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INSTITUTO TECNOLOGICO DE APIZACO Ciencias Básicas

Manual de problemas para Fìsica ENCB “Etapa escrita” M. en C. José Luis Hernández González 1 / 46

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

Manual de problemas para Física ENCB “Etapa Escrita”

Recopilación: M. en C. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ GONZÁLEZ

Alum.: ________________________________________________

Apizaco Tlax., Enero/junio 2006



1.- Un geofísico mide el movimiento de un glaciar y descubre que se está moviendo a razón de 3 ft/año, ¿cuál es la velocidad del glaciar en m/s?

0.29 X 10-8 m/s 2.90 X 10-8 m/s 3.12 X 10-8 m/s 3.12 X 10-7 m/s 2.- Una fuerza de 800 N tiene las componentes FX = 400 N y FZ = -500 N. Calcule los ángulos directores de la fuerza si se sabe que su componente en el eje “y” es negativa.

º68.38 º32.111 º30 ZYX =θ=θ=θ º16.53 º83.126 º60 ZYX =θ=θ=θ

º68.128 º83.126 º60 ZYX =θ=θ=θ º81.172 º83.126 º60 ZYX =θ=θ=θ 3.- Un barco es conducido por dos remolcadores como se muestra en la figura. Determine el valor de la tensión mínima, así como la dirección en la que se debe aplicar por el remolcador “B” para que el barco se mueva en la dirección del eje x. α

º37=α ,TB=400 N º53=α ,TB=250 N

º90=α TB = 240 N º180=α TB=120 N 4.- Una tabla de densidad uniforme de longitud L y masa m descansa sobre dos soportes, A y B, como muestra la figura. Si una persona de masa 2m parte de A y se dirige hacia el extremo C, es incorrecto afirmar que:

Cuando la persona pasa por el punto medio de la tabla, A y B soportan igual peso.

A medida que la persona se acerca a B, éste soporta mayor peso.

La persona no puede llegar al extremo C de la tabla, porque ésta se voltea antes de alcanzarlo.

A medida que la persona se acerca a B, A soporta mayor peso.

x

TA = 400 N

TB

37° B



5.- Un cuerpo que pesa 490 N está soportado por dos cables como se muestra en la figura. Determine las tensiones en cada cable.

TA = 335.17 N TB = 260.72 N TA = 381.15 N TB = 248.77 N

TA = 399.45 N TB = 451.58 N TA = 980.00 N TB = 639.64 N 6.- En un cuerpo plano como el que se ilustra, actúan 7 fuerzas. ¿Cuál es el mínimo número de pares de fuerzas que se pueden formar con ellas?

2 pares 3 pares 4 pares 5 pares

490 N

60

A

B

50

F1 = 300 lb F2 = 100 cos 30° lb

F3 = 300 lb

30°

F4 = 200 cos 30° lb

F5 = 250 lb F6 = 200 sen 30° lb

F7 = 100 lb



7.- Un sistema fuerza-par es el que se muestra en la figura. Indique cual es la fuerza equivalente.

A

400 N

MA = 1200 N•m

A

400 N

3 m

A

400 N

3 m

A

400 N

3 m

A

400 N

3 m

d)

a) b)

c)



8.- En la figura siguiente se muestra una viga con densidad uniforme, que pesa 1200 N. La viga está sostenida a la pared por un pasador liso en uno de sus extremos y en el otro extremo está tensionada por un cable. Calcular la tensión del cable y las componentes de la reacción en el pasador.

AX = - 452.13 N AY = 1200 N BX = 452.13 N

AX = - 796.22 N AY = 1200 NBX = 796.22 N

AX = - 904.26 N AY = 1200 N BX = 904.26 N

AX = - 1592.45 N AY = 1200 N BX = 1592.45 N

9.- Un cuerpo tiene una velocidad de 4 m/s en un instante dado; 3 s después tiene una velocidad de 7 m/s, ¿qué aceleración media experimenta el cuerpo?

1.00 m/s2 1.10 m/s2 5.00 m/s2 10.0 m/s2 10.- Una piedra de 1 kg se deja caer desde lo más alto de un edificio. Al mismo tiempo, otra piedra de 0.5 kg se deja caer desde una ventana ubicada 10 m más abajo. Despreciando la resistencia del aire, la distancia entre las piedras durante su caída...

Depende de las diferencias de las masas.

Disminuye.

Aumenta. Se mantiene en 10 m. 11.- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? Una partícula en movimiento curvilíneo puede...

Tener aceleración a 45° de la dirección de su movimiento.

No tener aceleración.

Tener aceleración perpendicular a su movimiento.

Tener aceleración variable.

B

35°

A



12.- ¿Cuál de las siguientes gráficas representa la relación entre una fuerza paralela al plano horizontal ejercida sobre un bloque y la fuerza de fricción que se presenta entre el bloque y la superficie? a) b) c) d) 13.- Se da una velocidad de 5 m/s a una caja y se deja que se deslice sobre un piso horizontal hasta detenerse. Si la caja recorre 8 m, ¿cuál es el coeficiente de rozamiento cinético?

