rcv_2016_f_01

Repaso UNI • Aptitud Académica • Humanidades • Matemática • Ciencias Naturales

                

Física Mecánica I 3.

NIVEL BÁSICO

1.

Si la expresión empírica es dimensionalmente correcta y representa la ecuación de estado de muchos gases reales, indique las unidades de a y b, respectivamente, en el SI. 2  n    V   P + a     − b = RT  V   n  donde P: presión n: número de moles V : volumen A) B) C)

kg× m 2 2

;

kg × m 3

m2

kg× m 5

m2 mol

mol × s

; 2

B) M – 1 L3/2



4.

Un vector r ( 3; 1) se opera según  ( P r î ) ( r ) donde y son vectores unitarios. Calcule P. =

=

⋅

−

⋅

A) 3 − 1 D) 3

B) −1 +

Z

Determine las dimensiones que debe tener Q para que la expresión sea dimensionalmente correcta si A y B son dimensionalmente desconocidas. W =0,5 =0,5 mva+ Agh+BP

A C

Y

B X

Q = Aα α B

v: velocidad; m: masa; h: altura; g: aceleración; P: potencia; W : trabajo; a: exponente desconocido

A) M 1/2T 3/2 D) MT – 1

C) − 3 E) 2,6

3

En la figura se muestran cuatro vectores A, B, C y D. Los vectores B y D están sobre el eje Z . El vector A está sobre el eje X y y el vector C está sobre el eje Y . Si | A×B|=4 y |C×D|=2, entonces el módulo del vector E=A×B+C×D es

D 2.

C) M – 2 L – 3/2 E) M – 1 L – 3/2 UNI 2008 - I

5.

; mol× s2 mol kg× m 5 m 3 ; D) mol × s2 mol

E)

A) M 2 L3/2 D) ML – 3/2

m

mol × s mol kg× m 5 m 3 ; mol2 × s2 mol

–1

En la ecuación ea x yz=a, z es una densidad volumétrica de masa. Si el producto xy tiene unidades de masa, entonces la dimensión de x es

B) L M 2/3T 2/3

C) M 3/2T 5/2 E) M 2T 1/2

A) 6 D) 2

B) 2

5

C) 2 3 E) 6 UNI 2007 - I

Física 6.

Un perro se encuentra en una de las orillas de un río, cuyas aguas viajan hacia el este con 1,2 m/s respecto de una persona que se encuentra parada en la otra orilla. Si el perro empieza a nadar en todo momento hacia su dueño con una rapidez constante de 1 m/s respecto del agua, determine la rapidez del perro respecto de su dueño cuando este lo ve en la dirección N37ºE. A) 1 m/s D) 3,0 m/s

7.

B) 30 m

A) 10 D) 35

11.

C) 40 m E) 17 m

C) 12 E) 14

UNI 2009 - I

Un móvil realiza movimiento rectilíneo sobre el una ecuación de movimiento  eje X con 2 x = 2 + t + 2 t . Calcule la rapidez media en el intervalo de t=1 s a t=3 s. A) 18 m/s D) 8 m/s

B) 20 m/s

Un globo meteorológico se desplaza tal que la ecuación de su trayectoria es y =

UNI 2008 - II 9.

Una piedra es lanzada verticalmente hacia abajo en un pozo con una rapidez inicial de 32 m/s y llega al fondo en 3 segundos. La profundidad del pozo, en m, y la rapidez con que llega la piedra, en m/s, respectivamente, son ( g=9,81 m/s2) A) 140,1; 61,4 B) 140,1; 62,4 C) 141,1; 61,4 D) 141,1; 62,4 E) 142,1; 63,4

12.

B) 11

C) 25 E) 50 UNI 2010 - I

El espacio recorrido por una partícula en un movimiento rectilíneo está dado por d = t2+2 t+12 donde t se mide en segundos y d en en metros. Si el movimiento se inicia en el instante t=0, halle la velocidad, en m/s, que tiene la partícula al cabo de 5 segundos. A) 10 D) 13

B) 20

C) 2,5 m/s E) 3,1 m/s

Para un móvil que realiza MRUV se tiene que en los instantes t=1 s; t=2 s y t=3 s sus posiciones son 60 m, 80 m y 90 m. Calcule la posición inicial del móvil. A) 20 m D) 10 m

8.

B) 2,4 m/s

tante en que llega al suelo. El tiempo medido por el observador es la mitad del tiempo que transcurre desde que se suelta el cuerpo hasta que llega al suelo. El porcentaje de la altura H que recorrió el cuerpo antes que el observador encienda su cronómetro es

x

2

100

.

Si su posición horizontal varía según x=30 t (unidades en el SI), determine su rapidez en el instante t=2 s. Y

C) 9 m/s E) 6 m/s

y=

x2 100

NIVEL INTERMEDIO X 10.

Se deja caer del reposo un cuerpo desde una altura H . Un observador pone en marcha su cronómetro cuando el cuerpo ya ha hecho parte de su recorrido y lo apaga justo en el ins-

A) 46,9 m/s D) 36 m/s

Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.

B) 21,9 m/s

C) 58 m/s E) 30 m/s

Física 13.

Tenemos muchas pequeñas esferas con MRU. Si las esferas impactarán en la caja P, ¿cuál es el intervalo de velocidades que deben tener las esferas para que nunca caigan fuera de la caja? ( AB=1,25 m; g=9,81 m/s; BC =4 =4 m; CD=2 m). v

v

v

v

15.

A) 4,9 B) 6,7 C) 3,6 D) 1,6 E) 5,0

v A

C

D

B

16.

A) entre 8 m/s y 12 m/s B) entre 5 m/s y 10 m/s C) entre 6 m/s y 11 m/s D) entre 4 m/s y 9 m/s E) entre 1 m/s y 9 m/s 14.

Una pistola dispara balas con una rapidez de 457 m/s de forma horizontal contra un bloque ubicado a 45,7 m. ¿A qué altura, en cm, respecto al bloque debe estar colocado el rifle para que se dé el impacto?

Una partícula experimenta un movimiento circunferencial. Si se muestra el instante para dos posiciones, indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) respecto a las siguientes proposiciones. V A=0,5p R m/s Y v B t=7 s

La esfera A se abandona sobre el plano inclinado liso y en el mismo instante se lanza la esfera B con una rapidez de 16 m/s como se muestra. Indique si se volverán a encontrar las esfera y después de qué tiempo. ( g=10 m/s2).

15º

R v A R

t=5 s

15º X

37º

A

B B

I. El desplazamiento angular tiene un módulo de p /3 rad. II. La rapidez angular media es de p /8 rad. III. El módulo de la aceleración centrípeta es de p2

37º

A) no B) sí, 4 s C) sí, 3 s D) sí, 6 s E) sí, 2 s

4

2

m/s

A) FFF B) VVF C) VFV D) FVV E) VVV

en el punto A si R=1 m.

Física 17.

Un disco gira horariamente con una rapidez angular constante, súbitamente se ve sometido a un momento antihorario tal que su frecuencia varía en 300 RPM en cada segundo. Si luego de 10 s su frecuencia es de 1800 1800 RPM en sentido antihorario, determine el número de vueltas que dio durante los 10 s.

4 r r

A) 90 B) 40 C) 130 D) 10 E) 20 18.

Una partícula describe un movimiento circular, con una aceleración angular a, partiendo del reposo en el punto P mostrado en la figura. Cuando llega al punto Q, su aceleración cambia repentinamente a – 2a, llegando nuevamente a P con velocidad angular cero. Si la partícula tarda 1 s en dar la vuelta completa, el valor de la aceleración angular a, en rad/s2, es

A) 0,5 rad/s2 B) 1 rad/s2 C) 1,5 rad/s2 D) 2 rad/s2 E) 2,5 rad/s2 20.

4π

Una partícula inicia movimiento circunferencial de 5 m de radio con aceleración angular constante. Si completa la primera vuelta en 1 s, calcule el tiempo que emplea la primera media vuelta. A) 2 s B) 3 s C) 0,3 s D) 0,5 s E) 0, 5 2 s

3

P

Q 21.

A) 6p B) 5p C) 4p D) 3p E) 2p UNI 2007 - I

NIVEL AVANZADO

19.

Si después de 1 s de abandonar las esferas, estas se encontrarán separadas 20 cm verticalv erticalmente, ¿con qué aceleración angular se mue r =8 ven las poleas concéntricas? concéntricas? ( r =8 cm).

Una partícula describe un MCUV en el plano  XY con una velocidad angular inicial k ω Si luego de 3 s, su velocidad 0 = −8 (rad/s).  angular es ω F = 4k (rad/s (rad/s), ), consid considera erando ndo que que t=0, se encuentra en el eje X , indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) respecto de las siguientes proposiciones. I. La aceleración angular es 4 k (rad/s2). II. Si el radio de la trayectoria trayectoria es 5 m, la rapidez en t=3 s será 20 m/s. III. Entre t=0 y t=6 s, realiza 12 vueltas. A) VFV D) VVF


B) FVV

C) VVV E) VFF

Física 22.

