Acv 2014 - Fisica 05

5 Preguntas Propuestas

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Física A) 4 g/cm 3

Hidrostática II

B) 5 g/cm3

D) 8 g/cm3 1.

C) 6 g/cm3 E) 2 g/cm3

En el sistema mecánico mostrado, los émbolos 1 y 2 son lisos y de masa despreciable. De-

4.



En un gran estanque con agua, un cubo de

termine el módulo de F que permita mantener

20 cm de lado, flota inicialmente como mues-

el equilibrio del sistema. Desprecie la masa de

tra el gráfico I. Luego, sobre el se coloca un

la barra. ( m=300 kg; A2=20 A1; g=10 m/s 2)

bloque de masa m y queda en equilibrio como se muestra en el gráfico II. Determine m.

3a

F

( g=10 m/s 2)

2a

(1)

(II)

(I)

m (2)

10 cm

m

5 cm

10 cm

A) 1 kg

A) 150 N

B) 2 kg

B) 200 N

C) 3 kg

C) 250 N

D) 4 kg

D) 300 N

E) 5 kg

E) 400 N 5. 2.

Un bloque homogéneo de 3 kg flota libremente en un líquido con el 25% de su volumen fuera del líquido. ¿Cuál será el módulo de la fuerza necesaria que se debe aplicar sobre el bloque

El gráfico muestra dos situaciones en las que un sistema recipiente-bloque se mantiene en h2. reposo. Determine h1 /

Considere que mrec=3 mbloq; rbloq=3rlíq (I)

para mantenerlo totalmente sumergido?

(II)

( g=10 m/s2) A) 10 N D) 25 N

B) 15 N

C) 20 N E) 30 N

h1

h2





Física 6.

Una esfera pequeña es soltada desde el fondo

A) 1,2 N

de una piscina de 2 m de profundidad. ¿Hasta

D) 3,2 N

B) 1,8 N

C) 2,4 N E) 3,6 N

qué altura, respecto de la superficie del agua, logra ascender como máximo? ( ragua=2resfera)

9.

La barra homogénea mostrada, de longitud 6, permanece en reposo. Si la densidad del

A) 1 m

B) 2 m

líquido es r, ¿cuál es la densidad de la barra?

C) 3 m

D) 4 m

E) 5 m 2

7.

La esfera que se muestra, es homogénea y presenta un volumen de 0,03 m 3 y una densidad de 1600 kg/m3. Si permanece en reposo sumergida en aceite de densidad 800 kg/m3, determine el módulo de la fuerza que le ejerce la pared lisa. ( g=10 m/s2)

A)

37º

D) r

10.

5 6

ρ

B)

6 7

ρ

8 9

C)

E)

ρ

7 8

ρ

9 10

ρ

Se muestra una barra de sección transversal constante, constituida de dos materiales A y B. Si la barra permanece en equilibrio, determine la densidad del líquido. (r A=r; r B=4r)

A) 120 N D) 200 N

B) 160 N

C) 180 N E) 240 N L

8.

El sistema formado por las esferas A y B, de 400 cm3 cada una, permanece en equilibrio. Si la densidad de A y B es de 200 kg/m3 y 1800 kg/m3, respectivamente. Determine el módulo de la tensión en la cuerda que las une. ( g=10 m/s 2)

( A)

L ( B)





Física A) 14 ºC

Fenómenos térmicos I

B) 10 ºC 11.

Dentro de un recipiente cuyo equivalente en

C) 13 ºC

agua es 10 g se tiene m gramos de agua a 10 ºC.

D) 15 ºC

Si se le hace ingresar 20 g de agua a gua a 90 ºC se tie-

E) 17 ºC

ne que el equilibrio térmico es 50 ºC, calcule m. 15.

A) 5 g

B) 10 g

D) 20 g 12.

C) 15 g

Dentro de un recipiente de capacidad calorífica C =80 =80 cal/ºC, se tiene 0,2  de agua a 25 ºC.

E) 25 g

Si le absorbe 5,6 kcal, calcule la temperatura final del sistema.