0.11 0.16 0.20 0.23 14.- Es la cantidad vectorial que mide el efecto de una fuerza durante el tiempo que actúa sobre el cuerpo.

Momento Trabajo Impulso lineal Energía cinética 15.- Determinar el valor del potencial eléctrico a una distancia de 15 cm de una carga puntual de Cµ6 .

V = 3.2 x 102 v. V = 4.2 x 104 v. V = 3.6 x 105 v. V = 3.8 x 1010 v.

P

f

En movimiento

Sin Movimiento

P

f

En movimiento

f

P

En movimiento Sin Movimiento

P

f

En movimiento

Sin Movimiento



16.- Dos bloques, A y B, en contacto entre sí, están en reposo en un plano inclinado como se muestra en la figura. Los diagramas de cuerpo libre correctos son: ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 17.- Dos partículas inicialmente en reposo y a una misma altura resbalan sobre una rampa rectilínea que forma un ángulo de 40 grados con la horizontal. Si la masa de una partícula es m y la masa de la otra partícula es M (donde M>m), indicar cuál de las siguientes afirmaciones es falsa (despreciando la fricción).

La energía potencial que tienen al llegar al suelo (nivel de referencia) es la misma para ambas partículas.

La velocidad con que llegan al suelo es la misma en ambas.

La energía cinética que tienen al llegar al suelo es la misma en ambas.

Llegan al suelo al mismo tiempo.

A

B

25°

fSA A

FNA

25° WA

FAB

B

FNB

25° WB FAB

fSB

fSA A

FNA

25° WA

FAB

B

FNB

25° WB FAB

fSB

A

FNA

25° WA

FAB

fSA B

FNB

25° WB

FAB

fSB

fSA A

FNA

25° WA

FAB

B

FNB

25°

WB FAB

fSB



18.- Una carga puntual q1 se sitúa a 3 cm de una carga q, por lo que experimenta una fuerza F1. Si se sustituye q1 por otra carga puntual q2 cuya magnitud es el doble de q1 y es colocada a 6 cm de q, experimentando una fuerza F2. ¿ Cual de las siguientes afirmaciones es la correcta?

F1 = ½ F2 F1 = 2/3 F2 F1 = F2 F1 = 2F2 19.- Dos capacitores de 7 pF y 9 pF. Se conectan primero en serie y luego en paralelo. Calcular la capacitancia equivalente en cada caso

(Ceq.)serie = 3.93 pF (Ceq.)paralelo = 16 pF

(Ceq.)serie = 5 pF (Ceq.)paralelo = 12 pF

(Ceq.)serie = 12 pF (Ceq.)paralelo = 5 pF

(Ceq.)serie = 16 pF (Ceq.)paralelo = 3.93 pF

20.- Seis pilas AA se conectan en serie con una resistencia de Ω3 . Se sabe que la fem de cada pila es de 1.5V y su resistencia interna es de Ω06.0 . Calcule la corriente y la diferencia de potencial entre las terminales internas (a,b) de cada pila.

i = 2.68 A Vp = 1.34 V i = 2.68 A Vp = 1.50 V

i = 3.00 A Vp = 1.34 V i = 3.00 A Vp = 1.50 V 21.- A una carga resistiva de 20 ohms de resistencia eléctrica se le aplica un voltaje de 120 Volts. Calcule la energía consumida en un tiempo de 8 horas.

5.76 kWh 48.00 kWh 57.60 kWh 480.00 kWh

r r r r r r

R

ε ε ε ε ε ε

b

a



22.- ¿Qué valor tiene el momento de la fuerza en F mostrada en la figura respecto a la barra BC?

MBC = 30.0 kN·m MBC = -124.0 kN·m

MBC = 24.8 kN·m MBC = -24.8 kN·m 23.- ¿Cuál de los siguientes objetos tiene el momento lineal más grande?

Un caballo que corre a unas 2 mi/hr Una bala disparada por un rifle

Un elefante que permanece parado Un mariscal de campo que corre a máxima velocidad

24.- Los cables A, B y C ayudan a soportar una columna de una estructura. Las magnitudes de las fuerzas ejercidas por los cables son iguales: |FA| = |FB| = |FC|. La magnitud de la suma vectorial de las tres fuerzas es de 200kN. ¿Qué valor tiene |FA|?

72.0 kN 66.7 kN 68.0 kN 69.3 kN 25.- Un capacitor de placas paralelas, de área 0.4 m2 y separación entre placas de 45 mm contiene tres dieléctricos de constantes 2, 3 y 5 respectivamente. El área y el espesor de los tres dieléctricos es la misma. Calcule la capacitancia del capacitor.

243.86 pF 228.38 pF 2360 pF 23.6 pF



26.- Determine las reacciones en el apoyo A de la viga mostrada, despreciando su peso.