Para un disco que experimenta rotación, se tiene la gráfica frecuencia vs. tiempo tal como se muestra. Calcule el número de vueltas en el intervalo de t=2 s a t=5 s.

A) 0,1 D) 2/3 25.

B) 0,2

Una partícula realizaun movimiento rectilíneo desde la posición x0 2 î (m ). Determine su posición en el instante t=8 s si su velocidad varía con el tiempo tiempo según la muestra muestra la gráfica. =

f (Hz)

80

v

(m/s) 4

t(s)

0

4

A) 200 B) 180 C) 300 D) 100 E) 240 23.

4

t (s)

A) 8 B) 10 10 C) 16 D) 14 14 E) 18

Si la ecuación de la posición viene dado por  2

, indique cuál sería la ecuación para la velocidad. A) 12 t B) 6 t C) 3 t D) 4 t E) 5 t

26.

Un cuerpo desarrolla un movimiento rectilí neo a lo largo del eje X . Si v0 10 m/s, ¿en qué instante aproximadamente su velocidad es nula? =

El comportamiento de la velocidad ( v ) de tres partículas A, B y C en en función del tiempo está indicado en la siguiente gráfica. v

8

–4

x = 6 t

24.

C) 0,3 E) 1/6

a

−

(m/s2)

(m/s) 4

A

B

1

–1 C

1 2

4

5

t(s)

Determine la razón entre los módulos de las aceleraciones menor y mayor. mayor.

A) 6,8 s B) 9,6 s C) 8,6 s D) 6,2 s E) 7,8 s

45º

t (s)

Física 27.

En el gráfico se muestra la velocidad versus la posición x de una partícula que parte del origen de coordenadas en el instante t=0 s con una aceleración constante. Dadas las siguientes proposiciones: I. La aceleración de la partícula es de de 8 m/s2. II. La partícula pasa por por x=4,0 m en el instante t=1,0 s. III. La velocidad de la partícula en el instante t=5,0 s es de 20,0 m/s. Señale la alternativa que presenta la secuencia correcta después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F).

v

(m/s)

6 4 2 x

1,5

A) FFF D) FVF


B) FFV

(m)

4,0

C) VFV E) VVV UNI 2009 - II

Física Mecánica II 3.

NIVEL BÁSICO

1.

Un bloque de peso W está está suspendido de una vara de longitud longitud L cuyos extremos se posan en los soportes 1 y 2 como se indica en la figura. Se quiere que la reacción en el soporte 1 sea a veces la reacción en el soporte 2. La distancia x debe ser

La figura muestra dos cuerpos de masas m1 y m2 unidos por una cuerda. La fuerza máxima que puede aplicarse al bloque de masa m2 sin que se rompa la cuerda es F . Determine la máxima tensión, en newtons, que soporta dicha cuerda antes de romperse. ( m1=5 kg; m2=15 kg; F =200 =200 N). F m2

L x

m1

(2)

(1) liso α

W

A) D)

L

α

α +

1

B)

L 2α

C)

+1

L α +

E)

1

A) 20 B) 30 C) 50 D) 10 E) 59

L

α

α +

2

2 L α +1

UNI 2009 - I

2.

Una barra rígida de masa despreciable mantiene en reposo a los bloques mostrados. Si las superficies son lisas, ¿cuántos centímetros está deformado el resorte? ( k=450 N/m; m A=7,2 kg; m B=2,8 kg; g=10 m/s2).

4.

Para la siguiente máquina de Atwood, calcule la diferencia de altura luego de 1 s que se suelta el sistema. ( g=9,81 m/s2).

g

A

B

500 g 53º 53º

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

3 37º 7º

A) 2,45 m B) 3,22 m C) 1,63 m D) 3,81 m E) 1,17 m

300 g

Física 5.

Se tiene un movimiento circular uniforme con velocidad angular w, sobre una mesa sin fricción como se muestra en la figura. Sea T 1 la tensión que soporta la masa m1 debido a la cuerda de la longitud L1. Si T 1 soporta un valor máximo de 21 N antes a ntes de romperse, calcule el valor de w en rad/s justo antes que se rompa la cuerda L1. L1=1 m; L2=2 m; m1=1 kg; m2=2 kg m2 m1

7.

A) 0,49 B) 0,91 C) 0,99 D) 1,19 E) 1,28

ω

L2

L1

Una pequeña moneda se encuentra a 15 cm del eje de una mesa giratoria horizontal para la cual aumenta uniformemente su rapidez angular. El coeficiente de rozamiento estática entre el dado y la mesa es de 0,60. ¿A qué frecuencia, en Hz, comenzará a deslizarse el dado? ( g=9,81 m/s2).

8.

Sobre el bloque liso que se encuentra en x=5 m se ejerce una fuerza que varía con la  (20 x x 2 ) î N. Determine posición según F el trabajo realizado mediante F desde desde x=10 m hasta x=20 m. =

A) 1 D) 2

B) 2

A) 5p J D) 50p J

C) 3 E) 5

B) 10p J

9.

Una pequeña esfera lisa de 1 kg al pasar por la balanza 2 indica el 40 % de lo que indica la balanza 1, y en tal posición su velocidad  es v = (−3 î + 4 ) m/s . Determine el radio de curvatura en ese instante. ( g=10 m/s2).

C) 15p J E) 25p J



UNI 2009 - II 6.

−



Considere la fuerza F ( x ) F ( x ) i . La dependencia de F ( x) con x se muestra en el gráfico. Calcule el trabajo realizado por la fuerza F (en J) al actuar sobre una partícula entre los puntos x=0 y x=15 m. =

F (N) balanza 2

46

23

x

balanza 1

A) 4 m B) 0,5 m C) 3 m D) 1,5 m E) 2,5 m

0

5

10

(m)

15

A) 182,5 B) 187,5 C) 287,5 D) 345,0 E) 402,5


UNI 2007 - II

Física 12.

NIVEL INTERMEDIO

10.

Una esfera de 400 g se suelta desde una gran altura, experimentando una fuerza de resistencia del aire que varía con la rapidez de la esfera tal como muestra la gráfica. Determine el trabajo neto realizado sobre la esfera desde que se suelta hasta que alcanza su rapidez máxima. ( g=10 m/s2).

En un movimiento sobre el eje X , un móvil de 20 g de masa parte del origen de coordenadas con velocidad velocidad 2 m/s . Sobre el móvil actúa una fuerza descrita por la gráfica. Calcule el valor de la coordenada b, en metros, si queremos que la velocidad final sea nula en ese punto. F (N)

2

R A (N)

b

g

0

1

3

4

x (cm)

2

A) 7,2 D) 8,4

v (m/s)

2 13.

A) +8 J D) – 3,2 J 11.

B) 1,6 J

C) 3,2 J E) – 1,6 J

Se muestra un cuerpo que se deja en libertad. Cuando está a una altura H sobre sobre el suelo se verifica que su energía cinética es igual a su energía potencial, la velocidad del cuerpo en este punto en v0. Si el cuerpo sigue bajando y llega a una altura sobre el suelo igual a H /2, en este instante determine la velocidad del cuerpo en función a v0.

B) 4,3

Una esfera de 1 kg es lanzada, tal como se muestra en la figura, en una región donde el aire le ejerce ejerce una fuerza fuerza constante constante de –10 –10 N. ¿A qué distancia del lugar del lanzamiento se encontrará luego de 2 s de su lanzamiento? ( g=10 m/s2) 20 2 m/s 45º

A) 10 2 m D) 30 m 14.

2

v0

3 3

D) v0 2

B)

3

v0

2

2

C) v0 3

E) 3 v0

B) 20 m

C) 20 E) 30

2m 2m

En la figura, F es es constante y se desprecia todo rozamiento. Si se sabe que inicialmente el sistema reposa, calcule la energía cinética de m2 cuando haya un desplazamiento d . F

A)

C) 7,1 E) 5,4

m1

m Fd  m  A) 1 + 1  Fd B) 2 m1  m2 

D)

m2 Fd

( m1 + m2 )

m2

C) E)

m1Fd m2 m1Fd

( m1 + m2 )

Física 15.

El collarín liso de 2 kg es soltado en el punto A. Determine la máxima deformación que experimenta el resorte cuya constante es K =200 =200 N/m. Considere que la longitud natural del resorte es de 0,1 m y este queda enganchado en el clavo. ( g=10 m/s2). R=0,1

II. El trabajo realizado por la fuerza resultante resultante es nula en ambos casos. III. El trabajo realizado por F 1 es mayor que el realizado por F 2. 2

2 F 1

A

m

m

R

3 37º 7º fig. A

A) VVV D) FVF

16.

