3er Seminario Fisica Adm 2007-i.doc

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

FÍSICA 1. Un estudiante de 60 kg se deja caer desde una altura de 3,0 m. Calcule la magnitud del impulso en (N.s) ejercido por el piso en este caso.  g  10m/s2  A) 500,2 B) 464,8 C) 452,6 D) 444,2 E) 416,4 2. Un proyectil cuya masa es de es lanzado con una velocidad inicial r v 0  3i$ 4j$ m/s , tal como muestra la figura. Determine el impulso (en Ns) de la fuerza gravitatoria entre los puntos A y B  g  10m/s2  . y

ur V0

A) 6 $ j D) 12 $ j

O

A

B

B) 8 $ j E) 15 $ j

x

C) 12 $ j

CEPRE-UNI

B) – 250 E) 1250

4. Una partícula de 1 kg de masa está sometida a la fuerza mostrada en la figura, si en t  0 s parte del reposo entonces, al cabo de la rapidez de la partícula (en m/s) y la magnitud de la fuerza media (en N) son en ese orden: F(N) 20 2

0

t(s)

3

–10

A) 10 ; 20 D) 40 ; 5

B) 20 ; 15 E) 50 ; 1

C) 30 ; 10

5. A un objeto inicialmente en reposo sobre una superficie lisa, se le aplica una fuerza horizontal cuyo módulo varía con el tiempo según la gráfica mostrada a) ¿Cuál es la magnitud del impulso (en Ns) aplicada al objeto al cabo de 8 s? b) Determine la fuerza promedio (en N) aplicada al objeto durante los primeros 4 s. F(N)

3. Una bailarina de ballet sobre hielo se mueve en línea recta y a 5 m/s. De pronto decide detenerse y pone en contacto con el piso la parte dentada del patín, logrando detenerse luego de 0,2 s. Si la masa de la bailarina es 50 kg, hallar la fuerza (tangente) promedio (en N) que el piso ejerce sobre ella durante el frenado.

A) – 1250 D) 250

SEMINARIO Nº 03

C) 125

30 20 10 t(s) 0

2

4

6

8

A) 150 ; 22,5 B) 90 ; 25 C) 90 ; 20 D) 90 ; 25 E) 90 ; 22,5 6. Una bolita se lanza desde el piso con una velocidad de y bajo un ángulo con la horizontal de 37º. Al llegar nuevamente al piso rebota con una velocidad de 8 m/s y bajo un ángulo con la horizontal de 30º. Si el FÍSICA

1

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

choque con el piso dura 0,02 s y la masa de la bolita es 0,1 kg; hallar la magnitud del impulso (en N.s) entregado por el piso a la bolita. A) 0,500 B) 0,700 C) 1,006 D) 1,502 E) 2,000 7. Una pelota de tenis de 100 g de masa se deja caer desde una altura de sobre un piso duro, la pelota rebota y alcanza 3,2 de altura. ¿Cuál es el impulso (en N.s) sobre la pelota?  g  10m/s2  . y

r g

x

A) 1,8 $ j D) 1,8 $ j

B) 0,2 $ j E) 2 $ j

C) 0,2 $ j

8. Un coche de carrera se desplaza con una rapidez de 50 m/s cuando se le rompe la dirección, impactando contra un muro de seguridad rígido, haciendo que en el coche salga despedido con una rapidez de 40 m/s como se ve en la figura. ¿Cuál es la fuerza (en kN) promedio resultante ejercida por el muro durante el recorrido? Considere: mcoche  1000 kg

y

50 m/s x

A) $ i $ j D) $ i $ j CEPRE-UNI

40 m/s

B) 2i$ $ C) 2i$ $ j j E) 2  5i$ 4 $ j

SEMINARIO Nº 03

9. El sistema está inicialmente en reposo, si cortamos el hilo vertical, ¿qué ocurrirá?

y

liso liso

x

A) El carrito inicia un movimiento hacia +x. B) El carrito permanece en reposo por ser la fuerza neta nula. C) La esfera, solo ella, iniciará un movimiento oscilatorio. D) Solo el carrito experimentará un movimiento oscilatorio. E) Ambos, la esfera y el carrito experimentarán movimientos oscilatorios. 10. Con relación a las siguientes proposiciones sobre la conservación de la cantidad de movimiento lineal, indicar verdadero (V) o falso (F): I. Las fuerzas internas no cambian la cantidad de movimiento de un sistema de partículas. II. Si una fuerza externa actúa sobre un sistema de partículas, entonces la cantidad de movimiento del sistema se conserva. III. Si cambia la cantidad de movimiento de un sistema de partículas, la fuerza externa sobre el sistema es nula. A) VVV B) VVF C) VFV D) FVV E) VFF 11.Un hombre de de masa, está de pie en la parte trasera de una plataforma de 140 kg, que se mueve sin fricción sobre un lago congelado, con una velocidad de 4i$ m/s ; si el hombre empieza a moverse con una FÍSICA

