Física

Un móvil realiza movimiento circular sobre una trayectoria de radio $R$. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I. Si el móvil gira una vuelta completa, su longitud recorrida es nula.

II. Si el móvil gira media vuelta, la magnitud del desplazamiento es $2\pi R$ y su longitud recorrida es $2R$.

III. Si el móvil gira un cuarto de vuelta, su longitud recorrida es $\dfrac{\pi R}{2}$.

Marque la alternativa que contenga la secuencia correcta.

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?

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.

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

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.

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 $4\pi\times10^{-7}\ T\cdot m/A$.

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

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.

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 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:

El flujo de calor a través de una sección transversal de un tabique (área de la sección 1 m²) es de 1000 W, en régimen estacionario. La distribución de la temperatura en función de su espesor es lineal y decreciente: en x = 0 la temperatura es 500 °C, y en x = 0,1 m la temperatura es 150 °C.

Determine aproximadamente el valor de su conductividad térmica (en W/m·°C).

Una partícula realiza un MRU a lo largo del eje X. En t = 0 s pasa por la posición $5\hat{i}$ m y, en un intervalo de tiempo de 3 s, el vector desplazamiento es $-7,5\hat{i}$ m. Determine la posición de la partícula (en m) cuando t = 10 s.

Una partícula gira con MCU de tal modo que da una vuelta en 10 s. Calcule aproximadamente el radio de giro (en cm) si para recorrer 20 cm de arco emplea 5 s.

La frecuencia fundamental a la que vibra la cuerda de una guitarra es de 400 Hz. Calcule la nueva frecuencia fundamental (en Hz) si cuadruplicamos la tensión en la cuerda y los otros parámetros se mantienen constantes.

Un campo magnético cuya intensidad es 0,9 T en la dirección positiva del eje z actúa sobre un protón que se mueve con velocidad $\vec{v} = (4,0\hat{i} + 3,0\hat{j}) \times 10^{6}$ m/s. Calcule aproximadamente la magnitud de la fuerza magnética (en unidades de $10^{-13}$ N) que actúa sobre el protón. Considere la carga de un protón igual a $1,6 \times 10^{-19}$ C.

La gráfica representa la fuerza de interacción entre dos cuerpos en función del tiempo: se trata de una curva en forma de arco (parecida a una colina), que empieza en cero, sube hasta un valor máximo y vuelve a bajar a cero, a lo largo de un intervalo de tiempo $\Delta t$.

El impulso sobre uno de los cuerpos puede escribirse como

$\vec{I} = \vec{F}_m \, \Delta t$

De acuerdo con esta expresión, marque la alternativa correcta.

En un circuito, una resistencia de 100 Ω está conectada a una batería por la cual fluye una corriente de intensidad de 10 mA. Determine la energía eléctrica que disipa la resistencia durante 15 minutos.

Un calorímetro ideal que contiene 300 g de agua es colocado sobre un calentador que puede cuantificar la cantidad de calor entregado. Si todo el calor es absorbido por el agua, ¿qué cantidad de calor debe transmitirse para elevar su temperatura de 20 ºC a 80 ºC? Desprecie el calor absorbido por el calorímetro.

Dato: $C_{agua}=\dfrac{4200\ \text{J}}{\text{kg}\cdot{}^{\circ}\text{C}}$

Si el nivel de intensidad de una onda sonora en un punto es $120\ \text{dB}$, calcula el valor de su correspondiente intensidad en dicho punto (en $\text{W/m}^2$). Considera que la intensidad del sonido en el umbral de audición es $10^{-12}\ \text{W/m}^2$.