B) 0,2 m

C) 0,3 m E) 0,5 m

h

5 53º 3º 1

clavo

A) 0,1 m D) 0,4 m

F 2

1 fig. B

B) VFV

C) FVV E) FFV UNI 2009 - II

18.

Se muestra un sistema inicialmente en reposo con el bloque de 5 kg y el resorte estirado 10 cm. Luego, muy lentamente, se aplica al bloque una fuerza F vertical, vertical, que lo hace descender 10 cm. Calcule el trabajo, en J, realizado por la fuerza. ( g=10 m/s2).

Un bloque de 8 kg es lanzado con una velocidad de 10 10 m/s al ras de una superficie horihorizontal rugosa (m k=0,5). Determine qué potencia desarrolla la fuerza de rozamiento hasta que el bloque se detiene. ( g=10 m/s2). A) 100 W B) 200 W C) 300 W D) 400 W E) 500 W

NIVEL AVANZADO

A) 1,25 D) 2,15 17.

B) 1,55

C) 1,85 E) 2,45

Dos bloques de igual masa m suben a una misma altura por un plano inclinado con rapidez constante desde el punto 1 hasta el punto 2. En la figura A, la fuerza que actúa sobre m es F 1 y en la figura B, la fuerza es F 2. En ambos casos, las direcciones de las fuerzas son paralelas a sus respectivos planos. Si el coeficiente de rozamiento cinético entre las superficies en contacto es m, indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. El trabajo realizado por por el peso en en la figura A es mayor que en B.

19.

Para el sistema mostrado, calcule el radio vector del centro de masas. Y (m)

6 kg

2 2 kg 1 2 kg 1

A) 2,44 m D) 12,60 m


2

B) 3,11 m

X (m)

3

C) 7,06 m E) 3,10 m

Física 20.

Dos esferas deslizan sobre una superficie horizontal lisa siendo sus masas m1=3 kg y m2=4 kg y sus velocidades (4 +4 ) m/s y (– 3 +4 ) m/s, respectivamente. Si experimentan un choque plástico, determine el módulo del impulso que actuó sobre la esfera de 3 kg. A) 15 N · s D) 12 N · s

21.

B) 24 N · s

cañón del rifle

C) 6 N · s E) 9 N · s

Las esferas de plastilina se mueven sobre una mesa lisa horizontal. Luego del choque plástico, ¿qué rapidez presentarán? ( m A=2 m B).

A) 150 m/s D) 270 m/s

3 m/s 24.

B

B) 200 m/s

C) 250 m/s E) 300 m/s

Para detener un móvil de 2 toneladas que realiza MRU con 25 m/s es necesario una fuerza resultante que actúa por 2 s. Calcule la magnitud del impulso resultante sobre el móvil en el intervalo mencionado.

2 m/s

A) 5 · 104 N · s B) 6 · 104 N · s C) 7 · 104 N · s D) 4 · 104 N · s E) 2,5 · 104 N · s

A

A) 4/3 m/s D) 2/5 m/s 22.

B) 5/3 m/s

C) 1/5 m/s E) 3 m/s

Una bola de 0,6 kg de masa se mueve en el sentido positivo del eje X con con una rapidez de 1,8 m/s y choca frontalmente con una bola de 0,3 kg en reposo. Si la colisión es perfectamente elástica, las velocidades, en m/s, de la bola incidente y la que estaba inicialmente en reposo, respectivamente, son

25.

Una esfera de 500 g, que se desplaza por una superficie horizontal, impacta con una pared vertical. Determine la rapidez con la que reborebota la esfera si la fuerza que le ejerce la pared varía tal como muestra la gráfica. Desprecie todo rozamiento.

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

F (kN)

superficie horizontal UNI 2009 - I

23.

Sobre un rifle se coloca un bloque de madera de 0,98 kg. Cuando la bala de 20 g está a punto de incrustarse, tiene una rapidez v. Si el bloque se eleva como máximo una altura de 1,25 m, determine la rapidez v. ( g=10 m/s2).

25

50 m/s 37º

A) 50 m/s m/s D) 50 2 m/s

t (ms)

pared

2

B) 30 m/s

C) 40 E) 20

5 m/s m/s 5 m/s m/s

Física 26.

Una bola de 50 g de masa moviéndose con una rapidez de 10 m/s en la dirección + x, choca frontalmente con una bola de 200 g en reposo, siendo el choque inelástico. Si el coeficiente de restitución es 0,5, calcule la velocidades, en m/s, de la bola incidente y la de la bola que estaba en reposo, después del choque. A) – 2 ; B) – 2 ; 2 C) – 2 ; 3 D) – ; 3 E) ; 3

27.

Al bloque bloque de 5 kg kg en reposo reposo,, se le aplica aplica una fuerfuerza paralela al plano hacia arriba, que varía con el tiempo según F =(30 =(30 t) N; donde t en segundos. Determine la rapidez del bloque en t=4 s.

0,5 0,75

µ

37º

UNI 2010 - I

A) 4 m/s D) 16 m/s


B) 6 m/s

C) 8 m/s E) 18 m/s

Física Mecánica III 4.

NIVEL BÁSICO

1.

Se muestra un bloque de 750 g en reposo. Luego se le desplaza 20 cm hacia la derecha y se le abandona. Calcule después de cuánto tiempo pasa por x = –10 cm por primera primera vez. ( K =48 =48 N/m).

En la figura se muestra la gráfica posición ( x ) – tiempo( t) para un oscilador armónico. Determine la ecuación de movimiento movimien to del bloque. x

v

(m) liso

0,4

x=0 t(s)

liso

1 – 0,2

A) 0,26 s D) 0,56 s 2.

B) 0,36 s

C) 0,46 s E) 0,16 s

El sistema bloque-resorte experimenta un MAS en una superficie horizontal. Si la energía potencial máxima es 160 J, determine la energía potencial (en J) cuando la rapidez del oscilador es la mitad de la rapidez máxima.

  π 5π  A) x = 0, 6 sen  t +  m 6

6

  π 11π  B) x = 0, 4 cos  t +  m 6

6

  π 13π  C) x = 0, 3 sen  t +  m 6

6



A) 160 J D) 110 J 3.

B) 130 J

C) 120 J E) 100 J

Dos bloques idénticos situados uno sobre el otro descansan sobre una superficie horizontal sin fricción. El bloque inferior está unido a un resorte de constante K =600 =600 N/m como se indica en la figura. Si se desplaza ligeramente de su posición de equilibrio, el sistema oscila con una frecuencia de 1,8 Hz. Cuando la amplitud de oscilación excede 5 cm, el bloque superior comienza a deslizarse respecto al inferior. inferior. Calcule el coeficiente de rozamiento estático entre los dos bloques. m m

A) 0,45 D) 0,60

B) 0,50

 π 11π  D) x = 0, 4 sen  t +  m

C) 0,55 E) 0,65 UNI 2009 - II

6

6

  π 9π  E) x = 0, 2 sen  t +  m 3

5.

4

Un oscilador armónico vertical se construye fijando una bolita de masa m al extremo de un resorte de constante K , suspendido por el otro extremo del techo. El resorte se estira y la bolita realiza un movimiento armónico simple. (No considere la fricción del aire). Determine la veracidad de las siguientes proposiciones. I. Debido a la fuerza gravitacional, gravitacional, la bolita bolita siempre está sometida a una fuerza neta no nula. II. La velocidad y la aceleración de la bolita siempre están en sentidos contrarios. III. La bolita se detendrá cuando llegue a una posición de equilibrio. A) VVV D) FFF

B) FFV

C) FVF E) VVF UNI 2008 - I

Física 6.

El oscilador armónico de 2 kg pasa por su posición de equilibrio en el instante t =

3π 8

NIVEL INTERMEDIO

. Si su

s

máxima rapidez y amplitud es 0,8 m/s y 0,2 m, respectivamente, respectivamente, determine la ecuación de su aceleración.

10.

K

π A) a = −3, 2 sen  4 t +  m/s2 2

B) a

=

3, 2 sen (4 t ) m/s

−

A) 0,6 D) 3,8

2

11.

D) a = −1, 6 sen (8 t + π ) m/s2

π E) a = −0, 4 cos  2 t +  m/s2 2

Un péndulo simple de longitud L1 realiza la mitad de oscilaciones que otro de longitud L2 empleando el doble de tiempo. Calcule L1 / L2. A) 16 D) 0,125

8.

B) 2,75 s

C) 0,25 E) 4

12.