2

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

velocidad de 2i$ m/s respecto de la plataforma. Calcule la velocidad de la plataforma (en m/s). A) 4,6i$ B) 3,4i$ C) 2i$ D) 3,4i$ E) 4,6i$ 12. Suponga que una persona de 80 kg lleva consigo un objeto de 20 kg y se deja caer libremente desde una altura de 245 m, si luego de recorrer 20 m, la persona imprime al objeto una velocidad tal que el objeto sale horizontalmente, con 3 m/s. ¿A qué distancia (en m) del punto original del impacto caerá la persona? A) 1,25 B) 2,50 C) 3,75 D) 5,00 E) 6,25 13. Juanito y Pepito de cada uno, están patinando sobre hielo, moviéndose uno hacia el encuentro del otro. Pepito lanza una pelota de 0,5 kg con una velocidad de 4i$m/s , la cual es atrapada por Juanito quien se venía desplazando a razón de 2i$m/s . ¿Con qué velocidad (en m/s) se moverá Juanito luego de atrapar la pelota? A) 0,8 $ B) 1,0 $ C) 1,85 $ i i i D) 2,25 $ E) 3,0 $ i i 14. Indique la veracidad (V) o falsedad (F), respecto al choque unidimensional de dos partículas si no hay fuerza externa sobre el sistema. I. La cantidad de movimiento solo se conserva si el choque es elástico. II. La energía cinética solo se conserva si el choque es elástico. III. Si el choque es inelástico, las partículas siempre quedan unidas. A) VVF B) FVV C) FVF D) FFV E) VFF

CEPRE-UNI

SEMINARIO Nº 03

15. Una esfera de masa m y velocidad 5i$ m/s choca elásticamente con otra esfera de la misma masa que se encuentra en reposo y suspendido de una cuerda vertical, tal como se muestra en la figura. ¿Cuál es la altura h (en m) a la que se eleva el bloque suspendido?  g  10m/s2 

h m

A) 0,25 D) 1,00

m

B) 0,50 E) 1,25

C) 0,75

16. Una pelotita desde el reposo cae verticalmente al piso y rebota. La rapidez un instante antes del choque es v y un instante después del choque es 0,85v. Si la pelota se deja caer desde 1 m de altura, halle el coeficiente de restitución. A) 0,55 B) 0,65 C) 0,75 D) 0,85 E) 0,95 17. Una partícula de 4 kg de masa que se mueve con una velocidad de 10i$m/s , choca con otra partícula de de masa que se encuentra en reposo. Si la primera partícula rebota con una velocidad de 2i$m/s , determine el coeficiente de restitución. A) 0,2 B) 0,4 C) 0,5 D) 0,6 E) 0,68 18. Un vagón de ferrocarril de 5000 kg que viaja con una rapidez de 12,0 m/s choca contra otro idéntico que se encuentra en reposo. Debido al choque los vagones quedan FÍSICA

3

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

enganchados. ¿Cuánta energía en 104 J se transforma en otras formas de energía a raíz de dicho choque? A) 36 B) 32 C) 28 D) 20 E) 18 19. La figura muestra una esferita de m que se desliza partiendo del reposo desde A por el tobogán liso, si al impactar con el péndulo de masa M  9 kg , queda adherido a él, elevándose ambos hasta una altura máxima h, determine (en cm) su valor.

A

m

A) 1 D) 4

B) 2 E) 5

2 mC) 3 M

20. En el instante t  0 s B , se tienen las partículas: m1  2 kg , con velocidad r constante v1  4i$m/s ; m2  2 kg , con r aceleración constante a2  4i$m/s2 y m3  1 kg con aceleración constante r a3  2j$m/s2 , en las posiciones que se muestra. Si m2 parte desde el reposo y m3 parte con $ i m/s , determine (en m) la posición del centro de masa del sistema en t  2 s . A) $ i$ j B) 0,8i$ 0,6j$ C) 0,6i$ 0,8j$ D) $ i  0,8j$ E) 0,06i$ 0,08j$

CEPRE-UNI

y(m)