En un recipiente cuya capacidad calorífica es despreciable se tiene 0,22  de agua a 20 ºC. Si

A) 15 ºC

dentro del recipiente se coloca una muestra

B) 35 ºC

D) 5 ºC

de metal de 0,5 kg a 110 ºC, calcule la tempe-

C) 20 ºC E) 45 ºC

ratura de equilibrio. 16.

(C e metal=0,22 cal/g ºC)

introduce en un recipiente de capacidad calorífica despreciable que contiene un líquido

A) 27 ºC

a 10 ºC. Si luego de un determinado intervalo

B) 35 ºC

de tiempo el metal presenta 80 ºC y el líquido

C) 50 ºC

35 ºC, calcule cuanto calor cede el metal hasta

D) 85 ºC

que llega al equilibrio térmico.

E) 90 ºC 13.

Se tiene 30 g de un metal a 130 ºC el cual se


Dentro de un recipiente de capacidad calorífica A) 528 cal

despreciable se tiene 0,2 de agua a 8 ºC. Si se introduce un metal a 10 ºC, la temperatura de

B) 492 cal

equilibrio es 25 ºC, calcule la masa del metal.

C) 327 cal


D) 674 cal E) 828 cal

A) 50 g D) 200 g

B) 400 g

C) 150 g E) 250 g

17.

Se tienen dos esferas macizas A y B del mismo material de radio r y y 2 r , respectivamente. Si la

14.

Para beber 0,2 de agua se mezclan dos mues-

temperatura inicial de la esfera A es – 10 ºC y

tra de agua. Una que contiene 0,05 a 8 ºC y la

de la esfera B es 80 ºC, calcule la temperatura





Física 18.

Un bloque metálico de 8 kg soldado a un re-

Fenómenos térmicos II

sorte es soltado en la posición que se muestra. 

Si cuando pasa por la posición x = 0 el bloque

21.

¿Qué cantidad de calor se requiere para que

presenta una rapidez de 5 m/s y además se

una muestra de 60 g de agua a – 10 ºC se lleve

temperatura se incrementó en 0,09 ºC, calcule

a 40 ºC?

su calor específico. (1 J=0,24 cal) A) 2400 cal K =800 =800 N/m

v=0

B) 4800 cal µ

C) 7200 cal D) 7500 cal

x=0

E) 8000 cal 1m 22.

Se le suministra calor uniformemente a un

A) 0,36 cal/g ºC

bloque de hielo a – 10 ºC. Luego de 90 s esta

B) 0,80 cal/g ºC

muestra presenta una temperatura t emperatura de 5 ºC,

C) 0,56 cal/g ºC

¿cuánto tiempo duró el cambio de fase?

D) 0,26 cal/g ºC E) 0,10 cal/g ºC 19.

A) 20 s

C e=0,05 cal/g ºC, respectivamente se encuen-

tran a 10 ºC. Si en forma independiente se le suministra calor a razón de 100 cal por segundo. Determine luego de cuánto tiempo la dife-

C) 70 s

D) 80 s

Dos sustancias de masas iguales a 1 kg cu yos calores específicos son C e=0,1 cal/g ºC y

B) 60 s

23.

E) 90 s

La gráfica muestra el comportamiento de la temperatura de cierta muestra de agua, conforme se le suministra calor. Determine la temperatura final de la muestra.

rencia de sus temperaturas será de 50 ºC.

(ºC) T (ºC) T f

A) 10 s D) 40 s

B) 20 s

C) 30 s E) 50 s

Q(Kcal) O

20.

Una bala de plomo que se desplaza con una rapidez de 400 m/s choca contra una pared, si se considera que solo el 95% de su energía cinética se disipa al medio ambiente. Halle la

– 20

Q1

20

24





Física 24.

Una muestra sólida (C e=0,4 cal/g ºC), inicial-

A) 39 g

mente a 20 ºC tiene una temperatura de fusión

D) 50 g

B) 40 g

C) 47 g E) 56 g

de 200 ºC. La gráfica muestra como varía su temperatura conforme se le suministra calor.

27.

En un recipiente de capacidad calorífica des-

Determine qué porcentaje de la muestra se lo-

preciable, se tiene 80 g de hielo a – 10 ºC. Si se

gra fusionar. ( Lfus=50 cal/g)

inyectan 20 g de vapor de agua a 100 ºC, ¿cuál es la temperatura de equilibrio térmico?

