MARATON DE FÍSICA HIDROSTÁTICA
1. Un recip recipien iente te cilínd cilíndric rico o de 40cm 2 de fondo fondo está está lleno lleno de agua agua.. Se suel suelta ta ento entonc nces es un cuerp cuerpo o metál metálico ico de 10cm 10cm 3 de volume volumen. n. !n !n cuánto cuánto vari" vari" la presi"n #p$ del fondo%.
3. 8a esfera mostrada se encuentra sumergida un 90 en el líuido 2. Si las densidades de los líuidos son 10g/cm3. 3. ρ153g/cm3 , ρ25 10g/cm +uál es la densid sidad de la esfera. :;88&<
VILLARREAL-2006
&' aumento en 2()/m 2 *' aument" en 30 +' disminu,o en 20 -' aument" en 40 !' aument" en 10 2. !n la gura gura se muestra muestra dos líuidos #1$ , #2$ no misciles cont conte enidos idos en reci ecipie piente nte. -ete -eterm rmin ine e la dens densid idad ad del del cuerpo en kg/m3 saiendo ue el 10 10 de su volu volume men n está está sumergido en el líuido #1$ las densidades de los líuidos son 1000kg/m3 , ρ15 253000 00kg kg/m /m3 3 6g51 6g510m 0m/s /s2' 2'.. ρ2530 VILLARREAL-2009-1 1
2
&' 2400 +' 3200 -' 3400
*' 2700 !' 3700
&' 1g/cm3 *' *' 4 -' 9> !' (
+' 10
4. Una roca de 90kg ,ace en el fondo de un lago. Su volumen es de 3. 10 4 cm3. ?u@ fuerAa se neces cesita ita para ara levant vantar arlla% VILLARREAL 2011-II
&' 7) *' 3>2 +' 32> -' 2>3 !' 343 (. +alcula +alcula la deformac deformaci"n i"n ue eBper Bperim imen enta ta el reso resort rte e de C5(00 )/m. Si el loue es de 700) , es homog@neo. a' 032 m ' 01( m c' 012 m d' 02( m e' 001 m
. Un cuerpo cilíndrico compacto , homog@ homog@ne neo o Dota Dota sumer sumergid gido o parc parcia ialm lmen ente te en un líu líuid ido o 6ρ85>>0 5>>0 kg/m kg/m3' el volumen sume sumerg rgid ido o es el 90 90 de su volu olumen men tota totall. +alc alcular lar la densidad del cilíndrico. a' >0 Cg/m3 ' >1 >1 Cg/m3 c' >3 Cg/m3 d' >( >( Cg/m3 e' ).&. 9. +alcular el tiempo tiempo ue tarda una esferilla 6 ρesferilla 5400 kg/m 3' para para llegar llegar a la super superci cie e del del agua. Si fue soltada en el fondo de un lago de 30m de profundidad. a' 2s ' 3s c' (s d' 4s e' 7s 7. 8os 8os líui líuidos dos no misi misiles les se encuen uentran tran en euili iliri rio o. +alcular +alcular la relaci"n relaci"n h 1/h2. 8as densidades de los líuidos son ρ15 1000kg/m3 ρ25 2000kg/m3 , ρ35 3000kg/m3 .
2
h1 3
k
a' 2 d' 1/3
10. Ealla la mínima mínima fuerAa #F$ ue mantiene al loue cGico de 10cm de lado , 4kg de peso en euilirio estático si µ50( en la pared pared vertic vertical al , h520cm h520cm el líuido es agua.
h F
a' 0 ) c' 4( ) d' 30 )
' 7 ) e' 2( )
1
/2 2
a' 10 ) ' 30 ) c' 40 ) d' (0 ) e' 20 )
CALOR
h2
1
en el inte interi rior or de un líu líuid ido o unidos unidos entre entre si median mediante te una cuerda. Ealla la tensi"n de dicha cuerda.