0

m3 3

21. Un sistema de partículas de masas: m1  , m2  200 g y m3  300 g con

velocidades

constantes

de

r r r v1  2k$ m/s , v 2  5 $ j m/s y v 3  3i$m/s ;

halle la rapidez del centro de masa del sistema (en m/s). A) 0,1 B) 1,65 C) 2,25 D) 4,5 E) 4,75 22. Una partícula con MAS tiene un periodo de  s, siendo su velocidad máxima de 30 cm/s. Si en t  0 s su posición es 7,5i$cm , dirigiéndose a la posición de equilibrio, determine su velocidad en función del tiempo expresada en cm/s.  3   A) 15 cos  2t   B) 15 cos  2t   3  4      C) 30 cos  2t   D) 30 cos  2t   6 3     E) 30 cos  2t    4 23. Una partícula realiza un MAS de amplitud A. Sea Vmax su velocidad máxima. El periodo del movimiento está entonces dado por: 1  A  1 A  A) B)    2  Vmax   Vmax  A  A  C) D)    Vmax  Vmax  A  E) 2    Vmax 24. La gráfica muestra la posición en el tiempo de una partícula que desarrolla un MAS. Determine su velocidad en función del tiempo (en m/s).

4 m1 m2

SEMINARIO Nº 03

x(m)

FÍSICA

4

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SEMINARIO Nº 03

x(m) x(t)cm 0,10

2

2

0,05

a 1 a  2

0 a

t(s)

– 0,10

 sent 10 5     t   D) cos  t   6  5 6   t   6

A) 10 cos t   cos  10    cos  E) 10  C)

B)

25. La siguiente figura ilustra la posición vs tiempo de una partícula en MAS, se sabe que la partícula tiene una 2 m/s . Halle velocidad máxima de 3 su posición (en m) luego de 30 s. x(m)

t(s) 1/20 1/5 7/20

A) 0,2 D) 0,3

B) – 0 1 E) 0,05

C) 0,1

26. Para un sistema masa-resorte horizontal de masa con   200  rad/s . Determine la fuerza F(t) a partir de la gráfica x(t).

CEPRE-UNI

t1

t2

t3

t(s)

 2  i A) 1600 sen  200t   $ 8   2  i B) 200 sen  200t   $ 8   2  i C) 1600 sen  200t   $  4  2  i D) 200 cos  200t   $  4   i E) 200sen  200    $  4 27. Un bloque de masa m  200 g oscila unido a un resorte de constante k  500 N/m sobre una superficie horizontal lisa con una amplitud de 5 cm. Determine su aceleración (en  s , si cuando m/s2) en el instante t  50 t  0 , x  5 cm . A) 75 $ B) 100i$ C) 125 $ i i $ $ D) 150i E) 250i 28. Una partícula de , unida a un resorte, realiza un MAS sobre una superficie horizontal lisa. Si su ecuación de movimiento es 53 x  0,1sen(10t  )m, halle la 180 fuerza del resorte (en N) sobre la  s. partícula en t  10 A) –0,05 B) – 0,1 C) 1,2 D) 1,6 E) 2,5 FÍSICA

5

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

29. En el sistema masa resorte vertical se suelta en t  0 desde la posición mostrada en la figura. Indique las proposiciones verdaderas y falsas. I. La máxima amplitud de oscilación es 20 cm. II. La fuerza sobre la masa es cero en t  2 s. III. La velocidad de la partícula es cero en t  0,2 s . k

k  200 N/m

y  0,2

A) VVV D) FFV

B) VFV E) FFF

t0 M  2kg

C) VFF

30. Si el bloque de se encuentra en equilibrio sujeto al extremo de un resorte de constante de elasticidad k  100 N/m . Determine la amplitud (en m) de las oscilaciones del MAS. Al abandonar cuidadosamente un bloque de 30 N de peso desde la posición mostrada.

k x y

A) 0,1 D) 0,4

20 N N

B) 0,2 E) 0,5

C) 0,3

31. Determine la posición (en m) en función del tiempo, para m  que cuidadosamente es colocado del resorte en t  0 s , tal como se indica. Para este experimento k  200 N/m , para la posición de equilibrio Y  0 . CEPRE-UNI

$ j

k

$ i

A) y  2sen  5 2t B) y  cos  5t

C) y  0,2cos  5 2t  D) y  2 cos  5t

E) y  0,2cos  5 2t  32. Respecto del MAS del péndulo simple, indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las proposiciones siguientes: I. La amplitud con el que oscila depende de su frecuencia angular. II. Si la aceleración de la gravedad disminuyera en 19%, su frecuencia angular, disminuye en 10%. III. Al duplicar su longitud, su frecuencia se duplica. A) VVV B) FFF C) VVF D) FVF E) FVV 33. Un péndulo simple de de longitud oscila en la superficie terrestre con un desplazamiento angular de 0,2 rad. Calcular la rapidez máxima en m/s. A) B) C) D) E)