C) 4,11 s E) 6,21 s

Un péndulo en la tierra tiene un periodo de 2 s. Determine su nuevo periodo al ser lle vado a un planeta cuya densidad promedio es el doble de la densidad promedio terrestre y cuyo radio es la cuarta parte del radio terrestre. A) 0,5 D) 4 s

B) 1 s

C) 2,8 E) 4,7

C) 2 s E) 8 s

Para una cuerda donde se generó ondas estacionarias, su frecuencia fundamental es 500 Hz. Considerando igual tensión en la cuerda, ¿a qué distancia de un extremo se deberá presionar la cuerda de tal forma que la frecuencia fundamental aumente en 100 Hz? ( Lcuerda=60 cm) A) 10 cm D) 15 cm

Si el periodo inicial de un péndulo es T , y cuando su longitud aumenta 2 m su periodo lo hace en 1 s. Calcule T . ( g=9,81 m/s2). A) 3,52 s D) 8,43 s

9.

B) 2

B) 1,7

UNI 2009 - I

3π C) a = −1, 6 cos  2 t +  m/s2 2

7.

Un caño gotea con frecuencia constante sobre el centro de un cilindro lleno de agua y se observa que se genera una onda sinusoidal sobre la superficie del agua. La distancia entre un pico y un valle de dicha onda es de 1,2 cm. Además, se observa que por un punto fijo sobre la superficie del agua pasan 35 picos en 30 segundos. ¿Cuál es la rapidez de programación en cm · s–1, de la onda generada?

B) 20 cm

C) 30 cm E) 25 cm

Una cuerda estirada fija en sus extremos tiene una densidad lineal de masa m=2×10 – 2 kg/m y soporta una tensión tensión de 200 N. ¿Cuál debe ser la longitud de la cuerda, en metros, para que se produzcan ondas estacionarias en el sexto armónico con una frecuencia de oscilación de 60 Hz? A) 3,0 D) 4,5

B) 3,5

C) 4,0 E) 5,0 UNI 2007 - I

13.

Para un altavoz, el nivel sonoro pasa de 40 dB a 80 dB. Calcule I 2 / I 1, donde I 1 e I 2 son las intensidades sonoras al inicio y al final, respectivamente. A) 104 D) 4×103


B) 103

C) 400 E) 2 o 104

Física 14.

Si 2 planetas de igual masa pero de diferente radio están distantes cierta distancia, indique la veracidad (V) o falsedad (F) respecto de las siguientes proposiciones. I. Un tercer tercer cuerpo cuerpo se mantiene en reposo reposo en el punto medio de la línea que une las superficies de los planetas. II. Al lanzar a un cuerpo cuerpo del planeta de mayor radio, llegará con mayor rapidez al otro planeta. III. Al moverse un cuerpo de un planeta a otro, la rapidez mínima se alcanza siempre más cerca de la superficie del planeta de menor radio. A) FFF B) FFV C) FVV D) FVF E) VVV

15.

B

perihelio

La figura muestra la órbita elíptica de un planeta que gira alrededor del Sol con un periodo igual a 3 años terrestres. Si el planeta demora 6 meses terrestres en ir del perihelio al punto A, y dos años seis meses terrestres terrestres en ir del punto B al afelio, determine qué parte del área de la elipse es el área sombreada.

afelio

A) 1/6 B) 1/8 C) 1/9 D) 1/5 E) 2/7 17.

Se muestran a dos planetas orbitando en torno a su estrella. Si el planeta (1) demora 1 año en ir de su afelio a su perihelio, determine cuántos años demora el planeta (2) en dar tres vueltas a la estrella. Considere 2 = 1, 4. (1)

Calcule la aceleración, que tendría un cuerpo al caer sobre la superficie de Venus desde una altura de 10 m. Considere caída libre en dicho planeta. Masa de Venus=4,87×1024 kg Diámetro de Venus=12 103,6 km Constante de gravitación universal= 6,673×10 –11 N · m2 /kg2 A) 8 m/s2 B) 7 m/s2 C) 10 m/s2 D) 5 m/s2 E) 12 m/s2

16.

A

r

r

3 r

3 r

(2)

A) 5,6 B) 11,2 C) 16,8 D) 12,6 E) 8,4 18.

Para un planeta en trayectoria circunferencial alrededor del Sol, determine la relación entre su energía cinética de traslación y su energía potencial gravitacional. A) 2 B) – 2 C) 1/2 D) – 1/2 E) 3

Física A) 6,03×10 – 5 B) 6,03×10 – 4 C) 6,06×10 – 4 D) 6,06×10 – 3 E) 6,03×10 – 2

NIVEL AVANZADO

19.

Superman se aleja de la Tierra en forma radial (ver figura). Cuando está a una altura h sobre la superficie de la Tierra, volando con una velocidad v0, se le cae su anillo. ¿Con qué velocidad chocará el anillo con la superficie de la Tierra? Desprecie la resistencia del aire; M T es la masa de la Tierra; RT, su radio y G, la constante de gravitación universal.

21.

Determine la energía mecánica de un satélite de masa m que orbita a una distancia 5 R del centro de la Tierra en una trayectoria circunferencial. ( R es el radio terrestre; gsup=10 m/s2). A) 2 mR D) 1/2 mR

v0

22.

h

RT

M T

B) mR

C) – 1/2 mR E) – mR

P/P0) en función Al realizar una gráfica de Ln( P/P de la altura h, en km, sobre el nivel del mar se obtiene lo que se muestra, donde P es la presión atmosférica y P0 es la presión atmosférica sobre el nivel del mar. Si P=P0 e – 2l, determine l, en km –1. ( e: base de logaritmo neperiano). Ln ( P / P P0)

A) v0 + B)

2

v0

2 MT G

+

2

v0

E)

v0

2

(

RT RT

1,92 +

h

– 0,22

h

(

RT RT

+

h

) A) 0,011 B) 0,115 C) 0,342 D) 0,584 E) 0,722

h

+

2 M TG h

1 1 + 2 MTG  −   RT + h RT 

23.

UNI 2008 - I 20.

h (km)

)

2 M TG

C) v0 + D)

2 MT G

h

La masa del Sol es aproximadamente 3,33×105 veces la masa de la Tierra. La distancia promedio al centro del Sol para una persona sobre la Tierra es 2,35×104 veces la distancia al centro de la Tierra. Calcule el cociente

F G

S

F G

T

, donde F GS

y F GT son los módulos de la fuerza gravitacional del Sol y de la Tierra sobre la persona.

Se tiene un tubo en U parcialmente lleno con un líquido de densidad relativa r. Por una de sus ramas se añade aceite de densidad relativa 0,8 hasta una altura de 12 cm. Cuando el sistema se equilibra la interfase aire / aceite está 6 cm sobre la interfase líquido / aire. Halle r. A) 0,4 D) 4,8


B) 0,8

C) 1,6 E) 9,6 UNI 2007 - I

Física 24.

En la prensa hidráulica que se muestra, la tensión es de 30 N. Calcule la nueva fuerza de tensión cuando sobre la polea de mayor área se coloque un bloque de 9 kg. ( A1=15 A2; g=10 m/s2).

A) 9,3 D) 30,7

B) 10,2

C) 20,5 E) 41,5 UNI 2009 - I

26.

(1)

(2)

Un bote que tiene la forma de la mitad de un cascarón esférico de radios internos y externo R1 y R2, respectivamente, y masa M , flota en un líquido de densidad r. La mayor masa m que se puede colocar dentro del bote de manera que no ingrese líquido en su interior es

cuerda

A) A) 36 N D) 26 N 25.

B) 6 N

C) 16 N E) 14 N

B)

Un cuerpo de forma esférica de radio 10 cm y de densidad 0,5 g · cm – 3 está completamente sumergido en el agua, sostenido por la cuerda AB y en equilibrio según el dibujo mostrado. Calcule la reacción en el punto C , en newtons. ( g=9,81 m/s2)

C) D) E)

O B

3 4 3 2 3 2 3 2 3

3

π R1 ρ + M 3

π R2 ρ − M 3

π R2 ρ + M 3

π R1 ρ − M 3

π R2 ρ − M

UNI 2008 - II

27.

C

2

Para un bloque de densidad igual al 75 % de la de un líquido, calcule la relación entre la densidad del líquido y la del bloque.

A D

A) 4/3 D) 3/5

B) 3/4

C) 1/2 E) 2/3

Física Termodinámica 4.

NIVEL BÁSICO

1.

Se tienen 3 muestras de agua de masas 4 kg; 3 kg y 2 kg a temperaturas de 20 ºC; 40 ºC y 10 ºC, respectivamente. Si se mezclan en un recipiente cuyo equivalente en agua es 1000 g que está a 10 ºC, calcule la temperatura de equilibrio del sistema. A) 18 ºC D) 23 ºC

2.