Ax = 6 kN Ay= 12 kN MA = 0

Ax = 0 Ay= 18 kN MA = 0

Ax = 6 kN Ay= 12 kN MA = 32 kN·m

Ax = 6 kN Ay= 18 kN MA = -32 kN·m 27.- Dado el siguiente circuito, calcule la corriente que circula por la batería.

8.46 A 12.09 A 6.04 A 21.16 A 28.- En el siguiente arreglo de conexión de focos todos de 100 Watts, ¿Cuál brilla más?

2 4 3 1



29.- Una partícula que penetre perpendicularmente a las líneas de fuerza de un campo magnético uniforme describirá un movimiento:

Rectilíneo uniformemente acelerado Rectilíneo uniforme

Vibratorio armónico Circular 30.- ¿Cuál será el trabajo total realizado por la fuerza mostrada gráficamente en la figura, cuando actúa en el intervalo 0≤x≤20?

800 J 600 J 400 J 200 J 31.- La ecuación que corresponde a la segunda ley de Newton es

32.- Un ratón corre a lo largo de un túnel recto y angosto. Si su curva velocidad-tiempo es una recta paralela al eje del tiempo, la aceleración es:

Cero Constante y distinta de cero

Cuadrática Variable linealmente 33.- La correa transportadora de una estación automática levanta 500 tons. de mineral hasºta una altura de 90 ft en una hora. ¿Qué potencia se requiere para su operación en hp?

75 hp 50 hp 80 hp 30 hp



34.- Un bloque de 2.0 kg está en una superficie plana donde µs = 0.80 y µk = 0.60. Se le aplica una fuerza de 13.7 N paralela a la superficie, si el bloque se hallaba inicialmente en reposo

Permanecerá en reposo y la fuerza de fricción será de 15.7 N



Comenzará a deslizarse con una fuerza neta de 1.9 N 35.- Dos conductores rectos y paralelos de 5 m de longitud se encuentran separados por una distancia de 40 cm. Calcule la corriente que debe circular por cada alambre para que la fuerza entre ellos sea de 8x10-7 N.

I = 0.282 A I = 0.565 A I = 0.383 A I = 0.883 A 36.- Una avioneta parte del reposo y alcanza una rapidez de 95 km/h en 7 segundos, para su despegue ¿Cuál fue su aceleración en km/h2 ?

9.8 x 103 48.8 x 103

13.6 x 103 175.9 x 103

37.- Dos sistemas equivalentes de fuerzas y momentos actúan sobre la placa mostrada. Determine la fuerza F y el par M.

F = 70 lb M = -130 lb·in F = 70 lb M = 100 lb·in

F = 70 lb M = 190 lb·in F = 70 lb M = 130 lb·in 38.- Un camión de una tonelada corre a 72 km/h por una curva de 200 m de radio. ¿Cuál debe ser la fuerza de fricción entre los neumáticos y la carretera para evitar que el camión derrape?

630 N 2000 N 100 N 200 N



39.- Encuentre la tensión en cada cuerda.

125 lb 100 lb 250 lb 167 lb 40.- El peso total de la carretilla y su carga es W = 100lb. ¿Qué fuerza F es necesaria para levantar del suelo el soporte en A?

F = 21.2 lb F = 26.9 lb F = 18.2 lb F = 23.1 lb 41.- Esta ley establece que la fem y la corriente inducida se oponen a la causa que las produce

Ley de Lenz Ley de Biot y Savart

Ley de inducción de Faraday Ley de Gauss



42.- En la siguiente ecuación

donde: ∆P = Diferencia de presiones ρ = Densidad v = Velocidad D = Diámetro L = Longitud µ = Viscosidad (kg/(m·s)) las dimensiones de 0.62 son:

No tiene Longitud / Tiempo

Longitud Longitud2 / Tiempo2 43.- ¿Cuál de las siguientes premisas es correcta?

Si el campo eléctrico es cero en alguna región del espacio, el potencial eléctrico debe ser cero también en dicha región del espacio

Si el potencial eléctrico es cero en alguna región del espacio, el campo eléctrico debe ser también nulo en dicha región

En electrostática, la superficie de un conductor no es una superficie equipotencial

Las líneas de campo eléctrico señalan hacia las regiones de potencial más alto 44.- Un objeto se mantiene inmóvil sobre una mesa lisa. De acuerdo a la segunda ley de newton para que comience a moverse deberá de:

Disminuir la fricción del cuerpo con la mesa.

Disminuir la fuerza de gravedad.

Aplicarse una fuerza perpendicular al peso.

Vencer la inercia del cuerpo. 45.- El Campo eléctrico entre dos placas paralelas separadas una distancia d , y cargadas opuestamente se considera:

Nulo Uniforme Máximo en las placas Variable según la carga



46.- Una varilla metálica de 40 cm. de longitud se mueve en ángulo recto en un campo magnético de 50.000 gauss de densidad de flujo con una velocidad de 25 cm/seg. ¿Cuál es la Fem. inducida en la varilla?