30 N

SEMINARIO Nº 03

1 3 5 6 10

0

34. La rapidez angular con el que oscila un péndulo simple está dado por   t    cos 2t rad/s , halle la máxima tensión (en N) en la cuerda que m  2 kg . sostiene la masa  g  10 m/s2 y 2  10 . A) 12 B) 15 C) 20 D) 25 E) 45 FÍSICA

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35. Un péndulo simple de masa 5 kg y longitud es soltado a 12º de la posición de equilibrio. Halle la rapidez  s. angular en rad/s cuando t  2 2 A) B) C) D) E)

10 0,3 0,1 0,09 3

12º

l

36. Inicialmente un péndulo de masa m y longitud l en reposo, se encuentra en la misma vertical que una masa m ligada a un resorte de constante k, sin estirar. Luego ambas masas son alejadas ligeramente de sus posiciones de reposo, pero colocadas sobre la misma vertical, como se muestra en la figura del lado derecho. Para que, al ser soltadas, las dos masas se mantengan siempre sobre la misma vertical se requiere que:



l

gl 2 C) mk  gl kl E) mg  2

CEPRE-UNI

37. Un oscilador masa-resorte (de amplitud A) tiene una energía cinética, en una posición x, que es la tercera parte de su energía total. ¿Cuál es un valor posible de x? 2 3 3 A) B) C) A A A 3 2 2 5 D) E) A A 3 38. El bloque de masa M  2kg se encuentra inicialmente en reposo, está acoplado a un resorte k  600 N/m . Si m se dispara con una r velocidad v 0  6i$ m/s, considerando el choque perfectamente inelástico, determine la energía mecánica (en J) del oscilador luego de 2 segundos del choque.

k

$ j

$ i

A) 4 D) 10

u r Vo M

m sup. lisa

equilibrio

B) 6 E) 12

C) 8

39. Una partícula de masa M se mueve a lo largo del eje X bajo la acción de una fuerza F  8 x  F en N y x en m . Si

k

A) mk 

SEMINARIO Nº 03

B) k  l D) mg  kl

en t  la partícula pasa por el origen de coordenadas con velocidad positiva y cuando t  4 s , su velocidad vale 4 cm/s, halle la energía (en mJ) del oscilador armónico. Considere un periodo de 16 s. A) 83 B) 163 C) 323 D) 643 E) 1283

FÍSICA

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40. Con respecto a las ondas mecánicas, señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Toda onda mecánica solo transporta energía. II. Las ondas mecánicas necesitan de un medio para propagarse. III. Los diferentes puntos del medio vibran con la misma frecuencia que el agente perturbador. A) VVV B) VVF C) VFF D) FVV E) FFV 41. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La velocidad con que se propaga una onda en un medio depende de su frecuencia. II. Cuando una onda pasa de un medio a otro su longitud de onda no sufre alteración. III. Las ondas mecánicas siempre necesitan de un medio para su propagación. A) FFF B) FFV C) FVV D) VFF E) VVF 42. Indique las proposiciones correctas respecto de las ondas mecánicas. I. Su velocidad de propagación es independiente de las características del medio. II. Transportan energía y no cantidad de movimiento. III. Si las oscilaciones de las moléculas del medio son perpendiculares a la dirección de propagación la onda es transversal. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III 43. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Las ondas armónicas son sólo transversales.

CEPRE-UNI

SEMINARIO Nº 03

II. La ecuación de una onda armónica contiene información de su velocidad. III. Las ondas armónicas son periódicas temporal y espacialmente. A) FFF B) FVF C) FVV D) VVV E) VFF 44. Una onda transversal viaja a lo largo de una cuerda de gran longitud, la ecuación de la onda es y  8 sen  0,2x  2t  donde x e y están en cm y t en segundos. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La rapidez de la onda es 10 cm/s. II. La onda se mueve a lo largo del eje y. III. La longitud de onda es 10 cm. A) VVV B) VFF C) VFV D) FVV E) FFV 45. En una cuerda tensa, una onda de tipo senoidal de amplitud , de periodo  segundos y de longitud de onda 2 cm, avanza en el sentido negativo del eje x. Si en el instante t  0 , al x0 punto de la cuerda le corresponde un desplazamiento y  0 la ecuación de la onda, con x e y en cm, es: A) y  3 sen  t  2x B) y  3 sen  2t  x C) y  3 cos  2t  x D) y  3 sen  2t  x E) y  3 cos  2t  x 46. Por una cuerda tensa se propaga una onda viajera cuya función está y  x,t   0,5 determinada por  x  sen   40t (en metros) estando x  2  en metros, t en segundos. Determine FÍSICA