' 1/2 e' 1
c' 3
>. -os cuer cuerpo pos s de 10) , 30) 30) amos de igual volumen Dotan
1. !n un calorímetro de 0g de eui euiva vale lent nte e en agua agua a 0H+ 0H+ conteniendo (00 g de agua se introducen 0( kg de core de 200H 200H+. +. Eall Ealle e la temp temper erat atur ura a nal de euilirio. +e6+u'5000>cal/gH+. VILLARREAL-2006
&' 30H+ +' 13 -' 147
*'
201(
!' 29
2. cuantos kg de hielo a 0H+ fundirá un kg de vapor a 100H+ si el agua resultante se encuentra a una temperatura de 0H+%. :;88&<
&' 90H+ *' 3( +' 70 -' 7> !' 4( 4. Un cuerpo cu,o calor especico es de (cal/gH+ se enfría de 90H+ a 40H+. Si la masa del cuerpo es de 100g. ?u@ cantidad de calorías hará cedido% :;88&<
70 gramos de agua a 10H+. -etermine la temperatura de euilirio de la meAcla suponiendo ue el intercamio de calor se realiAa solo entre las porciones de agua. :;88&< c'>02 d' ((9 e' 14 9. Un troAo de platino a 120J+ se sumerge en mercurio a 1(J+ orginándose una temperatura nal de 40J. !l mismo troAo de platino a una temperatura #K$ se sumerge en la misma cantidad de mercurio pero a 20J+ produci@ndose una temperatura nal de (0J+. cuál es el valor de #K$% a' 130H+ ' > c' 19 d' 14 e' ) . & 7. Si se meAcla 240gr de hielo a =J+ con 90 gramos de agua a 3J+ hallar la temperatura de la meAcla , la cantidad de agua cuando se estalece el euilirio
a' 20H+ 22( gr 310 gr c' 0H+ >2( gr 22( gr e' 0H+ 200 gr
' 31H+ d' 0H+
>. !n un calorímetro de euivalente en agua despreciale se encuentra 47gr de hielo a =10J+. determinar la mínima cantidad de agua a 100J+ ue se dee introducir para ue todo el hielo se derrita. a' 207 gr ' (0 gr c'307 gr d' 407 gr e' 1( gr
2. Un triángulo rectángulo tiene cargas en sus v@rtices como se indica en la gura. !ncuentre la fuerAa total sore la carga de L1µ+. +
2µ +
3cm +
-
/cm
1µ +
=4µ +
a' 10 )
'
c' 10
)
) 3
5
10. !n un litro de agua ue está a 2(H + se echan 4 cuitos de hielo de (0 g cada uno ue están a =H +. ?u@ temperatura de euilirios se otiene% !l calor especíco del hielo es de 0( cal/gH+ a' H + ' 9H + c' 7H + d' >H + e' 10H +
20
3
d' 10
)
e' 20
)
3. 8a gura muestra dos esferitas de 03) de peso cada una halle la tensi"n en el hilo de seda ue suspende la carga de =2µ+.
=2µ + 30cm
ELECTROSTÁTICA
1. !n los tres v@rtices de un triángulo euilátero de > cm de lado se ha colocado cargas de Lµ+ cada una. Ealle la fuerAa total sore una de las cargas. a' 20 ) ' 40 c' 20 3 3
d' 40
e' 70
L3 µ + +
a' 03 ) ' 0 ) c' 0> ) d' 13 ) e' 1 ) 4. Se muestran dos cargas Mas L > ,= determine la distancia #B$ a la cual cualuier carga L? permanecerá en euilirio.
1
=
L>p +
0.4 m
-
a' 01 m m d' 04 m
L? B
+
' 02 m
c'
03
e' 0( m
7. Ealle la tensi"n en el hilo de seda si la partícula ue se suspende tiene una carga de = 2 . 10 =3 + una masa de 00 g , está dentro de un campo uniforme ! 5 4000 )/+. 6g 5 10 m/s2'
(. !n el esuema se muestran dos cargas puntuales. +alcule la intensidad de campo el@ctrico total en el punto N en )/+. / µ+ +
?
