Física

Respecto al movimiento de una partícula, indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I. La trayectoria se describe de la misma forma desde cualquier sistema de referencia.

II. Su desplazamiento depende del sistema de referencia.

III. Una trayectoria curva observada desde un sistema de referencia puede observarse como una trayectoria rectilínea desde otro sistema de referencia.

Marque la alternativa que presenta la secuencia correcta.

Un decibelímetro mide un nivel de intensidad sonora de 120 decibeles. ¿Cuál es el valor correspondiente de la intensidad sonora en $W/m^2$?

La siguiente ecuación física es dimensionalmente correcta:

$A = A_0\cos(\alpha t^2+\beta x^{0{,}5})$

Halle la dimensión de $\alpha/\beta$ si "$t$" es el tiempo y "$x$" es el desplazamiento.

Se sabe que $C_1 = 1\ \mu F$, $C_2 = 2\ \mu F$ y $C_{eq} = 2\ \mu F$, donde $C_{eq}$ es la capacidad eléctrica equivalente del conjunto de los tres condensadores entre los puntos A y B.

Determine el valor de la capacidad eléctrica del condensador $C_3$ (en $\mu F$) que aparece en el sistema de condensadores mostrado en la figura adjunta.

En el esquema mostrado, determine el valor de $\varepsilon$ de la fuente (en V) para que la intensidad del campo eléctrico en el condensador plano sea $E = 2{,}0\times10^3\ V/m$. Considere que los valores de las resistencias son $r=R_1=R_2$ y la distancia entre las placas del condensador es $d=5{,}0$ mm.

Durante el proceso de expansión adiabática de un gas ideal que sigue el ciclo de Carnot ($\gamma=5/3$), el volumen aumenta en un 25 %. Si la temperatura inicial es $t_0$, calcule la temperatura final.

Un gas ideal monoatómico realiza un proceso cíclico ABCD, tal como se indica en un diagrama P-V.

En el punto A, la temperatura del gas es 300 K y, en la trayectoria A → B, el gas absorbe 200 cal. Calcule aproximadamente (en J) el trabajo efectuado por el gas en un ciclo.

Dato: 1 cal = 4,184 J

Se lanza un bloque de 12 kg con una rapidez de 5 m/s desde la base de un plano inclinado que forma un ángulo de 30° respecto de la horizontal. Si el bloque llega hasta una altura de 0,8 m e inmediatamente después regresa, calcule aproximadamente la rapidez (en m/s) del bloque al llegar a la base del plano inclinado.

Considere $g = 9{,}81\ \text{m/s}^2$.

En un experimento de cinemática, se registran las posiciones del movimiento de un insecto, que en el inicio se encontraba en el origen de coordenadas. El insecto empieza a moverse a lo largo del eje X positivo con aceleración constante. En intervalos iguales de tiempo, se obtienen los registros que se muestran en la figura.

¿Cuál de las siguientes gráficas describe mejor el movimiento del insecto?

Una bobina circular de 3 cm de radio tiene su sección recta perpendicular a un campo magnético de 4 T. Calcule el flujo magnético (en Wb) a través de la bobina.

Dato: $1\text{ Wb} = 1\text{ T}\cdot\text{m}^2$

Un objeto se aproxima con velocidad constante a lo largo del eje óptico de una lente convergente, cuya distancia focal es 20 cm. Si el objeto pasa de una distancia, medida desde el vértice de la lente, de 100 cm a otra de 30 cm, en un intervalo de tiempo de 5 s, determine la rapidez promedio (en cm/s) con la que se desplaza la imagen.

Un resorte de constante elástica $K_0$ se encuentra sujeto a una pared por uno de sus extremos.

Por el otro extremo, el resorte está sometido a una fuerza de 90 N, lo cual incrementa su longitud en $\Delta l$. Para obtener el mismo incremento de longitud, aplicando una fuerza de 60 N, la constante del resorte debe ser:

Un manómetro de tubo en forma de U, abierto en ambos extremos, contiene inicialmente agua; luego, se vierte aceite, cuya densidad es de 750 $kg/m^3$, que no se mezcla con el agua.

Calcule aproximadamente la altura de la columna de aceite (en m), si la altura de la columna de agua es de 0,2 m.

Un satélite, cuando orbita alrededor de un planeta A a una altura "$h$", presenta el mismo periodo cuando orbita alrededor de la Tierra a una altura $2R$ (R es el radio de la Tierra). Calcule la razón $h/R$, si se sabe que la masa del planeta A es 27 veces la masa de la Tierra y sus radios son iguales.

El campo magnético máximo de una onda electromagnética es 40 $\mu T$. Calcule aproximadamente (en $mJ/m^3$) la densidad de energía promedio de la onda electromagnética. La permeabilidad magnética en el vacío es $4\pi\times10^{-7}\ T\cdot m/A$.

Dos alambres metálicos con coeficientes de dilatación lineal $\alpha_1$ y $\alpha_2$ ($\alpha_1 < \alpha_2$) tienen la misma longitud $l_0$ a la temperatura $T$. Determine el valor necesario del incremento $\Delta T$ de la temperatura para que la diferencia entre sus longitudes sea $l_0/10$.

Un móvil parte del reposo y se mueve en una trayectoria que describe una circunferencia de radio $R$, cuyo módulo de la componente tangencial de su aceleración, denotado por "$a$", es constante. Calcule al cabo de qué tiempo el módulo de la aceleración centrípeta será el doble del módulo de la aceleración tangencial. Considere que todas las cantidades son medidas en el Sistema Internacional.

Un rayo de luz incide desde el aire con un ángulo de 45,0° por una de las caras de un cubo transparente.

Calcule aproximadamente el índice de refracción del cubo con la condición de que, cuando el rayo de luz incida sobre la cara interna adyacente, lo haga con el ángulo crítico.

$n_{cubo}$: índice de refracción

Calcule aproximadamente la energía cinética máxima (en $10^{-19}$ J) de un electrón, emitido desde la superficie de una placa metálica cuando incide sobre ella un haz de luz de cierta frecuencia, cuya energía es 5,2 eV. Considere la función trabajo de la placa igual a 4,3 eV, donde $1\text{ eV} = 1{,}6\times10^{-19}\text{ J}$.

Una bala de 100 g de masa, que viaja a 200 m/s, golpea un bloque de madera y la penetra hasta una profundidad de 0,12 m. Calcule, aproximadamente, la magnitud de la fuerza (en $10^4$ N) que ejerce la madera sobre la bala. Considere que la fuerza es constante y que para detener a la bala se usó toda su energía.