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CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

la magnitud de velocidad (en m/s) de un punto de la cuerda que tiene una elongación y  0,2 m de su posición de equilibrio. A) 12,64 B) 18,33 C) 23,72 D) 28,94 E) 32,86 47. Una onda viajera se propaga por una cuerda tensa de manera que la función de onda está determinada por: y  Asen  kx  t   . Indique las afirmaciones verdaderas si en t  0 la cuerda tiene la siguiente forma: I. Su longitud de onda es   12 m . II. Desfasaje en t  0 es   /6 rad . III. La onda se desplaza hacia (–x)

49. La figura muestra una cuerda uniforme conectada a un generador de ondas, si la masa de la cuerda es y la del bloque 2,7 kg. Determine la función de onda más apropiada para expresar ondas armónicas generadas por el oscilador  g  10 m/s2  . 7m

A 5

–1

A) Solo I D) Solo I y II

11

B) Solo II C) Solo III E) Solo II y III

y(m) 9 12

24

–9

 A) y  9 sen  3  B) y  9 sen  2

x   2t 4  x   t 6 

36

1m

x(m)

48. En el gráfico se muestra una onda armónica que se propaga en un medio homogéneo con una rapidez de 6 m/s si en t  0 , x  0 , determine la ecuación de la onda mostrada (en m).

CEPRE-UNI

 x   t C) y  9 sen  2  12   x   3t D) y  9 sen   12   x    t E) y  9 sen   6 

generador fijo

y(m) A/2

SEMINARIO Nº 03

x(m) 48

A) B) C) D) E)

A A A A A

sen  x  8t sen  2x  6t sen  3x  12t sen  3x  3t sen  3x  13t

bloque

50. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones en relación a la reflexión y refracción de ondas en una cuerda: I. La energía de la onda incidente es igual a la energía de la onda transmitida (o refractada). II. La amplitud de la onda incidente es igual a la amplitud de la onda reflejada. III. Las amplitudes de las ondas incidentes, reflejado y refractado están relacionados por la conservación de la energía en las cuerdas en las que se propagan las ondas. A) VVF B) FVF C) FFV D) VVV E) VFV FÍSICA

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CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

51. En la figura, sean (1), (2) y (3) los pulsos incidente, reflejado y transmitido respectivamente. Marque verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. La rapidez de (1) es mayor que la rapidez de (2). II. La frecuencia de (3) es diferente a la frecuencia de (2). III. La amplitud de (2) es mayor que la amplitud de (3). (1)

(3)

(2)

A) FFV D) VFF

B) FVF E) VVV

C) FFF

52. Con respecto al fenómeno de reflexión y refracción de las ondas mecánicas en cuerdas, cuales de las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F): I. La longitud de la onda transmitida de una cuerda delgada a otra cuerda gruesa, se incrementa. II. La frontera entre una cuerda delgada y una gruesa, se comporta como “frontera rígida” para efectos de la reflexión. III. Cuando una onda que viaja por una cuerda delgada llega a una cuerda gruesa solo se transmite, no se refleja. A) VVV B) VFV C) VVF D) FVF E) FFF 53. Se forman ondas estacionarias en una cuerda de de longitud, la frecuencia de oscilación de la fuente es 4 Hz, la masa de la cuerda es 3 kg y está sometida a una tensión de 64 N. ¿Cuántos antinodos presenta? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 CEPRE-UNI

SEMINARIO Nº 03

54. Una cuerda de masa y longitud 20 cm se sujeta por un extremo a un vibrador de 60 Hz y al otro extremo se aplica una fuerza T que hace que la cuerda vibre en su tercer armónico. Calcule la magnitud de la fuerza T (en N). A) 2,56 B) 23,04 C) 1,44 D) 1,2 E) 0,64 55. En una cuerda de 20 cm de longitud, fija en los extremos, se forma una onda estacionaria: y  x,t  0,5sen(

x )cos( t) , x e y se 4

miden en centímetros y t en segundos. Indique cuáles de estas proposiciones son correctas: I. La onda corresponde al 4º armónico. II. La onda componente tiene amplitud cm A  0,25 cm y velocidad v  4 . s III. En x  1 cm la amplitud de la onda es de 0,35 cm. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) II y III E) Todas 56. Una cuerda de longitud " l " es atado de sus extremos A y B y en ella se genera una onda estacionaria de amplitud y0 en su quinto armónico. Determine la amplitud de oscilación en un punto de la cuerda a l / 20 del extremo A. A) y 0 / 4 B) y 0 / 2 C) y 0 2 / 2 D) y 0 3 E) y 0 57. Marque verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. La energía por unidad de longitud transmitida por una cuerda, cuando por ella se propaga una onda armónica, se duplica si duplicamos la amplitud de la fuente. FÍSICA

