Lesly Tatiana Vega Castañeda Solucionario de física 11-2
LA CUBETA DE ONDAS: En una cubeta de ondas una esfera movida por movida por un motor toca el agua en el punto 0 10 veces por segundo generando ondas circulares que se propagan como se muestra en la siguiente figura. En la cubeta la velocidad de propagación de las ondas dependen de la profundidad del agua.
1. Si se aumenta el desplazamiento vertical de la esfera es correcto afirmar que con respecto a las anteriores las nuevas ondas generadas tienen mayor: A. Amplitud Porque: la amplitud es un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasi periódicamente en el tiempo. Es la distancia máxima entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.
2. Sobre las ondas así generadas puede decirse que: B. La frecuencia es independiente de la profundidad pero la longitud de ondas depende de la profundidad.
Porque: Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el SI (Sistema Internacional), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. 3. Si la velocidad de propagación es de 10 cm/seg, la profundidad de la onda será de: C. 1 cm Porque= 10 cm/seg= 1cm 10 seg 4. Se genera en una cubeta una corriente de agua en la dirección mostrada en las figuras con una velocidad de propagación Vp de las ondas. ¿Cuál diagrama muestra mejor la configuración de los frentes de ondas un tiempo después?
C. Porque: Todas las ondas tienen una velocidad de propagación finita., en la cuyo valor influyen las fuerzas recuperadoras
elásticas del medio y determinados factores de la masa del medio: la densidad lineal en las cuerdas; la profundidad del agua bajo la superficie, o el coeficiente adiabático, la masa molecular y la temperatura en el caso de la propagación del sonido en un gas. Entonces: es la c, al ver que sus ondas van en dirección finita, y que aumentan.
*En un torneo de flecha y arco 20 cm (como se muestra en la figura 1) mientras ejerce una fuerza que aumenta de manera uniforme con la distancia desde cero a 260 Newtons
5. La grafica que mejor representa la fuerza ejercida sobre la cuerda en función de la distancia de separación (A-0) desde la cuerda sin tensar es :
C. Porque: la fuerza ejercida por la cuerda, va en aumento por lo tanto al aumentar el desplazamiento en x aumenta f(n) haciendo que aumente proporcionalmente. 6.
Un estudiante de física piensa que es posible sustituir el arco y aplicar la misma fuerza sobre la flecha comprimiendo un resorte a una longitud igual como se muestra en la figura 2. La constante elástica de este resorte debería ser: B. 1300 N/m Porque: (pasamos 20 cm a m= 0.2) F= -k x 260= k*0.2 260 = 1300 N 0.2 M Sobre un bloque de 2kg de masa, colocado sobre una mesa de fricción despreciable, se aplican dos fuerzas F1 y F2 como indica el dibujo.
7. la fuerza neta que actúa sobre el bloque es la indicada en: A.
10 N
C.
30 N
B.
D.
10 N
30 N
A. Porque: F1 – F2 20N - 10N = 10 N (queda positivo entonces su dirección es)
8. el bloque se mueve con aceleración cuyo valor es: A. 5 cm/ s²
B. 10 m/s²
C.15 m/s²
D.20 m/s²
A.porque:
F= M*a 10= 2* a A=10kg m/seg 2 kg A= 5 m Seg
9. una resistencia Ro se conecta en serie a otra resistencia R. para que la resistencia equivalente sea igual a 2Ro, se debe cumplir que el valor de R sea igual a: C. Ro C. Porque: Ro + R = 2Ro R= 2Ro – Ro R= Ro
10. La resistencia eléctrica de un alambre conductor de longitud L y de sección transversal A, hecho con un material de resistividad es: R= L A A partir de esta ecuación se deduce que si quiere nuevos alambres del mismo material con una resistencia, es posible hacerlos: A. Amentando la longitud y disminuyendo la sección transversal. Porque: el factor que influye en la mayor o menor resistencia de un material o conductor es la temperatura. Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia. Ver: Variación de la resistencia con la temperatura. Ejercicio Veamos ahora un ejemplo práctico para hallar la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica un conductor de cobre de 500 metros de longitud cuyo diámetro es 1,6 mm. En este caso queremos calcular la resistencia de un conductor bien definido (cobre), del que conocemos su resistividad:
(rho=0,0172), sabemos su longitud en metros (500) y del que no sabemos su área o sección pero del que sí tenemos como dato su diámetro (1,6 mm). Para hallar el área o sección del conductor de cobre será necesario utilizar la siguiente fórmula:
El área del círculo se obtiene multiplicando el valor de π por el radio al cuadrado. Repasar: Cálculo del área o superficie del círculo. Reemplazamos los valores en la fórmula: El valor de π (pi ) lo conocemos (3,1416) . Si el diámetro del conductor de cobre es 1,6 mm, su radio será 0,8 mm, valor que elevamos al cuadrado (0,8 multiplicado por 0,8) 0,8 mm • 0,8 mm = 0,64 mm2 Entonces Área o sección = 3,1416 • 0,64 mm2 = 2 mm2 Ahora podemos completar la fórmula
BALINES CONDUCTORES: Los balines conductores 1 y 2 tienen carga Q =2q Y Q²=4q respectivamente. Sus masas son despreciables, están suspendidos de hilos no conductores e interactúan electrostáticamente.