0.75 Volt 0.5 Volt 0.8 Volt 0.25 Volt 47.- La primera ley de Newton se refiere a:

Fuerzas en equilibrio. Fuerzas de acción y reacción

Fuerzas de atracción. Fuerzas no equilibradas. 48.- ¿Cuál de las siguientes expresiones es la correcta?

½mvo² + (F×d) = ½mv² ½mv² + (F×d) = ½mvo²

½mvF² + (F1×d) = (F2×d) ½mv² + (F1×d) = ½mvo² 49.- Encuentre el valor de la fuerza vertical que aplicada en A genere el momento M como se ve en la figura.

290 N 261 N 450 N 320 N 50.- Dos carros de ferrocarril fijamente unidos que viajan a 88 pies/s tienen respectivamente son de 30,000lb y 40,000 lb de peso. Si se aplica una fuerza de frenado constante de 5000 lb a cada carro, determine el tiempo requerido para que el tren pare.

19.13 s 17.42 s 15.27 s 12.54 s



51.- Determine la resultante de las fuerzas F1 y F2 si

F1 = - 45i – 71j + 53 k Newton F2 = 105i – 210j – 84k Newton

289 N ; Θx=78° ; Θy=13.51° ; Θz=96°

289 N ; Θx=78° ; Θy=13.51° ; Θz=84°

289 N ; Θx=78° ; Θy=166.5° ; Θz=96°

289 N ; Θx=78° ; Θy=166.5° ; Θz=84° 52.- Una polea motriz "A" transmite la potencia por medio de bandas y poleas, si la motriz gira a razón de 60 rad/s, determine cómo es la velocidad angular de "C" con relación a "B"

2ωB=ωC no existe relación ωA=ωB=ωC ωB=2ωC 53.- Para que una fuerza que actúa sobre un cuerpo realice trabajo se requiere que:

Sea paralela a la distancia que recorre.

Forme un ángulo con la distancia recorrida.

Se mueva en línea recta.

Sea perpendicular a la distancia que recorre. 54.- Cual debe ser el diámetro d de un conductor de cobre de longitud l, si se va a obtener de una barra cuadrada de lado y longitud l.



55.- Para que la resultante de un sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo sea igual a cero, es suficiente con que ________________

Parta del reposo con aceleración constante.

Se desplace en línea recta.

Se mueva a velocidad constante.

Se mueva con aceleración constante 56.- Se unen cuatro conductores iguales, cada uno con resistencia r formando un cuadrado. Si se conectan a un circuito por dos vértices no consecutivos, su resistencia equivalente es:

2r ½r ½(3r) r 57.- El diagrama de cuerpo libre de un cuerpo sobre un plano con fricción que se mueve hacia la derecha es:

4) 3) 2) 1)



58.- Determine el valor del peso W del cilindro suspendido por dos cables si TCB = 100lb

300 lb 87 lb 120 lb 78 lb 59.- Es el retraso de la magnetización respecto a la Intensidad Magnética

Saturación Retentividad Histéresis Permeabililidad 60.- Un automóvil viaja 800 pies en 18 s, éste presenta una aceleración de 2 pies/s². Determine la distancia después de un tiempo de 9 s

x=256 pies x=436 pies x=128 pies x=319 pies 61.- La rigidez dieléctrica es el valor máximo del_____________ que puede soportar sin dañarse.

Potencial Campo Capacitor Gradiente 62.- La fuerza de repulsión entre dos cargas puntuales separadas una distancia r es de 12 N. ¿Cómo debe variar su separación si la fuerza es de 24 N?



63.- De las siguientes opciones ¿cuál corresponde al diagrama de cuerpo libre de la figura mostrada?

1) 4) 3) 2)



64.- Si el voltaje en R1 es V, en R2 será

65.- Una piedra de 5 lb de peso es soltada de una altura h y pega en la tierra con una velocidad de 90 pies/s. determinar la altura a la cual fue soltada.

145.83 pies 138.40 pies 170.22 pies 125.76 pies 66.- Si un automóvil se desplaza a una velocidad constante de 75 mi/h, ¿cuál es su velocidad expresada en m/s?

20.8 33.5 67.0 167.8 67.- Un vector tiene una componente de 10 m en el eje X positivo, una componente de 10 m en el eje Y negativo y una componente de 5 m en el eje Z negativo. La magnitud de este vector es:

5.0 m 13.2 m 15.0 m 25.0 m

68.- Una fuerza de magnitud de 500 N tiene los ángulos directores de θX = 1150, θY = 37

0. Calcule las componentes FX, FY y FZ si se sabe que esta última es negativa.

FX = -211.3 N, FY = 399.3 N, FZ = -214.2 N

FX = 211.3 N, FY = 399.3 N, FZ = -214.2 N

FX = -211.3 N, FY = 399.3 N, FZ = -441.4 N

FX = 453.1 N, FY = 300.9 N, FZ = -234.7 N



69.- Un cuerpo de 20 Kg está sostenido por medio de dos cables como se muestra en la figura. Las tensiones en los cables son:

TA=TB=10.0 N TA=TB=22.3 N TA=TB=219.0N TA=TB=438.0N 70.- Una viga cuyo peso es despreciable, soporta las cargas que se indican en la figura. Determine la magnitud de las reacciones en los apoyos “A” y “B”.