10

CICLO PREUNIVERSITARIO ADMISIÓN 2007-I

II. En el mismo caso, si la frecuencia de la fuente se duplica la energía por unidad de longitud se cuadruplica. III. La potencia transmitida por una onda es independiente de la velocidad de propagación de la onda. A) FVF B) FFV C) VFF D) FVV E) FFF 58. En

una

cuerda muy larga, con 1 g densidad   2 , con un extremo  cm fijo y el otro conectado a un vibrador, se origina una onda viajera cuya ecuación es y  x,t   0,2sen  2x  2t  m ; donde x está en metros y t en segundos. Halle la potencia, en mW, trasmitida a la cuerda por el vibrador. A) 1 B) 3 C) 5 D) 6 E) 8

59. La figura muestra una onda que viaja en una cuerda tensada con F  que tiene una densidad lineal de 2,5 g/cm. ¿Cuál es la potencia media t transportada por la onda en W? y(cm) 2

0

5

10

x(cm)

–2

A) 197,2 D) 632,4

B) 240,4 E) 788,8

C) 350,2

60. En una piscina con agua se produce una onda tal que en el plano x  y (vertical) se expresa mediante la ecuación y  0,2sen  2x  3 t . Si en la superficie del agua se deja un CEPRE-UNI

SEMINARIO Nº 03

corcho de 0,02 kg en x  3m . Hallar la energía cinética máxima (en J) de dicho corcho.  2 ; 10 . A) 0,092 B) 0,036 C) 0,012 D) 0,008 E) 0,002 61. A de una fuente puntual de sonido el nivel de intensidad es de 20 db. Halle el nivel de intensidad a 100 m de dicha fuente (en db) A) 0 B) 5 C) 10 D) 20 E) 25 62. Un parlante se alimenta con energía eléctrica a razón de 500 J/s. El nivel de intensidad sonora a 10 m del parlante es de 110 dB aproximadamente, ¿qué fracción de la energía eléctrica se transforma en energía de las ondas sonoras? A) 12,5% B) 25% C) 50% D) 75% E) 100% 63. Una explosión libera 107 J de energía en 1 s, el 50% de la cual se convierte en ondas sonoras. Suponiendo que el sonido viaja en todas las direcciones. ¿Cuál es la intensidad sonora (en W/m2) a de la explosión? y ¿Cuál es el nivel de intensidad (en dB)? A) 20 ; 100 B) 33 ; 135 C) 41 ; 150 D) 50 ; 120 E) 55 ; 165 64. Un cohete de fuegos artificiales explota a una altura de 100 m sobre el suelo, un observador en tierra directamente debajo de la explosión percibe una intensidad sonora  2 2 promedio de 7  10 W/m durante 0,2 s. a) ¿Cuál es la energía (en J) sonora total de la explosión? b) ¿Cuál es el nivel sonoro en decibeles que escucha el observador? FÍSICA

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A) 1759 108

B) 17,59 10,8

D) 1759 10,8

E) 175,9 108

C) 880 70

65. Señale verdadero (V) o falso (F), según corresponda: I. Dados dos líquidos con la misma masa, el que ocupa un mayor volumen es el que tiene mayor densidad. II. Los gases no presentan una forma definida; pero si tienen un volumen definido. III. La presión es una propiedad de los fluidos. A) VVV B) VVF C) VFF D) FVV E) FFV 66. El bloque cúbico mostrado en la figura es de de arista y está apoyado en el plano inclinado con un ángulo   37º . Determine la presión que ejerce (en 105 Pa) sobre dicho plano debido al peso sabiendo que la masa del bloque es 20 kg.  g  10 m/s2  .