2m
+
a' 4( . 104 ' (( . 10 4 c' ( . 104 d' 9( . 10 4 e' 7( . 104 . -os cargas puntuales de 2 µ+ , 7 µ+ están separadas en 30 cm. & u@ distancia de la menor carga entre cargas el campo el@ctrico será cero% a' ( cm ' 10 cm c' 1( cm d' 20 cm e' 2( cm 9. Ealle el peso de una partícula cu,a carga es de 700 µ+ si Dota en el aire aMo la acci"n de un campo uniforme vertical hacia arria de 2000 )/+ de intensidad. a' 0 ) ' 1 ) c' 2 ) d' 3 ) e' 4 )
2
A
3
;
3 Ω
Ω 24
B
20Ω
&' 7 10 , 12 *' 127 , 10 +' 1012 , 7 -' ( , 4 !' 12 4 , 7
F =
4 µ+ 1m
30& ;
a' ) ' 7 ) c' 14 ) d' 20 ) e' 27 ) >. Se muestra un sistema de partículas electriAadas Mas en los v@rtices de un rectángulo. ?u@ valor dee tener #?$ para ue el potencial el@ctrico en el centro del rectángulo sea nulo Q 4µC
-6µC
&' L 2 µ+ µ+ -' 0
-1µC
*' L 3 µ+
+' L 4
!' L ( µ+
ELECTRODINAMICA
2. +uando la intensidad de corriente se mide en amperios , la diferencia de potencial en voltios. !l producto de amos se eBpresa en. :;88&<=; &' 3Q *'4 +'( -' !' 9
-'1 !' 02( (. 8a resistividad del core ρ 5 19 • 107 Ω • m halle la resistencia de 100m de este alamre conociendo ue su secci"n transversal tiene un área de 34 • 10 m2. a' 01Ω ' 02Ω c' 03Ω d' 04Ω e' 0(Ω . +alcule la lectura ue mostrará el voltímetro ideal. 5Ω
40 :
3Ω :
a' 10 : ' 1( : c' 20 : d' 2( : e' 40 : . Un amperímetro ideal se ha instalado en serie con una de las resistencias de 30 Ω. !stime su lectura. 10 :
30 Ω
30 Ω &
5Ω
4. Ror el siguiente circuito circula una corriente de 4& halle el valor de <. 12:
4A
2Ω
<
2Ω
1. -etermine las intensidades ; 1 ;2 , ;3 segGn la gura. :;88&<
*' 0(
+' 19(
a' 02( & ' 0(0 & c' 09( & d' 100 & e' 12( & 9. -etermine la resistencia euivalente entre & , * si cada una de ellas es de 7 Ω.
&
a' 2900 O 2>00 O d' 3000 O
' 2700 O
c'
e' 3100 O
*
ELECTROMAGNETISMO
a' 1Ω d' 9Ω
' 3Ω e' >Ω
c' (Ω
7. !n el circuito halle el voltaMe de la atería si la lectura del amperímetro ideal es 02( &. :
1. 8a gura muestra dos conductores innitamente largos ue transportan corrientes ; , 3; encontrar 6en cm' la distancia a partir del conductor iAuierdo donde el campo magn@tico resultante es nulo.:;88&<
10 Ω
;
; 10cm
X
&
20 Ω
15 Ω 10 Ω
' 10 & c' 1( & d' 20 & e' 2( &
;
4. -os alamres rectos largos , paralelos llevan corrientes de ( & en sentido contrario si están separados en 40cm halle la inducci"n magn@tica total en el punto medio de la distancia. a' 10( K ' 2 .10( ( c' 3 .10 d' 4 .10( e' ( . 10( (. -os conductores rectos mu, largos tienen corrientes ; , 3; si estos son paralelos , están separados en 12 cm a ue distancia a partir del conductor ue lleva #;$ el campo magn@tico es nulo%
>. +alcule la corriente ue atería de :.
intensidad de suministra la
7Ω
5Ω 4Ω
/:
a' 1 & d' 4 &
' 2 & c' 3 & e' ( &
*' 3
+' 4
-' (
!'