B) 15 ºC

A) 20,5 D) 22,0

C) 25 ºC E) 16 ºC

En un recipiente aislante, se tienen 4 ladrillos A, B, C y y D, de temperaturas 40 ºC; 50 ºC; 60 ºC y T 0, respectivamente. Si se coloca el ladrillo B encima de A, luego de un tiempo C encima encima de B y finalmente D encima de C , determine T 0 de modo que al final A presente su temperatura inicial 40 ºC. Considere que los ladrillos son del mismo material y de igual masa.

3.

B) 20 ºC

5.

C) 25 ºC E) 45 ºC

A 7.

400 200

T (ºC)

0

A) 2/3 D) 5/4

10

20

B) 3/4

30

40

50

C) 1 E) 5/2

B) 80 ºC

C) 75 ºC E) 65 ºC

Una bala de 100 g impacta horizontalmente en un muro con una rapidez de 200 m/s, de tal manera que al detenerse dentro del muro, su temperatura varía en 32 ºC. Si el 20 % de su energía cinética se disipa al medio ambiente y al muro, ¿cuánto es el calor específico del material de la bala? (1 J=0,24 cal). A) 2,4 cal/gºC B) 0,24 cal/gºC C) 0,2 cal/gºC D) 0,12 cal/gºC E) 1,2 cal/gºC

Q (cal)

B

C) 21,5 E) 22,5

En un sistema aislado se tienen dos cuerpos inicialmente a 20 ºC y 130 ºC. Luego de cierto tiempo sus temperaturas son 40 ºC y 100 ºC. Calcule la temperatura de equilibrio. A) 60 ºC D) 64 ºC

La gráfica muestra la cantidad de calor absorbido por dos cuerpos A y B, de masas en relación de 3 a 2p, respectivamente, en función de la temperatura T . Determine la relación entre las capacidades caloríficas de los cuerpos A y B (C ( A) / C C( B)).

600

B) 21,0

UNI 2006 - I

6.

A) 10 ºC D) 30 ºC

Una caja llena de perdigones de plomo se lanza verticalmente hasta una altura de 4 m sobre el piso, luego cae al suelo quedando en reposo. Suponiendo que las paredes de la caja son aislantes térmicos ideales y la temperatura inicial de los perdigones era de 20 ºC, calcule la temperatura final (en ºC) de los perdigones después de efectuar cinco lanzamientos. (C Pb=0,128 kJ/kg K)

Una bala de plata se mueve con una velocidad de 0,2 km/s cuando choca contra una pared de madera. Si el 100 % de la energía cinética de la bala antes del choque se transforma en calor y es absorbido por la bala, determine la variación de la temperatura de la bala. (calor específico de la plata=234 J/kg · ºC) A) 85,47 D) 58,47


B) 170,94

C) 42,73 E) 85,46

Física 8.

Se tiene 2 L de agua en un recipiente cuyo equivalente en agua es 700 g a una temperatura de 20 ºC. Si luego de 70 s de estar en la hornilla se inicia la ebullición, ¿cuánto tiempo más transcurre para que el 2 % del agua se evapore? A) 6 s D) 7 s

9.

B) 11 s

I. A 0 ºC puede estar en sólido sólido y líquido, a la vez. II. El calor específico, en fase sólida, es 0,5 cal/g ºC. III. A temperatura de 313 K ocurre el cambio de fase, de líquido a gas. IV. El calor latente de fusión es 60 cal/g ºC. V. V. El calor específico, en fase líquida, es 0,9 cal/g ºC. ºC.

C) 12 s E) 19 s

En un recipiente adiabático se mezclan p g de vapor con 9 g de hielo, ambos a temperaturas de saturación. Determine la cantidad de agua en el equilibrio térmico. A) 3p g D) (3p – 4) g

B) 4p g

C) 3(p – 3) 3) g E) 12 g

A) VVFFF D) FVFVF 12.

NIVEL INTERMEDIO 10.

Sobre un cubo de hielo, a 0 ºC, se coloca de manera horizontal una moneda de plata de 1,5 cm de diámetro, de 15 g, que se encuentra a 85 ºC. Cuando la moneda está a 0 ºC, ha descendido en el hielo h cm. Considerando sistema aislado, calcule la distancia h, en cm. (rhielo=0,92 g/cm3; calor específico de la plata: 5,59×10 – 2 cal/g ºC; calor latente de fusión del hielo: 80 cal/g) A) 1,01 D) 0,81

11.

B) 1,32

C) 2,09 E) 3,11

El gráfico muestra el comportamiento de la temperatura en función del calor recibido por una sustancia de 2 kg. Si inicialmente está en fase sólida, señale la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F). T (ºC)

120

40 Q (kcal)

0 – 40

80

200

344

B) 10 kg

C) 15 kg E) 30 kg

Si la energía interna de un gas ideal es de 240 J, luego se expande hasta duplicar su volumen pero reduce su presión a la tercera parte. Determine la variación de la energía interna en este proceso. A) 120 J D) – 80 J

14.

C) VVVVV E) FFFFF

El petróleo utilizado en un horno tiene un poder calorífico de 5000 kcal/kg. Suponiendo que solo se aprovecha el 70 % del calor desprendido en su combustión, determine la cantidad de combustible necesario para calentar 500 kg de agua desde 10 ºC hasta 80 ºC. A) 5 kg D) 20 kg

13.

B) FVFVV

B) – 120 J

C) +80 J E) – 160 J

Un tanque de acero está lleno hasta el tope con gasolina y todo el conjunto está a 16 ºC. La fracción del volumen de gasolina que sale del tanque cuando ambos alcanza 27 ºC es aproximadamente de (coeficiente de dilatación volumétrica del acero: 36×10 – 6 K – 1; coeficiente de dilatación volumétrica de la gasolina: 95×10 95×10– 5 K – 1) A) 0,01 D) 0,04

B) 0,02

C) 0,03 E) 0,05 UNI 2008 - II

Física 15.

Se calienta una varilla metálica y se registra longitud para cada temperatura. Con estos datos se construye la gráfica que se muestra en la figura adjunta, donde el eje X representa representa el crecimiento porcentual de la longitud de la varilla. Determine el coeficiente de dilatación lineal (10 – 5 ºC – 1) de la varilla.

se observa que el émbolo recorre 45 cm, ele vando su temperatura en 2 ºC, hasta quedar de nuevo en reposo. Si la energía interna de gas aumentó en 400 J y debido al rozamiento se disipó 1300 J de energía al medio exterior, calcule la masa del émbolo. (C e(Al)=900 J/kg ºC; g=10 m/s2)

T (ºC)

vacío

K

200 µ

µ

100 X (%)

0

5

A) 0,5 kg D) 0,6 kg

–5

A) 30×10 B) 40×10 – 5 C) 50×10 – 5 D) 60×10 – 5 E) 70×10 – 5 16.

Respecto a los siguientes enunciados, indique la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F). I. La variación en la energía interna interna de un gas ideal, cuando va de un estado termodinámico a otro, depende del tipo de proceso termodinámico que experimentó. experimentó. II. En una comprensión comprensión isotérmica, la presión de un gas ideal siempre disminuye. III. Cuando un gas ideal se expande adiabáticamente, su temperatura disminuye. A) FFV D) VFV

17.

18.

B) FFF

C) FVV E) VFF

Se muestra un gas dentro de un recipiente de capacidad calorífica despreciable, así como un émbolo de aluminio en reposo, unido a un resorte de rigidez K =160 =160 N/m, estirado 25 cm. Cuando transferimos 3506,3 J de calor al gas,

B) 1 kg

C) 1,5 kg E) 1,2 kg

En el dibujo se muestra un recipiente térmicamente aislado, lleno con helio y con un pistón deslizable sin fricción. Señale la alternativa que presenta la secuencia correcta, después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F).

I. Si el gas se expande violentamente, entonces se enfría. II. Si el gas es sometido a un proceso cíclico cíclico su energía interna no cambia. III. Si el gas se expande isobáricamente, el gas se enfría. A) VVV D) VFF


B) VVF

C) VFV E) FVV UNI 2007 - I

Física A) – 444,1 D) – 471,1

NIVEL AVANZADO

19.

Se muestra un ciclo termodinámico para un gas ideal. Determine el trabajo útil del gas en 5 ciclos. (T a=T c ).

22.

B) – 451,1

C) – 461,1 E) – 481,1

Se muestra un proceso isotérmico. Calcule el trabajo realizado por el gas en dicho proceso. (Ln 4=1,4) P (atm)

P (kPa) a

5

3

b

3

c V (L)

2

V (L)

8

6

A) 8 J D) 40 J 20.

B) 20 J

C) 24 J E) 32 J

A) 8,4 J D) 840 J 23.

Una caja térmicamente aislada tiene en su interior una “pared” corrediza, muy liviana, rígida y conductora del calor, que la divide en dos compartimentos (sin dejar pasar moléculas al otro lado). Inicialmente, a la temperatura de 20 ºC se tienen V 1=4 litros de O2 y V 2=7 litros de aire. Si ambos gases se comportan como ideales y se incrementa i ncrementa la temperatura común hasta 50 ºC, entonces la relación entre los volúmenes finales V '1 y V '2 será

P (10

B) 4/10

isoterma

0

24.