A) 3 D) 16

B) 4 E) 18

C) 8

67. A 0,5 m del centro de una banca de largo 2,0 m se coloca un bloque B de 60 kg. ¿En cuánto se incrementa la presión (en kPa) en la pata derecha de la banca? área de contacto con el piso 250 cm2, la cual descansa sobre el piso horizontal. CEPRE-UNI

SEMINARIO Nº 03

2m 0,5 m B 250 cm2 piso

A) 12 D) 15

B) 13 E) 16

C) 14

68. La presión atmosférica terrestre disminuye exponencialmente con la altura, respecto del nivel del mar, según la ley p  p0e h / h 0 (p0 = presión sobre el mar, h0 = altura de Everest). ¿Cuál es aproximadamente la presión (en atm) en la cima del monte Everest? A) 0,15 B) 0,24 C) 0,37 D) 0,43 E) 0,51 69. Señale verdadero (V) o falso (F): I. Un recipiente herméticamente cerrado está parcialmente lleno de un líquido. Si se extrae todo el aire contenido en el recipiente, entonces la presión en el fondo (interior) se hace igual a cero. II. Un líquido ejerce una misma presión sobre todas las paredes del recipiente que lo contiene. III. Para que se registre la misma presión en todos los puntos a un mismo nivel dentro de un líquido, se requiere que éste se encuentre en reposo. A) VVV B) VVF C) FVV D) FFV E) FFF 70. En cierto planeta, la presión hidrostática en un estanque con agua dulce (   1000 kg/m3 ), varía con la profundidad según la gráfica. Halle la presión (en kPa) a de profundidad FÍSICA

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en otro estanque que contiene otro líquido de doble densidad. p(kPa)

A) B) C) D) E)

1,5 2,5 3,5 4,5 5,5

1

h(m)

D

p(105N/m2) 1,5 1 0,5 1

2

3

B) Solo II E) II y III

4

5

h(m)

C) Solo III

72. A un tubo vertical de 1,25 dm2 de sección transversal que contiene agua hasta un metro de altura se le coloca un pistón de de masa que encaja perfectamente de manera que el agua no se escapa por los lados del pistón y éste puede resbalar sin fricción por las paredes de tubo. ¿Cuál es la presión manométrica, en N/dm 2, 0,5 m debajo del pistón?  g  10 m/s2  . A) 30 B) 50 C) 70 D) 120 E) 250 CEPRE-UNI

73. El poso de la figura tiene una tapa X cuadrada de 3 cm de lado y 0,2 kg de masa. Si por el tubo inclinado se inyecta agua lentamente determine la longitud CD (en cm) hasta donde puede llenarse de agua justo antes de que la tapa empiece a levantarse por acción del agua.

4

71. La figura muestra el diagrama presión-profundidad  p  h para un líquido contenido en un depósito descubierto. ¿Cuáles de las siguientes proposiciones son incorrectas? I. La densidad del líquido es 2500 kg/m3. II. La presión atmosférica del lugar es 0,5 Pa. III. El líquido contenido en el depósito puede ser aceite.

A) Solo I D) I y II

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C

A) 26 D) 37

X 37º

B) 29 E) 48

C) 32

74. Calcule la presión manométrica mínima (en kPa) que se necesita en la parte inferior de un tubo de agua que va a un edificio, si el agua debe salir de los grifos en el piso 12 a 35 m sobre la toma de agua. A) 35 B) 70 C) 150 D) 350 E) 400 75. Un tubo en U contiene mercurio y agua, cuando el nivel del agua está en y cuando el nivel del AA ' h vale agua está en BB ' h es igual a 1,00 m. Halle le valor de H (en m). B

H A

B' A' h

A) 6,8 D) 1,7

B) 5,1 E) 1,0

FÍSICA

C) 3,4

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76. En la figura se muestra un tubo en U de ramas verticales de secciones transversales 10 cm2 y 5 cm2, que contiene cierta cantidad de mercurio. Si se vierte de agua en el ramal derecho, determine la longitud h (en cm) que sube el mercurio en la rama izquierda. 2A

A

78. El recipiente esférico de la figura tiene de radio y 6 orificios cerrados con tapones de jebe. En el émbolo de área A  10 cm2 se aplica una fuerza F  10N . Indique cuáles de las siguientes proposiciones son correctas. I. La presión en los tapones 3 y 4 es mayor que en los otros tapones. A 3 H2O    1 g/cm  II. El cambio de presión P  104 Pa producido por la fuerza F es el mismo en los 6 tapones. III. Debido al cambio de presión los tapones 1 y 6 saldrán primero, luego 2 y 5, finalmente 3 y 4.