2. -etermine el campo magn@tico en teslas necesarias para hacer ue un ion N 2 se mueva en una "rita de radio 3m a una velocidad v5 10 m/s donde la masa del ion es 3061.10=29kg' , la carga del ion es 1.10=1> +. :;88&< *' ( +' 7 -'4 !' 01
3. & una distancia < de un cale innito la inducci"n es de 4B10 10. Una linterna portátil traaMa K si la distancia se aumenta en con una atería de 3: , una 20 cm la nueva inducci"n será peueIa omilla de 2 Ω ?u@ de 3 . 10 K. Ealle <. ' 20 cm c' 30 energía disipará la omilla en a' 10 cm cm 10 min.% d' 40 cm e' 40 cm
;
3;
a' 2 cm c' 4cm d' ( cm
&
a' ( cm ' 9( cm c' 10 cm d' 12( cm e' 1( cm 9. Una partícula con carga positiva 52B10=4 +. entra en un campo uniforme *5030P/m 2 con una velocidad v59B103m/s +uál es el valor de la fuerAa magn@tica ue actGa sore la partícula si el B y V
ángulo entre a' 012 ). c' 04> ). e' 021 ).
a' ( &
&'2
*
c' 3 cm e' cm
. Ror un cale rectilineo mu, largo transita una corriente de manera ue en el punto #&$ la inducci"n es 17 mK , en el &*
punto #*$ es 30 mK si 5 ( cm halle la distancia del punto #*$ al cale. & * , el cale están en el mismo punto.
es 30J% ' 074 ). d' 03( ).
7. Un prot"n se mueve con una velocidad de 10 9m/s. formando un ángulo de 30H con el campo magn@tico de 1( K. donde se encuentra. Eallar su frecuencia de rotaci"n. m p 5 192 B 10 =29 kg. a' 22> B 109 EA. ' 32 B 10 9 EA. c' 177 B 109 EA. d' 44( B 109 EA. e' ).&. FÍSICA MODERNA
1. !l láser es un haA de luA. :;88&<
*' incoherente , monocromático +' coherente , monocromático -' incoherente , policromático !' polariAado , policromático 2. &lert !instein el físico más notale del siglo TT gano el Rremio )oel por su traaMo en :;88&<
+' :iaMa en el vacío con una velocidad constante c. -' Rresenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias !' tienen la misma longitud de onda , la misma cantidad de movimiento 4. ?ui@n descuri" fen"meno fotoel@ctrico &' EertA *' !instein +' +urie -' )eVton !' &ristoteles
+' electrones cuando la supercie metálica es irradiada con otros electrones -' luA cuando la supercie metálica es irradiada con electrones !' electrones cuando la supercie metálica es irradiada con luA en forma de fotones
el
(. !l efecto fotoel@ctrico consiste en la emisi"n de :;88&<
. 8a longitud de onda umral del efecto fotoel@ctrico de la plata es 22nm. Se pide hallar la funci"n traaMo de la plata en e:. 6h52.10=34Os' &'193 *' 293 +' 393 -' 493 !' (93 9. Si la energía de un foton es 31 e:. Se pide hallar la longitud de onda 6en um' de dicha luA. &' 01 *' 02 +' 03 -' 04 !' 0( 7. Rara eBtraer un electr"n de la supercie de un metal se reuiere una energía mínima de
21e:. Se pide hallar la frecuencia umral del material. &'3(0.1014EA *'(0.1014EA +'9(1.1014EA -'>(0.1014EA !'>(0.1014EA >. 8a funci"n traaMo del metal Ainc es 431 e:. Se pide hallar la energía cin@tica máBima en e: de los electrones emitidos cuando sore la supercie de dicho metal se hace incidir una radiaci"n electromagn@tica de frecuencia 2.101( EA. h52.10=34 O 1e:51.10 =1> O &' 2> *' 30 +' 3>( -'4>( !' 2>( 10. Se pide hallar la frecuencia umral6en EA' para el platino si la funci"n traaMo para este metal es 3(e:. &'101( *'1(.101( 1( +'20.10 -'3.101( !'3(.101(