AY = 307.0 N, BX = 0, BY = 538.0 N AY = 422.5 N, BX = 0, BY = 422.5 N

AY = 479.0 N, BX = 0, BY = 366.0 N AY = 538.0 N, BX = 0, BY = 307.0 N 71.- Un cañón que se encuentra en un terreno horizontal, dispara una bala con un ángulo de 300 sobre la horizontal con una velocidad de salida de 980 m/s. Despreciando la resistencia del aire, ¿qué distancia horizontal viajará el proyectil antes de impactarse en el suelo?

8 487 m 42 435 m 84 870 m 98 000 m

20 Kg

1 m

2 m

4 m

A B

125 N 340 N 200 N 180 N

7 m 7 m 5 m

4 m 17 m

B

A



72.- De las siguientes situaciones, ¿cuál de ellas es imposible que se presente?

Un cuerpo se mueve con velocidad hacia el Este y experimenta una aceleración hacia el Oeste.

Un cuerpo tiene momentáneamente una velocidad igual a cero y una aceleración diferente de cero.

Un cuerpo se mueve con aceleración constante y velocidad variable.

Un cuerpo se mueve con velocidad constante y aceleración variable. 73.- El principio de transmisibilidad establece que:

Las fuerzas de acción y reacción de dos cuerpos en contacto, tienen la misma magnitud, la misma dirección y sentidos opuestos.

Dos fuerzas de la misma magnitud, misma dirección y sentido opuesto, al sumarse dan cero.

Una fuerza aplicada en un punto de un cuerpo rígido puede ser reemplazada por otra fuerza aplicada en otro punto del mismo cuerpo rígido, siempre y cuando ambas fuerzas tengan la misma magnitud, misma dirección y el mismo sentido.

La resultante de dos fuerzas concurrentes se determina por la ley del paralelogramo. 74.- El par de fuerzas mostrado en la figura es equivalente a : a) b) c) d)

3 m

400 N

400 N

2 m

600 N

600 N

8 m 150 N

150 N

2 m

500 N

500 N

4 m 300 N

300 N



75.- La viga mostrada en la figura está en una condición :

Parcialmente restringida. Completamente restringida.

Estáticamente indeterminada. Desequilibrada totalmente. 76.- Durante un pequeño intervalo de tiempo, la posición de un auto está dada por la ecuación X(t) = 27t – 4t3 , en donde X está dada en metros y t en segundos. Para t = 1 s, la aceleración del auto es:

-24 m/s2 -12 m/s2 4 m/s2 27 m/s2 77.- Una pelota de 150 gramos sujeta en el extremo de una cuerda gira uniformemente en un círculo horizontal de 60 cm de radio. La pelota efectúa 2 revoluciones por segundo. ¿Cuál es el valor de su aceleración centrípeta?

12.5 m/s2 23.7 m/s2 94.8 m/s2 379.2 m/s2 78.- Un ladrillo se desliza sobre una superficie horizontal con una velocidad constante. Para incrementar la fuerza de fricción entre éste y la superficie horizontal se debe :

Colocar un segundo ladrillo sobre el primero.

Disminuir la superficie del área de contacto.

Aumentar la superficie del área de contacto.

Disminuir la masa del ladrillo. 79.- Un automóvil que viaja a 60 Km/h puede frenar y detenerse en una distancia de 20 m. Si el automóvil viaja a 120 Km/h, ¿cuál será la distancia en que se detiene? Considere que la fuerza máxima de frenado es independiente de su velocidad.

20 m 40 m 60 m 80 m

F1 F2

B

A



80.- Un bloque de masa m se mueve hacia la derecha con velocidad v y choca elásticamente con un bloque de masa M que se mueve en sentido contrario con la misma velocidad v. Si M es mucho mayor que m, el cambio en la energía cinética del bloque de masa m es :

cero 2mv2 3mv2 4mv2 81.- Dos pequeños objetos cargados eléctricamente se rechazan uno a otro con una fuerza de magnitud F cuando están separados una distancia d. Si la carga de cada objeto se reduce a una cuarta parte de su valor original y la distancia que los separa se reduce a la mitad, la magnitud de la nueva fuerza de repulsión será, en función de la magnitud original:

F/16 F/8 F/4 F/2 82.- Cinco cargas eléctricas están colocadas como se muestra en la figura. Indique el diagrama que corresponde a las fuerzas electrostáticas correctas que actúan sobre q5. a) b) c) d)