UNI 2008 - II

21.

Cinco moles de un gas ideal se expande adiabáticamente realizando un trabajo de 30 kJ. ¿Cuál es el cambio de temperatura en kelvin del gas después de la expansión? R=8,314 J/mol K

Pa) Pa)

C

V 2

C) 4/7 E) 2

5

B

10

A) 97 kJ D) 27 kJ A) 4/14 D) 4/3

C) 743 J E) 111 J

Un gas ideal experimenta el ciclo termodinámico mostrado. Si en el proceso B → C el el gas absorbe 62 kJ, determine el trabajo neto que desarrolla el gas en un ciclo.

2 V 1

B) 68 J

A

V (cm

3

)

0,1 0,2

B) 53 kJ

C) 45 kJ E) 35 kJ

Una máquina térmica ideal de gas opera en un ciclo de Carnot entre 227 ºC y 127 ºC absorbiendo 6,0×104 cal de la temperatura superior. La cantidad de trabajo, en 103 cal, que es capaz de ejecutar esta máquina es A) 12 D) 28

B) 16

C) 20 E) 34 UNI 2010 - I

Física 25.

Un gas ideal realiza un ciclo termodinámico tal como se muestra en la gráfica T-V . Si en el proceso de 1 a 2 se le entrega 40 J de calor y la variación de la energía interna en el proceso de 3 a 1 es de +60 J, determine el trabajo realizado por el gas durante el proceso de 3 a 1 y el calor absorbido en 1 ciclo. ciclo.

UNI 2009 - I

27.

T (K)

1

A) 11 B) 12 C) 13 D) 14 E) 15

2

3

Una máquina de Carnot trabaja bajo las condiciones mostradas. Si se hace operar la máquina como un refrigerador y se realiza sobre este un trabajo de 300 J, calcule el calor que extrae del foco frío.

3

V (m

)

375 K

A) 40 J; 60 J calor disipado B) 30 J; 60 J calor absorbido C) 20 J; 50 J calor disipado D) 0 J; 100 J calor absorbido E) 30 J; 30 J calor disipado 26.

Una máquina térmica x tiene la mitad de la eficiencia de una máquina de Carnot que opera entre las temperaturas de 67 ºC y 577 ºC. Si la máquina x recibe 40 kJ de calor por ciclo, el trabajo que realiza por ciclo es kJ es

300 K

A) 600 J B) 800 J C) 1200 J D) 1500 J E) 900 J


Física Electricidad Electricidad y Magnetismo A) 6 D) 4

NIVEL BÁSICO

1.

Los conductores que se muestran en el gráfico son del mismo material. Si la resistencia eléctrica del conductor (1) es 10 W, ¿cuál es la resistencia equivalente del sistema de conductores? 

1,2 

(1) (1)

3 A

B) 12 W

C) 24 W E) 25 W

5.

Determine la resistencia equivalente entre A y B. 1Ω

2Ω 5Ω 5Ω

4Ω

4Ω 6.

A B

A) 1 W D) 2 W 3.

1Ω

B) 3 W

3Ω

C) 4 W E) 8 W

Una combinación en paralelo de una resistencia de 8 W y una resistencia R se conectan en serie con una resistencia de 16 W y una batería. A continuación se conectan las tres resistencias en serie a la misma batería. En ambas combinaciones, la corriente a través de la resistencia incógnita es la misma. Calcule el valor de la resistencia R en W.

Un alambre de cobre, en una instalación domiciliaria, tiene una sección transversal de 3,31×10 – 6 m2 y transporta una corriente constante de 10 A. Si se considera que cada átomo de cobre aporta un electrón libre a la corriente, ¿cuál es la rapidez de arrastre de los electrones en el alambre? Considere que la densidad del cobre es 8,92 g/cm3.

Un alambre homogéneo rectilíneo presenta una sección circular, cuyo radio mide 5 mm, transporta una corriente de 5 A producida por un campo eléctrico de 100 V/m. ¿Cuál es la resistividad del material de dicho alambre? A) 5p×10 – 4 W · m B) 2p×10 – 4 W · m C) 3p×10 – 4 W · m D) 4p×10 – 3 W · m E) p×10 – 3 W · m

1Ω

3Ω

C) 1 E) 12

A) 2,2×10 – 4 m/s B) 1,2×10 – 4 m/s C) 3,4×10 – 4 m/s D) 8,2×10 – 4 m/s E) 9,6×10 – 4 m/s

(3) (3)

2 A

A) 7 W D) 21 W 2.

1,5 

(2)

A

4.

B) 8

Cuando el cursor se sitúa en la posición mostrada, el módulo de la intensidad del campo eléctrico en el resisto es de 80 V/m. Determine la cantidad de carga que pasa en 1 s por su sección transversal. ( Rab=3 W). a

5 cm

V

10 cm b

A) 2 C D) 8 C

B) 4 C

C) 6 C E) 9 C

Física 7.

Las figuras 1; 2 y 3 muestran 5 resistencia de igual magnitud R conectadas. Si en los bornes de cada circuito se aplica el mismo voltaje V , ¿cuáles son los valores correctos en amperios para las corrientes I 1; I 2 e I 3? Considere V =100 =100 voltios y R=10 W.

II. Un conductor metálico metálico se somete a fuerzas de tracción en sus extremos hasta duplicar su longitud, debido a ello su resistencia eléctrica se cuadruplica. III. Una pila de 1,5 V, cuya resistencia interna es 0,05 W, se conecta a una pequeña bombilla de 2,95 W. Debido a ello la intensidad de corriente es 0,5 A.

I 1

A) VVV D) FVF

fig. 1 9. I 2

fig. 2

B) VFV

C) FFV E) FFF

Se desea medir la corriente que pasa por la resistencia R y el voltaje en dicha resistencia. Determine cuáles de los circuitos cumplen con dicho objetivo, donde A representa un amperímetro y V un un voltímetro. A

V

R

V

A

R

I 3

fig. 3

I

II

A

V

V

A) I1 =

30 7

; I2

=

B) I1 = 6; I2 = C) I1 =

30 7

; I2

30; I 3

30 7 =

; I 3

15; I 3

=

10 7

A) solo I D) solo IV

30

=

; I 3

=

IV

B) solo II

C) solo III E) II y IV

6

NIVEL INTERMEDIO

10 7 =

10.

4 UNI 2007 - I

8.

R

UNI 2009 - I

D) I1 = 15; I2 = 6; I 3 E) I1 = 30; I2

=

III

6

=

A

R

Indique la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) respecto a las siguientes proposiciones. I. Por la sección transversal transversal de un conductor conductor de 2 m de longitud circula una corriente cuya intensidad es 0,1 mA. Si la cantidad de carga que atraviesa el conductor es 50 mC, entonces la rapidez media de los portadores de carga es 4 mm/s.

El dispositivo mostrado es utilizado para determinar la resistencia eléctrica R x. Si al colocar el cursor en P la lectura del galvanómetro es cero, ¿cuál es el valor de R x? Considere que el conductor AB es homogéneo y de sección uniforme. A) 10 W B) 15 W C) 20 W D) 25 W E) 30 W


10 Ω

A

R x

G

20 cm P

50 cm

ε

B

Física 11.

Un sistema de tres focos idénticos se colocan en serie y desarrollan una potencia de 100 W. Calcule la potencia, en W, que desarrollarían los focos si se conectan en paralelo a la misma fuente de voltaje.

14.

A) 900 B) 200 C) 300 D) 400 E) 100 12.

Si la capacidad equivalente entre X e e Y es es igual a la capacidad equivalente entre Y y Z , determine la capacidad equivalente entre X y y Z .

C 2

C 1

Dos conductores rectilíneos, paralelos y de gran longitud se encuentran separados 50 cm, y transportan corrientes de 1,6 A y 0,9 A, en direcciones contrarias. Determine el módulo de la inducción magnética en el punto situado a 40 cm y 30 cm de los conductores, respectivamente. A) 1 mT B) 10 mT C) 0,1 mT D) 100 mT E) 0,01 mT

15.

Determine el módulo de la inducción magnética total en el vértice O. (m0: permeabilidad magnética en el vacío).

C 2

X

B0

O Z

C 1

C 2 a

a

C 1 Y I

A) 3 C 1

3

B) C 1 2

2

D) C 1

3

C) C 1 4

E)

3

4 3

C 1

2 2

UNI 2006 - II

13.