2A h

Hg

Hg    13,6 g/cm3 

F 6

1

A) 2,05 D) 3,25

B) 2,45 E) 3,50

2

77. La figura muestra un tubo dispuesto verticalmente y conteniendo dos líquidos de densidades 1 y  2 , sobre un tablero horizontal. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. PA  Patm  2 g(0,4) . II. Para hallar PB falta conocer h. III. 1   2

2 A

0,6 m

0,4 m

1 B

B) FVF E) FFF

5 agua 3

A) FVF D) VVF

4

B) VFF E) VFV

C) FVV

79. La fuerza en M sobre el émbolo mostrado permite transmitir una presión variable con el tiempo: p  3 t atm , t en segundos. Si la máxima fuerza de fricción en el tapón es , ¿cuánto tiempo (en s) transcurre hasta que el tapón es expulsado? Área del tapón 2 cm2. M

h

A) FFV D) VVF

r g

C) 2,85

C) VFF

A) B) C) D) E)

1 2 3 4 5

5m

tapón

CEPRE-UNI

FÍSICA

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80. En la figura mostrada se ejercen fuerzas en los émbolos de masas insignificantes (1) y (2) produciéndose presiones P1 y P2 respectivamente, si éstos se mueven muy lentamente bajo la influencia de las fuerzas F1 y F2, entonces se cumple que: F1 1

F2 A1

2

A2

A) F1  F2 B) F1   A 2 / A1 F2 C) P1   A1 / A 2  P2 D) F1   A1 / A 2  F2 P1 P2  E) F1 F2 81. En la figura se muestra una prensa hidráulica donde el área del émbolo 2 es veinte veces el área del émbolo 1, si a la palanca se le aplica F  , determine el peso que se podrá elevar en el pistón de mayor diámetro (en kN). 60 cm

20 cm

F

2

1

A) 24 D) 48

B) 30 E) 52

C) 36

82. La presión manométrica máxima de una prensa hidráulica es de 5 20  10 Pa . ¿Cuál es la masa (en 103 kg) del vehículo más pesado que puede levantar si el área del tubo de salida es 300 cm2? A) 3 B) 6 C) 9 D) 12 E) 18 CEPRE-UNI

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83. Respecto al principio de Arquímedes indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Un objeto sumergido completamente en un fluido, experimenta una aparente pérdida de masa. II. Un objeto flota en un fluido si su densidad es mayor que la del fluido. III. El peso del fluido desplazado es igual al empuje. A) FFF B) FVF C) FVV D) FFV E) VFV 84. Con referencia al Principio de Arquímedes, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I. Un cuerpo parcialmente sumergido en agua experimenta un empuje igual a su peso. II. El peso de un objeto que flota es igual al peso del agua desplazada por la parte sumergida. III. El peso del agua desplazada por la parte sumergida de un objeto que flota, es igual al empuje que actúa sobre éste. A) Solo I y II B) Solo I y III C) Solo II y III D) I, II y III E) Ninguna 85. Respecto al Principio de Arquímedes señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En los casos de un cuerpo parcial o totalmente sumergidos en un líquido el empuje es igual al peso del cuerpo. II. La fuerza neta que ejerce el líquido sobre el cuerpo sumergido (parcial o totalmente) es el empuje. III. El empuje sobre un cuerpo parcialmente sumergido en un líquido aumenta si se le deja en un líquido de mayor densidad. A) FVV B) FFF C) FVF D) VVF E) VFV FÍSICA

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86. Un bloque cuya densidad es más liviano   6800 kg/m3 es completamente sumergido en agua que en el aire. ¿Cuánto pesa (en N) en el aire? A) 680 B) 720 C) 780 D) 820 E) 880 87. Un bloque cilíndrico de madera, de área transversal 80 cm2 se encuentra en equilibrio mediante la fuerza vertical F  6N como se muestra (fig. 1), si lentamente se deja de ejercer F quedando nuevamente en equilibrio (fig. 2), determine la longitud l (en cm) del cilindro que queda sumergido (g =10 m/s2). (1)

20 cm

A) B) C) D) E)

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E  y E  mg  y E  y E  y E  mg  y

89. Cuando sobre un cilindro de madera de 1000 cm3 se coloca una masa m de , se hunde en el agua tal como se muestra en la figura. Determine la densidad (en kg/m3) de la madera. m

(2) agua

A) 500 D) 800

l

B) 600 E) 900

C) 700

agua

A) 15,5 D) 27,5

B) 17,5 E) 30,0

C) 20,0

88. La figura muestra un bloque que permanece parcialmente sumergido. Al aplicar una fuerza F el bloque ingresa más al líquido. ¿Cuál de las siguientes expresiones corresponde al incremento del empuje a partir de la posición mostrada? r

F

m A y

 CEPRE-UNI

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