- q

+ q

+ q

- q

q5 = + q

q5 q5

q5

q5



83.- Cuatro cargas puntuales están colocadas en las esquinas de un cuadrado que tiene 30 cm de lado. Calcular el potencial en el centro del cuadrado si cada una de las cargas tiene + 2 µC.

cero. 2.40 x 105 V 3.15 x 105 V 3.40 x 105 V 84.- Calcular el valor de intensidad de corriente eléctrica que circula por el siguiente circuito.

cero 6 mA 12 mA 18 mA 85.- Tres resistencias están conectadas como se muestra en la figura y se mantiene una diferencia de potencial de 18 volts entre los puntos a y b. La corriente que suministra la batería es :

91 mA 1 A 11 A 18 A

3 V

3 3 V

500 Ω

18 V

3 Ω 6 Ω 9 Ω

a

b



86.- Un alambre de 3.00 m de largo y 0.450 mm2 de área de sección transversal tiene una resistencia de 41 Ω a 20 0C. Si su resistencia aumenta a 41.4 Ω a 29.0 0C, ¿Cuál es el coeficiente de temperatura de la resistividad de este material?

0.33 x 10-3 1/0C 1.08 x 10-3 1/0C 34.70 x 10-3 1/0C 112.00 x 10-3 1/0C 87.- Lo que hace posible la generación de energía eléctrica por medio del magnetismo es:

Campo magnético, corriente eléctrica y masa.

Campo magnético, conductores y velocidad.

Campo eléctrico, velocidad y masa.

Masa, volumen y velocidad. 88.- Una carga eléctrica positiva viaja con una velocidad v en una región en donde existe un campo magnético B y experimenta una fuerza F. Indique cuál de los diagramas representa a los tres vectores con sentidos correctos. a) b) c) d)

v

B

F

F

v

B

B

v

F

B

v

F



89.- Una varilla de cobre delgada de 1.0 m de largo tiene una masa de 50 gramos. ¿Cuál es la corriente mínima en la varilla que le permita “flotar” en un campo magnético de 0.1 T?

1.2 A 2.5 A 4.9 A 9.8 A 90.- Un solenoide de 40 cm de perímetro tiene un área en su sección transversal de 8 cm2 y fue devanado con 300 vueltas de alambre que lleva una corriente de 1.2 A. La permeabilidad relativa de su núcleo de hierro es de 600. Calcúlese la inducción magnética (B) en el interior.

1.13 mT 68.00 mT 113.00 mT 680.00 mT 91.- Aplicando análisis dimensional, determine la ecuación correcta del momento respecto al origen en la siguiente figura.

W = Fuerza Total de la carga triangular

L = Longitud

92.- ¿En qué condición aceleraría su automóvil hacia el frente pisando el freno y no el acelerador?

De subida. De bajada. En reversa. En una curva 93.- Un automóvil se mueve en forma horizontal sobre una curva circular de 1500 pies de radio a una velocidad de 70 millas/hora. Determine su aceleración normal.

3.045 ft/s2 6.387 ft/s2 7.020 ft/s2 9.070 ft/s2



94.- Para el siguiente diagrama, ¿cuáles son los valores de los ángulos y de manera que las fuerzas en los cables AC y BC sean iguales al peso del objeto?

95.- Hallar las componentes de la fuerza de 600 N que ejerce el cable AB sobre la pluma OB.

Fx = - 200.8 N Fy = + 264.4 N Fz = - 488.8 N

Fx = - 190.8 N Fy = + 254.4 N Fz = - 508.8 N

Fx = + 190.8 N Fy = - 254.4 N Fz = + 508.8 N

Fx = + 254.4 N Fy = - 508.8 N Fz = - 190.8 N



96.- Se aplican las 3 fuerzas mostradas a una partícula. Identifique la posible resultante del sistema.

1) 2) 3) 4) 97.- Se tienen tres cargas eléctricas A, B y C. Las cargas A y B se atraen entre sí, las cargas B y C también se atraen una a la otra. ¿Cuál es el efecto entre las cargas A y C?

Se atraen. Se repelen.

No hay efecto entre ellas. Afecta significativamente la fuerza gravitacional.



98.- Una pirámide cuadrada cuya base tiene de lado 7 m y de altura 4 m se coloca en un campo eléctrico vertical de 65 N/C. ¿Cuál es el flujo eléctrico total a través de las cuatro superficies laterales de la pirámide?

3185 Nm2/C 4832.1 Nm2/C 6379.0 Nm2/C 7280.0 Nm2/C 99.- Determinar el momento de la fuerza de 400 N respecto al punto O, si está aplicada como se muestra en la figura.

100.- Una partícula se desplaza en línea recta. Después de haber iniciado el movimiento, su velocidad es negativa y su aceleración es también negativa. ¿Cuál de las siguientes gráficas describe su movimiento?

1) 2) 3) 4)

101.- Una caja que pesa 20 N está sobre una superficie horizontal. Si los coeficientes de rozamiento son y y la caja es jalada por una fuerza horizontal de 50 N, determine la aceleración de la caja.