1
2
11. el esquema de fuerza que mejor representa la interacción electrostática entre los balines 1 y 2 es:
A.
B.
C.
D.
A. Porque: Los dos balines son positivos por si fueran uno positivo y el otro negativo se atraerían y pues sus flechas.
12. Al balín 2 se le conecta un cable a tierra y se mantiene la conexión como se observa en la siguiente figura
p ------------1
2
El campo eléctrico total en el punto P es: B. igual al campo producido por el balín 1, porque solo este balín tiene una distribución de cargas que genera campo. Porque: el balín 2 esta conectado a la tierra por tanto este queda neutralizado y solo el balín 1 es el que tiene una distribución para crear una carga ya sea por protones o electrones.
13. El nuevo esquema de fuerza que mejor represente la fuerza entre los balines 1 y 2 es:
A.
B.
C.
D.
A. Porque: este queda totalmente neutralizado, por esta razón los balines 1 y 2 no ejercen una fuerza ya sea negativa o positiva.
Suponga que el bloque entra en contacto con un segundo bloque de masa m²y se aplica una fuerza F como se muestra en la figura:
14. si m² es mucho mayor que m es correcto afirmar que la fuerza de contacto vale aproximadamente: B. Cero Porque: Aunque en ciertos casos puede actuar una sola fuerza sobre un cuerpo, lo que ocurre comúnmente es que actúan dos o más fuerzas sobre un cuerpo. La fuerza neta viene a ser la resultante que se obtiene al sumar todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Al momento de calcular la aceleración de un cuerpo debe utilizarse la fuerza neta para obtener un resultado correcto. En este caso de que sobre el cuerpo actúe una sola fuerza, la fuerza neta será igual a la fuerza aplicada pero como no hay, entonces es cero. Recordemos que la fuerza neta es la que puede acelerar un cuerpo al cambiar su magnitud, su rapidez o modificar la dirección.
TIPO PARABÒLICO: Una máquina de entrenamiento lanza pelotas de tenis, que describen una trayectoria parabólica como se indica en la figura.
15.
Los vectores que mejor representan la componente
horizontal de la velocidad de una pelota en los puntos A, O Y B.
C.Porque: Se le denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.
Este Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical, lo que sucede en este caso. 16. Los vectores que representan la aceleración de una pelota en los puntos A, O y B
c.porque: Para resolver un problema de tiro parabólico es necesario seguir los siguientes pasos
1.-Establecer el sistema de referencia, es decir, el origen y los ejes horizontal X, y vertical Y 2.-Determinar el valor y el signo de la aceleración vertical 3.-Las componentes de la velocidad inicial (incluido el signo) 4.-La posición inicial 5.-Escribir las ecuaciones del movimiento 6.-A partir de los datos, hallar las incógnitas. Así, lograremos ver que la pelota va acelarando.
17. se tiene agua 10◦C y agua caliente a 50◦C y se desea tener agua a 30◦C, la proporción de agua fría: agua caliente que se debe mezclar es: A. 1:1 B. 1:2 C. 1:4 D. 1:5 Un estudiante construye un instrumento musical de viento que consta de tres tubos del mismo diámetro y distinta longitud. Los tubos| y || están abiertos en ambos extremos mientras que el tubo ||| está cerrado solo por uno de sus extremos cómo se muestra en la figura.