(ºC) T (ºC)

A) 20 ºC B) 60 ºC C) 80 ºC 20

D) 40 ºC Q (kcal)

0

9

E) 100 ºC

14 14 28.

A) 20 %

B) 25 %

D) 50 %

En un recipiente de capacidad calorífica de

C) 40 %

20 cal/ºC se tiene m1 gramos de agua a 40 ºC.

E) 80 %

Si se agregan m2 gramos de vapor de agua a 100 ºC, determine m2, de manera que la com-

25.

Un bloque cúbico metálico de 10 kg, es sa-

posición final de la mezcla es de 20 g de vapor

cado de un horno y colocado sobre un gran

y 120 g de agua líquida. Desprecie Desprecie el calor per-

bloque de hilo a 0 ºC. Si la temperatura inicial

dido al medio ambiente.

del bloque fue de 24 ºC, determine deter mine la arista del bloque, de modo que éste logre hundirse total-

A) 14 g

mente en el hielo.

D) 30 g

B) 22 g

C) 24 g E) 34 g

(Ce metal=0,3 cal/g ºC; ρhielo=0,9 g/cm3) 29.

Una muestra de 400 g de hielo a – 10 ºC se

A) 10 cm

mezclan con 1 de agua líquida. ¿A qué tempet empe-

B) 20 cm

ratura se encontraba el agua líquida, si como

C) 30 cm

máximo se logra fundir el 50% de la muestra

D) 40 cm

de hielo? Considere que el 20% del calor sumi-

E) 25 cm

nistrado por el agua líquida se disipa al medio exterior.

26.

En un recipiente de capacidad calorífica despreciable se tiene 10 g de hielo y 36 g de agua

A) 12,5 ºC







Física 30.

Un muestra de agua de 200 g se encuentra

A) se mantiene

inicialmente a – 10 ºC en un recipiente metá-

B) se duplica

lico. Luego se le mezcla con otra muestra de

C) se triplica

agua de 120 g inicialmente a 80 ºC. Si al llegar

D) se cuadriplica

al equilibrio térmico se nota que se fusiona el

E) aumenta en 150% 150%

50% de la primera muestra, determine la capacidad calorífica del recipiente. La gráfica

33.

Durante un proceso adiabático la energía in-

muestra el comportamiento de la temperatura

terna de un gas ideal disminuye en 30 kJ. Luego

de ambas muestras conforme ganan y pierden

el gas se expande isotérmicamente desarro-

calor, respectivamente. Desprecie las pérdidas

llando una cantidad de trabajo que es numé-

de energía al medio exterior.

ricamente igual al doble del trabajo del primer proceso. Determine la cantidad de calor en

(ºC) T (ºC)

este segundo proceso.

80

A) 15 kJ Q(cal)

B) 30 kJ

C) 50 kJ

D) 60 kJ

E) 90 kJ

0 –10

34.

La gráfica presión versus volumen nos muestra 2 procesos termodinámicos 1 y 2 que de-

A) 20 cal/ºC

B) 40 cal/ºC

D) 70 cal/ºC

C) 60 cal/ºC

sarrolla una misma muestra de un gas ideal

E) 80 cal/ºC

entre 2 estados termodinámicos A y B. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

Termodinámica P 31.

B

(1)

Indique cuál de las siguientes alternativas expresa un incremento de temperatura para un

(2)

A





Física 35.

En el diagrama presión - volumen se muestra el

T (K) (K)

B

proceso seguido por un gas ideal. Determine el calor suministrado en este proceso. P

100

(kPa)

A

A

3

V (m (m

1 B

)

4

isoterma

A) 200 kJ V (m (m

2

3

)

B) 300 kJ

5

C) 400 kJ D) 450 kJ E) 500 kJ

A) 55 kJ B) 105 kJ 38.

C) 210 kJ

Un gas ideal desarrolla el ciclo termodinámi-

D) 245 kJ

co que se presenta en el diagrama P – V que

E) 0

se muestra. Indique verdadero (V) o falso (F) para las siguientes proposiciones.

