Física

En varias pruebas con un canon de feria, se ha determinado el angulo que forma el canon con la horizontal del suelo por el cual el proyectil realizo su alcance maximo. En este contexto, si el tiempo de vuelo del proyectil es de $5\ \text{s}$, halle la rapidez de lanzamiento.

Dato: $g = 10\ \text{m/s}^2$

El «cangrejo boxeador» genera chasquidos de breve duración para romper a corta distancia los cascarones muy duros de sus presas. Si el nivel de intensidad producido es $200\ \text{dB}$, calcule la intensidad de sonido necesaria para romper los cascarones ($I_0 = 1\times10^{-12}\ \text{W/m}^2$).

Con relación al movimiento de los planetas, Kepler formuló tres leyes. Determine el valor de verdad (V o F):

I. Los planetas describen elipses con el sol en el centro geométrico.

II. Una línea desde el sol hasta un planeta describe áreas iguales en intervalos de tiempo iguales.

III. El cubo del periodo de revolución de un planeta es directamente proporcional al cuadrado de la distancia promedio entre el planeta y el sol.

La temperatura de una barra metálica aumenta de $18$ a $28\ ºC$ cuando absorbe $1{,}06\ \text{kJ}$ de calor. La masa de la barra es de $424\ \text{g}$. Determine el calor específico de la barra metálica.

El automóvil que se desplaza sobre una superficie horizontal rugosa es detenido en una distancia $D$ por una fuerza de fricción constante independiente de la rapidez del auto. Determine la distancia a la que se detiene el móvil, en términos de $D$, cuando se cuadruplica su rapidez inicial.

Un carrito a control remoto, con masa de 1 kg, se mueve a una rapidez constante de $v = 8$ m/s en un círculo vertical dentro de un cilindro hueco metálico de radio $R = 2$ m, como se muestra en la figura (el carrito recorre la pared interior del cilindro; se pide la fuerza normal en el punto más alto B). Determine la magnitud que tiene la fuerza normal ejercida sobre el carrito por la pared del cilindro en la parte superior del círculo vertical, posición B (altura máxima).

Dato: $g = 10$ m/s²

Una célula fotoeléctrica controla la puerta de un ascensor. El fabricante de los componentes fotoeléctricos determinó que, al irradiar uno de los electrodos de la célula con fotones de longitudes de onda igual a 2 μm, el metal comenzó a emitir fotoelectrones. También, observó que, cuando se aplica una diferencia de potencial de 0,3 V entre los electrodos de la célula, la corriente eléctrica se anula. Identifique la función de trabajo que halló el fabricante de los componentes fotoeléctricos del ascensor.

Datos: $h = 4{,}14\times 10^{-15}$ eV·s; $c = 3\times 10^8$ m/s

Desde la azotea de un edificio de 55 m de altura, se lanza verticalmente hacia arriba una esfera de metal de 0,2 kg de masa con velocidad V₀ = 30 m/s. Considerando que no experimenta fricción por el aire, determine la altura en que se encuentra la esfera respecto del suelo cuando su energía cinética es de 40 J.

Dato: g = 10 m/s²

Nota: Este ejercicio requiere una imagen/figura (el carril curvo desde el punto A, con el punto B en el borde horizontal y el punto C en el suelo, a una altura h = 20 m) del PDF original que no ha sido extraída. Debe añadirse manualmente antes de importar.

Desde la posición del punto A, una esfera de metal se libera sobre un carril. Si la altura sobre el suelo es h = 20 m (medida desde el punto B, donde la esfera abandona el carril horizontalmente, hasta el punto C, en el suelo), determine el tiempo que tarda la esfera en recorrer del punto B al punto C.

Dato: g = 10 m/s²

Una tabla de plástico con densidad de 400 kg/m³ tiene un espesor de 15 cm. Cuando un nadador de 72 kg de masa está sobre ella, la tabla flota sumergida totalmente en un lago a nivel de la superficie (es decir, la tabla queda justo al ras del agua, completamente sumergida pero sin hundirse más). Determine el área de la tabla.

Dato: ρ_agua = 1000 kg/m³

Nota: Este ejercicio requiere una imagen/figura (el bloque con la fuerza F aplicada a 37° sobre la horizontal) del PDF original que no ha sido extraída. Debe añadirse manualmente antes de importar.

Un bloque de masa m = 3 kg se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal rugosa. La fuerza F aplicada forma un ángulo de 37° con la horizontal. Si el coeficiente de fricción estático es μs = 1/3, determine la fuerza F mínima necesaria para mover el bloque.

Dato: g = 10 m/s²

Un equipo de música actúa como una fuente puntual de sonido. A una distancia de 10 m, se registró un nivel de intensidad de 80 dB. Determine la potencia de la fuente del sonido.

Dato: I₀ = 10⁻¹² W/m²

Nota: Este ejercicio requiere una imagen/figura (el circuito eléctrico con las resistencias de 4Ω, 6Ω y 2Ω, y las fuentes ε₁ y ε₂) del PDF original que no ha sido extraída. Debe añadirse manualmente antes de importar.

La figura muestra un circuito eléctrico con tres ramas que comparten un nodo: la primera rama contiene una resistencia de 4Ω y la fuente ε₁, con corriente I₁ saliendo del nodo hacia esa rama; la segunda rama contiene una resistencia de 6Ω, con corriente I₂ saliendo del nodo hacia esa rama; la tercera rama contiene una resistencia de 2Ω y la fuente ε₂. Los valores de las intensidades de corriente son I₁ = 0,5 A e I₂ = 2 A. Si la fuente electromotriz es ε₁ = 14 V, determine el valor de la fuente electromotriz ε₂.

En un hospital, se usa un conducto de sección transversal circular de 20 cm de radio para renovar el aire de una habitación con las siguientes dimensiones: 10 m de largo, 6,28 m de ancho y 4 m de altura. Si el tiempo que se demora en remover el aire es 8 min 20 s, determine la rapidez con que fluye el aire por el conducto.

Dato: $\pi=3,14$

En un experimento de efecto fotoeléctrico con luz de cierta frecuencia, se requiere una diferencia de potencial de frenado de 45,5 V para reducir la intensidad de corriente a cero. La figura muestra el diagrama del circuito usado durante el experimento. Determine la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos.

Datos: $1\ eV=1,6\times10^{-19}\ J$; $m_e=9,1\times10^{-31}\ kg$