La frecuencia fit f2 y f3 indicadas en la figura en la figura correspondiente al primer armónico de cada tubo, para representar esquemáticamente la intensidad de una onda estacionaria a lo largo de un tubo, se usa la siguiente convención:
18. respecto a la frecuencia f1 del tubo l, la frecuencia con la que emite el tubo || es: C. f2=录f1 C. porque: si ya que si miramos cuantas ondas ocasiona en que cada tubo por raz贸n entenderemos que esa es la respuesta.
19. A un extremo del tubo ll se acerca un parlante que emite un sonido de frecuencia 2/2 generando La onda estacionaria representada por:
A. Porque; como nos dice que 2/2 digo que en cada extremo debe que ir los dos nodos y dos antinodos.
20. Respecto a la velocidad de propagación de la onda en los tubos se puede afirmar que: B. Es igual en los tres tubos, porque la onda siempre se propaga en el mismo medio. Porque: es igual en los tres tubos, porque la onda siempre se propaga en el mismo medio Un recipiente vacío flota en el agua como muestra la figura:
21. Se coloca una por una y muy lentamente, esferas pequeñas en el interior del interior del recipiente. A medida que se introducen las esferas, la densidad media del conjunto recipiente esferas. C. Aumenta y el empuje sobre sobre el conjunto también aumenta. Porque: al aumentar genera una presión que también aumentara y esto hará que el objeto aumente su peso.
El sistema ilustrado en la figura se utiliza en una construcción civil para subir y bajar material. El asistente consta de un porta
cargas de masa m, un contrapeso de masa M y una polea fija sostenida por una estructura metálica.
Para ciertos ángulos de inclinación de la estructura metálica respecto a la horizontal, se pueden apreciar dos situaciones cinéticamente distintas: l. el sistema portacartas-contrapeso permanecen en reposo. ll. el sistema portecargas-contrapeso se mueve con velocidad constante. 22. De acuerdo con esto, es correcto concluir que las fuerzas sobre el contrapeso están equilibradas. C. En ambas situaciones. Porque: si ya que el porta cargas no tiene que hacer mayor esfuerzo para aquel movimiento; y el contrapeso a medida que va subiendo el peso él está haciendo una aceleración o una fuerza
constantemente.
23. suponga que el porta cargas está a una altura h y sube con rapidez v. si se rompe el cable que lo sostiene, su energía cinética inmediatamente después de ese instante. D. disminuye, porque continúa ascendiendo. Porque: el cuerpo comienza a mantener su E.C. lo cual hace que haya cambio en su velocidad o más. 24. la figura muestra dos partículas cargadas (1 y 2) en donde la partícula 1 esta fija.
Si sobre la partícula 2 se ejerce una fuerza paralela al eje X tal que la distancia entre 1 y 2 aumente con el tiempo, es cierto que:
A. La fuerza neta sobre 2 es cero en todo instante. Porque: ya que si el eje x lo tomamos como estar conectado a la tierra estos hará que la fuerza sea nula en el recorrido de ese eje.
25. en la figura se muestra un círculo eléctrico con una fuente de voltaje V y dos resistencias idénticas de valor R.
En términos de la corriente en la batería (l), los valores de las corrientes la e Ib. son respectivamente, C.½, ½ Porque: ya que la trasmisión de corriente es igual para cada partícula.
En 1909, Robert millikan calculó la carga eléctrica de los electrones con la ayuda del montaje experimental que se esquematiza en la figura. El experimento consiste en un atomizador que rocía gotas muy pequeñas de aceite sobre el gas atrapado entre las placas metálicas. Las gotas caen libremente, pero cuando se activa un campo eléctrico adecuado entre las placas, se puede lograr que algunas gotas de aceite queden suspendidas.
26. Si se invierte la dirección del campo eléctrico, las gotas que están suspendidas: C. Caen con una aceleración mayor que la gravedad. Porque: ya que la gota se ve atraída por la placa de abajo que ahora tiene carga positiva. De modo que la gota cae con una aceleración que es 2 veces la gravedad.