36.

La gráfica presión versus temperatura corres-

P(Pa)

ponde a un gas ideal. Si durante el proceso A – B se le suministró 50 kJ, determine la canti-

P0

a

b

dad de calor durante el proceso B – C . El volumen del gas en A es 4 m 3. P(kPa)

c

C

V 0

3V 0

isoterma

3

(m V (m

)





Física 39.

Un gas ideal desarrolla un ciclo termodinámi-

C) P

co constituido por 3 procesos: isobárico, iso-

B A

métrico e isotérmico. Las cantidades de calor involucrados en cada proceso son 5Q, 3Q y Q, C

respectivamente. Determine la eficiencia del

V

ciclo. P

D) P

A

E)

B

P

A B

C

C

V V

V

3V

Electrostática I

A) 10% B) 15% C) 20% D) 25% E) 40% 40.

La gráfica temperatura versus volumen nos

41.

Una pequeña esfera de teknopor eléctricamente neutra está en reposo unida a la cuerda vertical. Si la acercar ac ercar el globo que fue frotado con tela se observa que la cuerda se desvía, tal como se muestra, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

muestra el ciclo termodinámico desarrollado por un gas ideal. ¿Qué alternativa representa mejor este ciclo en un diagrama presión volumen?

θ

aislante luego





Física 42.

Determine el número de electrones que se

10 cm

debe extraer a una esfera conductora inicial+Q

mente neutra para que presente una cantidad

K

– q

de carga +4×10 – 10 C. Superficie lisa y aislante

A) 250×108

A) 1 cm

B) 2,5×108 D) 25×10 8

46.

E) 0,025×10 8

E) 4 cm

Si el bloque mostrado se encuentra a punto de deslizar hacia abajo, calcule la masa del bloque. (Q=5 mC; g=10 m/s2)

Determine cuál es la relación de los módulo de las fuerzas eléctricas en la partícula (1) antes y

µ=

después de colocar en P una partícula – Q. +Q

g

+3Q

D) 25/21

B) 17/9

d

53º

+Q aislante

C) 29/25 E) 27/23 A) 0,1 kg

44.

+Q

30 cm

2 d

0,5 0,2

P

(1)

A) 13/7

C) 1,8 cm

D) 2,4 cm

C) 0,25×108

43.

B) 1,2 cm

Dos partículas electrizadas fijas con q1=16×10 –4 C y q2=4×10 – 4 C se encuentran separadas 9 m. Calcule a qué distancia de q2 se debe ubicar otra partícula negativa para que permanezca

D) 0,25 kg 47.

B) 0,4 kg

C) 0,5 kg E) 0,3 kg

El gráfico muestra una varilla de plástico homogéneo y doblada, la cual tiene adhiere una esfera electrizada con q1 y de masa desprecia-





Física 48.

Se muestra cuatro partículas electrizadas, tres

(2)

–Q

de ellas fijas y la partícula (1) en reposo. Si la

+Q

fuerza eléctrica resulta que actúa en la partí-

R (3)

cula (1) es nula, calcule q. (Q=4 mC; O: centro de la circunferencia, desprecie efectos gravitatorios)

r

(1)

+4Q

+Q

A) 10 cm

+Q (1)

B) 20 cm

C) 30 cm

D) 40 cm

E) 50 cm

–Q 60º

O

50.

q

En el sistema mostrado, la esfera central de 200 g y electrizada con Q se encuentra en equilibrio, calcule la cantidad de carga de la esfera (1). (Q=1 mC; g=10 m/s 2; a=0,3 m)

A) 1 mC B) 2 mC

(1)

C) 4 mC a

D) – 2 mC E) – 4 mC a Q 49.

Se tiene 3 partículas electrizadas fijas tal como

Q

30º

a

30º

Q

se muestra. Si el módulo de la fuerza eléctrica resultante sobre la partícula 2 que se encuentra en el punto de tangencia es 150 N, calcule R.

A) – 19 mC

(Q=4×10 – 5 C; R=2 r )

D) – 3,8 mC

B) +19 mC

C) – 1,9 mC E) +3,8 mC

Acv 2014 - Fisica 05

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