2.10 m/s2. 2.20 m/s2. 20.58 m/s2. 21.56 m/s2



102.- De los sistemas mostrados, ¿cuál no es equivalente a los demás?

1) 2) 3) 4) 103.- Por un alambre de cobre de 2.54 mm de diámetro circula una corriente de 0.5 A. Calcule la velocidad de deriva, suponiendo que la concentración de electrones libres es de 8 x 1028 electrones/m3.

1.92 x 10-6 m/s 6.16 x 10-6 m/s

7.71 x 10-6 m/s 24.22 x 10-6 m/s 104.- Un electrón que viaja a 3.9 x 105 m/s experimenta una fuerza máxima en un campo magnético cuando se mueve hacia el oeste. La fuerza apunta hacia afuera y en forma perpendicular a la hoja de papel y su magnitud es de 8.2 x 10-13 N. ¿Cuál es la magnitud y sentido del campo magnético?

1.34 T hacia el norte. 1.34 T hacia el sur.

13.14 T hacia el norte 13.14 T hacia el sur.



105.- ¿Cuál es el diagrama de cuerpo libre que corresponde a la siguiente figura?

1) 2) 3) 4)

106.- Determinar la aceleración de una partícula a los 6 segundos, sabiendo que su movimiento está definido por la ecuación x=9t3-108t2-216t+8, donde x está dado en metros y t en segundos.

108 m/s2 324 m/s2 540 m/s2 d. 972 m/s2



107.- Una persona utiliza una carretilla de 8 kg para transportar tres bultos de cemento de 50 kg cada uno. ¿Cuánta fuerza deberá de ejercer sobre cada brazo de la carretilla? (El peso de la carretilla se considera concentrado en G y el de los bultos en H.)

220.50 N

226.38 N 441.00 N 452.76 N

108.- Un furgón de ferrocarril de 40 toneladas cortas desciende sobre un plano con un ángulo de 2º con la horizontal a una velocidad de 4 ft/s, la resistencia del rodamiento es de 15 lb / tonelada; si la fuerza P de 4000 libras es aplicada como se muestra, determínese el tiempo requerido para llevarlo al reposo. (Nota: 1 tonelada corta = 2000 lb)

3.82 s 5.49 s 7.36 s 9.45 s



109.- Dos bloques están soportados mediante un juego de poleas como se ilustra en la figura. Determine la rapidez del bloque A si el bloque B tiene una rapidez hacia arriba de 3 m/s.

1.5 m/s 6.0 m/s 9.0 m/s 12.0 m/s 110.- Se tiene un circuito eléctrico como se muestra en la figura; este circuito está constituido por un interruptor mecánico, un condensador y una batería. La función del sistema mecánico es la de abrir y cerrar los contactos del interruptor. ¿Cuál es la función del condensador?

Evita que la batería se dañe.

Proporciona más energía eléctrica al sistema.

Es un auxiliar del interruptor.

Evita el arqueo cuando el interruptor está abierto.



111.- Una avioneta vuela en forma horizontal a la velocidad y altura mostrados. De la avioneta se deja caer una caja que llega hasta el punto B. Determine el ángulo .

4.94o 6.97o 8.91o 11.40o 112.- Un motor es alimentado por 120 V. Produce 2.75 HP de potencia mecánica. Si este motor tiene una eficiencia de 90 % al convertir la energía eléctrica en mecánica, encuentre la corriente que consume el motor.

17 A 18 A 19 A 20 A. 113.- Calcular la resistencia equivalente del siguiente circuito.



114.- Un solenoide de 2.5 cm de diámetro y 30 cm de longitud tiene 300 vueltas y lleva una intensidad de corriente de 12 A. Calcule el flujo magnético a través de la superficie de un disco de 5 cm de radio que está colocado de forma perpendicular y centrado al eje del solenoide como se muestra en la figura.

115.- Para el circuito que se muestra. Hállense I1 , I 2 , I 3 , y la carga en el condensador.

I 1= -2A, I 2 = 4A, I 3 = 2A, Q=1×106− C

I 1= 2A, I 2 = -4A, I 3= 2A, Q=1×105C

I 1= 2A, I 2 = 4A, I 3= 2A, Q=1×105− C

I 1=-2A, I 2 = -4A, I 3=-2A, Q=1×106C



116.- En la figura se muestran ocho alambres que atraviesan perpendicularmente a la página. El alambre denotado por el entero k (k =1,2,...,8) transporta una corriente ki 0 . Aquellos alambres con

k impar transportan corrientes que salen de la página; en aquellos con k par la corriente circula

penetrando la página. Calcular ∫ ⋅ ldBrra lo largo de la trayectoria cerrada mostrada y en la dirección

indicada por la flecha sobre la trayectoria.