27. la condición de equilibrio mecánica sobre la gota implica que Mg= qe, donde m es la masa de la gota, g la aceleración que la carga de la gota y E la magnitud del campo eléctrico, entonces, puede afirmarse que en equilibrio mecánico: A. La magnitud de la fuerza eléctrica es igual a la del peso. Porque: si porque la magnitud de la fuerza el ectrica es igual a la del peso 28. sobre la superficie terrestre el periodo de oscilación de un péndulo es T. se lleva ese péndulo a un planeta en donde su periodo de oscilación es igual a 2T. la aceleración gravitacional en la superficie de ese planeta es igual a: D. 2,5 M/S²
29. los recipientes sellados 1,2 y 3 de las figuras contienen agua con volúmenes V, 2V Y 3V respectivamente, a los cuales se les transfiere iguales cantidades de energía calorífica, la variación de la temperatura en el recipiente 2 es:
D. Mayor que en el recipiente 3 Porque: la capacidad de volumen que posee el recipiente 2 es menor lo cual hará que la variación de su tempera sea mayor que el 3 pero menor que el 1.
30. se introdujo una cuchara metálica a una temperatura Te en una sopa “caliente”que se encontraba a una temperatura superior Ts (Ts>Tc). La sopa estaba aislada del medio ambiente. Después de un tiempo, el sistema alcanza una temperatura de equilibrio Te y se realizan las siguientes afirmaciones: l. Te > Ts ll. Tc < Te lll. Tc >Te
lV. Te < ts De las anteriores afirmaciones, son correctas: A. Ll y lV
Lesly Tatiana Vega Castañeda Solucionario de física 11-2
Pruebas icfes 4 de septiembre 1- miguel y Andrés arman una carpa y para mantenerla elevada atan el centro del techo a dos cuerdas, como se muestra en el dibujo
Cuándo el sistema está en equilibrio se cumple que: o D- T1Senѳ1=T2Senѳ2 Porque: Este problema se puede resolver por el teorema del SENO ¡ = Utilizando productos cruzados obtendríamos T1.Senѳ1=T2.Senѳ2
2- Manuela Observa una naranja de masa m que cae desde la cima de un árbol de altura h con velocidad inicial v. Para hacer el cálculo de la velocidad de la naranja en el momento del choque debe conocerse (g=aceleración gravitacional ) o c- v,g,h Porque: en la Caída libre la masa no se debe tener en cuenta. Además se tiene que tener en cuenta la Gravedad que es la magnitud que ejerce una fuerza al objeto que cae. 3- se sabe que la energía cinética de una naranja al caer depende de la masa y del cuadrado de su velocidad. Entonces es correcto afirmar que un Joule es: o c- 1Kg.
/
Porque: Esta es la respuesta correcta pues las unidades de un joule en el SI son Kg.
/
En unidades elementales, un joule, representado por J, equivale a:
4- Un jugador de hockey se encuentra inicialmente en reposo sobre una pista de hielo sin fricción. El jugador se quita el casco y lo arroja hacia el borde de la pista, por lo cual, el jugador retrocede en dirección contraria a la del lanzamiento. El retroceso del jugador lo explica el hecho de que en el sistema , durante el lanzamiento, o A- la energía mecánica se conserva
o B- El momentum lineal se conserva o C- la masa del patinador disminuye o D- la energía cinética se conserva
5- en un recipiente hermético y aislado se tiene un gas ideal cuyas moléculas se mueven con rapidez promedio V1.
Si el volumen del recipiente se reduce a la cuarta parte mientras la presión se mantiene constante , se puede concluir que la velocidad promedio de las moléculas del gas después de la compresión es: o D- 4V1 Porque: al disminuir el volumen del recipiente, va a ser menor el espacio que tengan las moléculas para moverse, y como van a estar más apretadas la velocidad aumentara a la cuarta parte porque el recipiente se comprimió la cuarta parte.
6- Sobre una carretera recta se mueven con igual rapidez y en la misma dirección, un motociclista y un carro de la policía. En el instante to, la sirena del carro de policía empieza a emitir un sonido de frecuencia fo constante. La frecuencia del Sonido escuchado por el motociclista es f. Es correcto afirmar que inicialmente: o f=fo, y después f aumenta o f=fo, y después f disminuye o f=fo, y f permanece constante o f=0, y después f aumenta hasta ser f=2fo. Responda las preguntas 7 al 11 de acuerdo con la siguiente información
7- Fernando observa a través del estroboscopio una lámpara que emite luz permanentemente y con cierta frecuencia f emite un destello de luz de mayor intensidad. Si la frecuencia con la que gira el estroboscopio también es f ; puede deducirse que Fernando a través del estroboscopio verá la luz: o encendida intermitentemente sin destellos porque: que si la frecuencia del estroboscopio es f
quiere decir que esta gira constante y va a hacer intermitente lo que quiere decir que la luz se encenderá y apagara con una periodicidad constante y frecuente. 8- el animador de la fiesta hace que un disco gire más rápido de lo normal para acelerar la música. Con esto logrará que: o B. aumente la frecuencia del sonido porque: Ya que si acelera mas la música quiere decir que va a ver una variación en la velocidad con respecto al tiempo en este caso aumentara la velocidad ya que también aumentara el número de oscilaciones por lo tanto la frecuencia va a aumentar.