Un condensador plano, cuyas placas tienen las dimensiones (25×25) cm2 y están separadas entre si una distancia d 1=5 mm, se carga con una diferencia de potencial v1=10 V y luego es desconectado de la fuente. ¿Cuál será la diferencia de potencial V 2, en voltios, si las placa se separan hasta la distancia d 2=30 mm? A) 10 D) 60

B) 20

a

C) 40 E) 100

A)

2 B0

B)

2 B0

C)

2 B0

D)

2 B0

E)

2 B0

+

µ0 I 2

2

4π a

2 2

+

µ0 I 2

2

3π a

2 2

+

3µ0 I 2

2

2π a

2 2

+

3µ 0 I 2

2

4π a

2 2

UNI 2009 - I

+

5µ0 I 2

2

4π a

I

Física 16.

Determine el módulo de la inducción magnética de un campo magnético homogéneo, el cual debe establecerse, de manera que la inducción magnética resultante en P=(0; 0,1; 0) m, sea nula.

O

z (m)

I I 2

I 1=3 A I 2=8 A

A) 0,5 mT B) 1 mT C) 100 mT D) 200 mT E) 25 mT

P y (m)

(0; 3) x (m)

A) 2 mT D) 10 mT 17.

B) 5 mT

C) 7 mT E) 20 mT

NIVEL AVANZADO

Se muestra un cubo de arista a y un conductor contenido en algunas de sus aristas tal como se muestra. Determine el módulo de la inducción magnética en P. (m0: permeabilidad magnética en el vacío).

19.

Un selector de velocidad está constituido por los campos eléctrico y magnético, ambos uniformes, los cuales se describen mediante las   expresiones E = E k y B 15 mT( ). Determine  E , para que un electrón de 750eV se traslade V ( î ). Desrectilíneamente con velocidad precie efectos gravitatorios. (1 eV=1,6×10 – 19 J; melectrón=9,1×10 – 31 kg) =

=

Z

I

P

A) 296,2 kN/C B) 293 kN/C C) 243,6 kN/C D) 324 kN/C E) 353 kN/C

I a a X

Y a

I 20.

A) D) 18.

µ0 I

2

2πa µ0 I

4 πa

3

B)

µ0 I

3πa

3

C) E)

µ0 I

−

6

4 πa µ0 I

2πa

En la gráfica, se muestra dos espiras conductoras de radios iguales a p cm. Si las corrientes que circulan por las espiras son de 6 A y 8 A, determine el módulo de la inducción magnética en el punto O.

Un protón ingresa con velocidad V =(2 – 4 + k) m/s a una región donde el campo magnético tiene una inducción magnética B=( +2 – 3 k) T. ¿Cuánto es el módulo de la fuerza magnética que experimenta el protón? A) 2,8×10 – 20 N B) 2,3×10 – 20 N C) 1,6×10 – 20 N D) 1,9×10 – 19 N E) 2,6×10 – 19 N


Física 21.

El cilindro de 1 m de altura y 0,5 m de radio no encierra fuentes magnéticas y está expuesto a un campo campo magnét magnético ico uniforme uniforme de de 0,8 (T) de inducción. Calcule el flujo magnético que entra en el cilindro y el flujo magnético que atraviesa la superficie cilíndrica.

23.

Un anillo conductor se encuentra en una zona donde se aplica un campo magnético B uniforme en la dirección que se indica en la figura. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes afirmaciones. B entrante

Z R B

sentido

sentido

horario antihorario

I. Si B aumenta en el tiempo, se induce una corriente en el anillo en sentido antihorario. II. Si B disminuye en el tiempo, se induce una corriente en el anillo en sentido horario. III. Si B invierte rápidamente su sentido, se induce una corriente en el anillo en sentido horario.

X

A) 1 Wb; 0 Wb B) 0 Wb; 1 Wb C) – 0,8 Wb; 0,8 Wb D) 0 Wb; 0,8 Wb E) – 0,8 Wb; 0 Wb 22.

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

La inducción magnética ( B), que atraviesa perpendicularmente la superficie de una espira, varía según la gráfica adjunta. Determine la fem inducida en los primeros 10 ms. (Área de la espira=0,4 m2). 24.

B (T)

30

5 5

A) 0,5 kV B) 1 kV C) 1,5 kV D) 2 kV E) 3 kV

UNI 2009 - II

t (ms)

Sobre una mesa lisa, se encuentra una varilla conductora de 1,5 m de longitud, por la cual pasa una corriente eléctrica de 10 A, perpendicular a las líneas de inducción de un campo magnético homogéneo de 2 T. Determine la cantidad de trabajo que debemos realizar sobre la varilla en un tramo de 50 cm, de modo que se traslade con velocidad constante en dirección de la fuerza magnética. A) – 30 J B) +30 J C) – 15 J D) +15 J E) – 20 J

Física 25.

La inducción magnética a través de una espira circular de 2 W de resistencia y de 0,5 m 2 de área varía con el tiempo según indica la gráfica B vs. t.

26.

B (T) B

0,8

0

3

6

A) 2,05 B) 3,05 C) 4,05 D) 5,05 E) 6,05

t (s)

– 0,4

¿Qué gráfica representa mejor la variación de la intensidad de corriente respecto al tiempo? A)

Se fabrica una bobina con 200 vueltas de alambre sobre una horma cuadrada, de tal manera que cada espira es un cuadrado de 18 cm de lado. Perpendicularmente al plano de la bobina se aplica un campo magnético cuya magnitud cambia linealmente de 0,0 T a 0,5 T en 0,8 s. Calcule la magnitud de la fuerza electromotriz inducida, en voltios, en la bobina.

UNI 2009 - I

I (A)

27.

0,1 t (s)

0

B)

3

6

I (A)

0,1

Si la fuente de voltaje del circuito es de señal alterna, determine la lectura del amperímetro ideal y la potencial eléctrica media de la fuente de voltaje alterno. π  ( R=100 W; ε = 220 2 sen  60 t +  ) 2

t (s)

0

C)

3

6 R

I (A)

t (s)

0

D)

A ε

9 R

∼

9 R

I (A)

3

t (s)

6

0 – 0,1

E)

I (A)

0,1 t (s)

0 – 0,1

3

6

A) 0,005 A; 100 W B) 0,20 A; 88 W C) 0,15 A; 88 W D) 0,2 A; 50 W E) 0,25 A; 220 W


Física Óptica geométrica y Física moderna Y (cm)

NIVEL BÁSICO

1.

Un rayo de luz incide y se refleja en 2 superficies planas y altamente reflectantes. Determine cuántos grados se desvía el rayo reflejado en la segunda superficie respecto del rayo incidente inicial.

10 O

B) 50º

C) 80º E) 120º 4.

2.

Se muestra una superficie esférica, cuya parte interna es altamente reflectora y la trayectoria seguida por un rayo de luz. Determine a.

P

A) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y un radio de giro de 10 cm. B) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio de giro de 10 cm. C) Desarrolla un MCU con 0,4 rad/s y un radio de giro de 20 cm. D) Desarrolla un MCU con 0,2 rad/s y radio de giro de 20 cm. E) La imagen no se traslada. traslada.

40º

A) 40º D) 100º

X (cm)

En una habitación cuadrada un observador puntual se encuentra ubicado en p y se tienen, además, 5 objetos puntuales. Un espejo se encuentra apoyado entre los puntos medios de 2 paredes. Indique las imágenes de cuáles objetos podrá ver el observador.

α

a

c

A) 18º D) 54º

B) 22,5º

C) 36º E) 72º e

3.

Un objeto puntual se ubica en el origen de un sistema de coordenadas. Frente Frente a él y dispuesto en forma vertical se encuentra un espejo plano. Si el espejo comienza a rotar uniformemente con 0,2 rad/s alrededor de P, indique la alternativa correcta en relación con la imagen del objeto.

A) a, b, c B) c, d , e C) a, d , e D) a, b, c, d , e E) b, c, d

b

d

p

Física 5.

Una persona de 1,8 m de estatura se encuentra de pie y frente a un espejo que se encuentra apoyado en el piso e inclinado 45º. ¿Qué parte de su imagen total logra ver la persona?

A) 18 cm B) 16 cm C) 15 cm D) 12 cm E) 6 cm 8.

45º

A) 5 cm B) 10 cm C) 20 cm D) 25 cm E) 40 cm

60 cm

A) 92,2 % D) 82,4 % 6.

B) 88,9 %

C) 86,5 % E) 80,6 %

El segmento ab que se muestra es de longitud  y se encuentra frente a un espejo plano dispuesto en forma vertical. Un observador se encuentra ubicado en P y desea ver la imagen completa del segmento. Determine el tamaño necesario del espejo para lograr este fin.

9.

 a

Un objeto se encuentra frente a un espejo esférico cuyo radio de curvatura es 80 cm. La imagen del objeto es derecha y de doble de tamaño. ¿Cuánto hay que desplazar al objeto para que el aumento lineal de la imagen se reduzca a la cuarta parte? A) 20 cm D) 100 cm

b

180 cm

Un objeto se encuentra frente a un espejo esférico de manera que su imagen es del doble de tamaño. Si el objeto se aleja del espejo 5 cm mas su imagen desaparece, determine el radio de curvatura del espejo.

