N D) 40 N

39.

B) 25 N

Hidrostática I

41.

A) 0,5 kg B) 0,25 kg C) 5 kg D) 2,5 kg E) 25 kg

C) 30 N E) 80 N

En una cuerda se propaga un pulso de tal forma que tarda 0,5 s en viajar de A hasta B. Si la masa del bloque es 900 g, determine la densidad lineal de la cuerda. ( g=10 m/s2). (considere h: despreciable) 2,5 m

Un bloque cúbico ejerce una presión, sobre la superficie horizontal, de 100 Pa. Determine la masa del bloque. ( g=10 m/s2).

42.

g

0,5 m

En la posición A el buzo soporta una presión total de 2 atm. Si el buzo debe sumergirse hasta una cueva en la posición B, ¿qué profundidad debe sumergirse? Considere que la presión total en B es 4,5 atm. ( g=10 m/s2, 1atm= 105Pa).

v B A A

h

A) 0,18 kg/m

agua

B B

B) 0,36 kg/m C) 0,24 kg/m D) 0,12 kg/m E) 0,48 kg/m

A) 30 m D) 20 m

B) 10 m

C) 15 m E) 25 m





Física 44.

Determine la presión hidrostática en el punto A del gráfico mostrado. ( g=10 m/s2; ρ Hg=13,6 g/cm 3) A) 9,6 kPa B) 18,6 kPa C) 21,9 kPa D) 7,3 kPa E) 14,6 kPa

47.

En la figura mostrada, determine la presión que ejerce el gas. (ρ A =0,5 g /cm3; g=10 m/s2, Patm=105 Pa).

gas

H2O

5 cm 25 cm 5 cm

Hg A

45.

A

En un tubo se ha introducido agua. Determine la altura máxima H de de la columna de agua que se puede tener en equilibrio dentro del tubo. ( g=10 m/s2; Patm=105 Pa) Pa)

50 cm

H2O

A) 100 kPa B) 105 kPa

vacío

C) 205 kPa D) 90 kPa

H

E) 120 kPa 48.

H2O

En la figura se muestra un bloque de 90 kg colocado sobre una plataforma móvil de 1500 cm2 de área y masa despreciable. Deter-

A) 5 m D) 20 m 46.

B) 10 m

C) 15 m E) 18 m

En el tubo circular se encuentra los líquidos

mine el valor de h si el sistema está en equilibrio, desprecie todo rozamiento.





Física 49.

En el recipiente mostrado se tiene agua en

50.

Una compuerta rectangular de dimensiones

reposo. Indique las proposiciones verdaderas

OA=50 cm y OB=20 cm se encuentra apoyada

(V) o falsas (F).

en una articulación ubicada en la arista OA y

g

AP=50 cm

parcialmente en contacto con agua. Sabiendo que el resorte horizontal está comprimido

P

2 cm y que la compuerta está ubicado verticalmente, determine h. ( g=10 m/s2).

30º

A B

K =900 =900 N/m

g

A

I. P A > P B II.La presión hidrostática en P es nula. III. La presión hidrostática en A es 2,5 kPa. h

A) FFV B) FFF C) FVV D) VVV E) FVF

O

A) 0,35 m D) 0,26 m

B) 0,3 m

C) 0,4 m E) 0,1 m

Acv 2014 - Fisica 04

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