9- en uno de los equipos de amplificación aparece una etiqueta que dice “ 20.000 Watts “.Esto quiere decir que : o C.la energía por unidad de tiempo que suministra el amplificador es de 20.000 Watts Porque: Puesto que el WATT es una magnitud de POTENCIA la potencia es la energía producida, o consumida, por segundo. 10-
EL cable de conexión del amplificador se ha perdido y
Carlos usa un cable del mismo material pero más delgado para reemplazar el original. Con respecto al Cable original el Cable Delgado se calienta debido a que: o B. opone más resistencia al paso de la corriente Porque: Puesto que es más difícil el paso de corriente eléctrica por el cable delgado que por el del cable original ¡
11-
si la potencia que disipa la consola de sonido es de 12KW, y
la corriente m谩xima es de 40Amp. La consola debe alimentarse con: o b 300V Porque: Aplicando la siguiente ecuaci贸n: V= Donde V es el Voltaje, P es la potencia e I es la Corriente Reemplazando nos queda: V= 12-
=
=300
=300V (voltios)
Al conectar de dos formas diferentes dos resistencias
id茅nticas a una pila, se forman los circuitos que se ilustran a continuaci贸n:
Sean |1, |2, |3 e |4 Las intensidades de corriente que circulan por las resistencias respectivamente. De acuerdo con esto, es correcto afirmar que: o D. |1=|2;|3=|4e|1<|3 Porque: Esta es la respuesta correcta, ya que en el enunciado inicial se dice que las resistencias son IDENTICAS, y al ser idénticas son iguales, por lo tanto la R1 va a ser igual a la R2, de igual forma en el circuito B R3 va a ser igual a R4. Qué nos dice que la resistencia 1 es mayor que la resistencia 3, entonces las resistencias del circuito A son mayores que las del circuito B 13-
La intensidad de corriente total que suministra la pila al
circuito A (IA) es, con respecto a la que suministra al circuito B (IB) o D. la cuarta parte porque la resistencia total en el circuito A es el cuádruple de la B Porque: 14-
En un experimento para determinar el periodo de un
péndulo simple, se coge una mas M y se cuelga de una cuerda de longitud L, luego se coge la misma masa M y se cuelga de otra cuerda de longitud 4L. Se toma el tiempo en realizar una oscilación completa. De la teoría se sabe que el periodo T de un péndulo está dado por la expresión T=2π√ El tiempo que da el segundo experimento, esperando que se comporte según indicada la teoría es:
15-
Siguiendo el experimento, ahora se cuelga otra masa que es
el doble que el anterior, es decir 2M y se hace oscilar de la misma forma con la cuerda de longitud L. El tiempo que se toma ahora con respecto al primer experimento es :
16-
Una bola se sumerge en un vaso con agua y queda flotando,
luego se calienta y se introduce de nuevo en el agua pero esta vez se hunde por completo. Esto sucede por:
17-
De dos dinamómetros iguales cuelga un cuerpo de mas
10Kg.como se muestra en la figura. La lectura de cada dinamómetro es: A. 50N porque: 1 kg es la fuerza necesaria para imprimirle a la masa m una aceleración de 9.81 metros/seg 1 Nw es la fuerza necesaria para imprimirle a la masa m una aceleración de 1 m/seg Hablando de pesos, P = m.g Entonces 1 kg = 9,81 Nw Pero para fines prácticos de no mucha precisión acepta 1kg = 10 Nw Por eso cada dinamómetro estaría soportando un peso de 5Kg y la respuesta dicha con precisión sería 49.05Nw Pero, como podemos observar esta respuesta no se encuentra por lo tanto la aproximamos a 50Nw