B) 40 cm

C) 80 cm E) 120 cm

NIVEL INTERMEDIO P 10.


Un objeto de 18 cm de altura se encuentra muy alejado de un espejo esférico divergente, de manera que su imagen se ubica a 60 cm del centro de curvatura del espejo. ¿Qué altura tendrá la imagen cuando el objeto esté a 30 cm del espejo?

Un rayo de luz incide desde el aire sobre la superficie plana de un material transparente con un ángulo de 53º respecto a la normal. Se observa que los rayos reflejado y refractado son mutuamente perpendiculares. ¿Cuál es el ángulo crítico para la reflexión total interna? A) sen –1(0,30) B) sen –1(0,45) C) sen –1(0,50) D) sen –1(0,75) E) sen –1(0,90)


UNI 2009 - I

Física 11.

Se muestra un rayo de luz que incide en forma for ma perpendicular en una de las caras de un prisma. Determine la desviación del último rayo que se refracta con relación al rayo incidente inicial. ( nprisma=2). aire

14.

aire

10º

Las fibras ópticas son filamentos de vidrio cilíndricos y delgados, recubiertos con plástico plástico de menor índice de refracción que se usan para la instalación y transmisión de luz y señales, etc. Si a continuación se muestra el esquema simplificado de fibra óptica y se busca que los rayos que inciden bajo un ángulo q=45º se propaguen por la superficie lateral, tal como se muestra, ¿cuál debe ser el valor del índice de refracción de la fibra ( n) para dicho objetivo?

n

prisma

A) 10º D) 80º 12.

B) 30º

θ

C) 60º E) 90º

A) 1,11 B) 1,22 C) 1,33 D) 1,44 E) 1,55

Cuando se sumerge en el agua, un buzo ve el Sol a un ángulo aparente de 45º respecto de la vertical. ¿A ¿ A qué ángulo respecto de la vertical vería el Sol el buzo si estuviese fuera del agua? A) sen –1(0,34) B) sen –1(0,52) C) sen –1(0,62) D) sen –1(0,82) E) sen –1(0,94)

15.

UNI 2006 - I 13.

Calcule la desviación del rayo de luz que emerge de la esfera, respecto al rayo vertical que incide en ella.

Considere

n I n II

4 =

3


. 16. 37º

n I

En una situación inicial cuando un objeto se ubica a 10 cm de una lente, su imagen se logra ver el triple de tamaño. ¿A qué distancia de la lente se debe ubicar el objeto para que su imagen se vea cinco veces el tamaño de la imagen en la situación inicial?

Con una lente plana convexa de radio 34,5 cm se obtiene una imagen virtual que es 1,5 veces el tamaño del objeto. Determine a qué distancia de la lente se encuentra el objeto. Considere que el índice de refracción de la lente es 1,25.

n II

A) 37º D) 30º

B) 53º

C) 60º E) 45º


Física 17.

Con una lente se obtiene una imagen invertida cuyo tamaño es 4 veces la del objeto. Si dicho objeto lo alejamos 5 cm, el aumento disminu ye a la mitad respecto respecto del caso anterior. anterior. DeterDetermine la distancia focal de la lente.

Se hacen las siguientes proposiciones: I. La mínima energía que que requieren requieren los fotoelectrones para escapar con energía cinética cero es 2 eV. II. Para frecuencias menores que 4,84×1014 Hz no hay emisión de fotoelectrones. III. Para un fotón f otón incidente con frecuencia f recuencia 14 –1 v=12×10 s los fotoelectrones escapan con una un a energía ene rgía cinética de 5,1 eV. eV. –15 ( h=4,13×10 eV · s). Señale la alternativa que presenta la secuencia correcta después de determinar la veracidad (V) o falsedad (F) de las proposiciones.


La función trabajo de un metal es 2 eV. ¿Qué longitud de onda debe tener la OEM incidente sobre la superficie del metal para extraer un electrón sin proporcionarle energía cinética? º ( hc=12,4×10 3 eV A )

A) VVV B) VVF C) VFV D) FFV E) FVF

º

A) 8250 A º

B) 4100 A

20.

º

C) 1240 A º

D) 5200 A º

E) 6200 A

A) 505 mm B) 600 mm C) 605 mm D) 615 mm E) 505 mm

NIVEL AVANZADO

19.

En la siguiente figura se muestra la variación del potencial de frenado (en voltios) en función de la frecuencia, para una lámina metálica iluminada con luz visible. V (voltios)

4,60

2,13 f (×10

0,47 6,0

10,0

16,0

14

/s)

Una superficie plana de sodio es iluminada con luz de 300 nm de longitud de onda. Si la función trabajo del sodio es 2,46 eV, determine la longitud de onda umbral o de corte del sodio.

21.

Si el potencial de frenado para los fotoelectrones generados debido a que la radiación de cierta frecuencia incide sobre una superficie de sodio es 2 V, determine la frecuencia de dicha radiación incidente. (fNa=1,82 eV). A) 15×1020 Hz B) 2,71×1012 Hz C) 1,5×102 Hz D) 0,9×1015 Hz E) 9×1010 Hz


Física 22.

¿Qué diferencia de potencial V debe tener la fuente para detener los electrones que se obtienen al iluminar la placa metálica del circuito º con luz ultravioleta de 2000 A ? Considere que el trabajo de extracción del metal es 5 eV.

A) 0,66 B) 1,66 C) 2,66 D) 3,66 E) 4,66 UNI 2009 - II

24.

–

+

V – +

A

A) 0,82 V B) 1,22 V C) 1,62 V D) 2,12 V E) 2,42 V 23.

En un experimento de efecto fotoelectrónico se ilumina un cátodo de oro con radiación de frecuencia 3,4×1015 Hz. Frente al cátodo se coloca una placa metálica a –1,0 V respecto al cátodo. ¿Cuál es aproximadamente la máxima velocidad (en 106 m/s) con la que un fotoelecf otoelectrón alcanza la placa? Función Función trabajo del oro: 5,1 eV Masa del electrón: 9,1×10 – 31 kg h=6,63×10 – 34 J · s 1 eV=1,6×10 –19 J cátodo

placa fotón

1,0 V

Se tiene un haz de luz con una intensidad total de 4 m W/cm2 que incide sobre una superficie limpia de hierro de 2 cm 2 de área y con frecuencia umbral de 1,1×1015 Hz. Suponga que la muestra de hierro refleja el 96 % de la luz y que solo el 3 % de la energía absorbida está en la región violeta del espectro (l=250 nm) por arriba de la frecuencia umbral. Para una eficiencia del 100 % del efecto fotoeléctrico, ¿cuál será la intensidad de la fotocorriente? La eficiencia del efecto fotoeléctrico es la relación entre el número de fotoelectrones y el número de fotones. A) 1,2×10 –10 A B) 2,4×10 –10 A C) 3,6×10 –10 A D) 4,8×10 –10 A E) 19,2×10 –10 A

25.

En un experimento de efecto fotoeléctrico, se determina que la longitud de onda umbral es l. Luego, cuando se hace incidir radiación de longitud de onda l /2, se determina que el voltaje de frenado es 4 V. V. ¿Cuál será la energía cinética máxima de fotoelectrones emitidos si la radiación incidente presente longitud de onda l /4? A) 16 eV B) 15 eV C) 12 eV D) 6 eV E) 4 eV

Física 26.

Dadas las siguientes proposiciones con respecto a las características de las ondas electromagnéticas: I. Los campos campos eléctricos y magnéticos asociados a una onda electromagnética son perpendiculares a la dirección de propagación y antiparalelos entre sí. II. Un haz de radiación infrarroja posee posee menor energía que uno de radiación visible de la misma intensidad. III. En el espectro electromagnético se ordena a las ondas electromagnéticas según su intensidad. Señale la secuencia correcta después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F).

A) VVV D) FVF

B) VFV

C) FFV E) FFF UNI 2009 - II

27.

Las imágenes en los televisores convencionales se generan en tubos de rayos catódicos que operan a diferencias de potencial de varios kV. Calcule la mínima longitud de onda (en nm) de los rayos X producidos por un tubo de tele visión que funciona a 15,0 kV. kV. –34 e=1,60×10 –19 C; ( h=6,63×10 J · s; c=3×108 m/s) A) 0,0276 D) 0,6633


B) 0,0829

C) 0,2763 E) 0,8289 UNI 2006 - I

Repaso UNI MECÁNICA I

MECÁNICA II

MECÁNICA III

TERMODINÁMICA

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

ÓPTICA GEOMÉTRICA Y FÍSICA MODERNA

rcv_2016_f_01

Recommend Documents