36 0µ i 0 10 0µ i 0 -18 0µ i 0 -10 0µ i 0 117.- Un campo eléctrico uniforme dado por iaE ˆ=

r(N/C) intersecta una superficie rectangular

como se muestra en la figura. Calcule el flujo eléctrico a través de dicha superficie.

eΦΦΦΦ = 2

hacππππ eΦΦΦΦ =

2

Dabππππ eΦΦΦΦ = abc

eΦΦΦΦ = 2

abc



118.- Una línea telefónica tiene una resistencia característica de 600Ω . Si la ganancia en dbm´s es la relación que existe entre la potencia ( 1P ) de 100 mW y la potencia real de salida del DCC

(dispositivo de comunicación 2P ) graficada en una escala logarítmica de acuerdo a la siguiente relación matemática.

Ganancia= 10 log1

2

P

P

Encuentre la corriente de operación del DCC cuando la transmisión tiene una ganancia de 3dbm.

1.820 mA 18.25 mA 3.33 mA 0.33 mA 119.- Un tostador eléctrico está marcado como 900 W/120V. ¿Cuánta corriente consume el tostador? ¿Cuál es el costo diario de operación si el Kilowatt-hora cuesta $0.40 y se trabaja 3 horas diarias.?

I= 3.75 amp; $1.08 I= 7.50 amp; $1.08

I= 3.75 amp; $2.16 I= 7.50 amp; $1.20 Considere un número infinito de cargas idénticas, (cada una con carga q) colocadas a lo largo del eje (x), a distancias a, 2a, 3a, 4a,. del origen. ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico en el origen debido a esta distribución?

Sugerencia: aproveche el hecho de que: 6

...4

1

3

1

2

11

2

222

π=++++

ia6

kqE

2

2

p

π= i

a24

kqE

20

p ε

π= i

a4

kqE

20

p πε= i

a12

kqE

20

p πε=

120.- En el siguiente arreglo se observa un campo resultante RE provocado por dos cargas 1q y 2q colocados en los vértices inferiores del triángulo. Señala la naturaleza de las cargas que lo originan.

21 qq = , siendo ambas positivas.

Ambas son de igual magnitud pero 2q es negativa.

Ambas son de igual magnitud y negativas.

Ambas son de igual magnitud solo que 1q es negativa.



121.- Al probar cargas explosivas en el espacio, un astronauta deja allí una bomba que más tarde se detonara a control remoto. La bomba estalla produciendo muchos fragmentos que se dispersan en varias direcciones. ¿Cuál es la cantidad de movimiento (momentum) total de los fragmentos?

Infinito.

Igual al momentum del astronauta.

n

1; donde n es el número de fragmentos.

cero. 122.- Una pelota se deja caer desde el techo de un edificio de 256 pies de altura. La altura de la

pelota está definida por la función 2564

15 3/1

++++−−−−====t

h , donde h denota la altura en pies y t el

tiempo en segundos. ¿Cuál es la velocidad promedio durante el intervalo 35.2 ≤≤≤≤≤≤≤≤ t ?

0.3205 pies/s 0.6411 pies/s 0.6378 pies/s 0.9616 pies/s 123.- Dos pelotas se tiran horizontalmente desde un edificio al mismo tiempo, la pelota A se tira con una velocidad Vo y la pelota B con una velocidad Vo/2 ¿Cuál de las dos pelotas golpea primero el piso?

La pelota A. La pelota B.

Ambas llegan al mismo tiempo. No se puede saber si no se conoce la altura del edificio.

124.- Al observar un objeto que sigue una trayectoria parabólica, en el punto de máxima altura, podemos asegurar que:

La velocidad es cero, pero la aceleración no es cero.

La velocidad no es cero, pero la aceleración es cero.

La rapidez es mayor que en el punto inicial, pero la aceleración es menor.

La velocidad y la aceleración son perpendiculares entre sí. 125.- Un ciclista cuya masa es de 65 kg, pasea en una bicicleta de 14 kg, sobre un camino plano donde es preciso contrarrestar una fuerza de fricción de 30 N. ¿Con qué potencia debe pedalear para mantener una velocidad constante de 25 Km/h?

210 w 2225 w 2475 w 2200 w



126.- Se deja caer un objeto desde el reposo a una altura de 200 m ¿A qué altura durante su caída, la energía cinética del objeto será el doble de su energía potencial?

100 m 67 m 75 m 50 m 127.- Si la tierra se contrajera a la mitad de su tamaño actual y perdiera la mitad de su masa ¿Cómo afectaría esto a la aceleración debida a la gravedad?

g’= 1/2g = 4.9 m/ 2s g’= g = 9.8 m/ 2s

g’= 2g = 19.6 m/ 2s g’= 4g = 39.2 m/ 2s 128.- Un protón acelera desde el reposo en un campo eléctrico de 640 N/C. ¿Cuál es su energía cinética luego de recorrer 11.74 m?

1.20 x 10 19− J 1.20 x 1015−

J 9.20 x 10 27− J 2.40 x 10 15− J 129.- El bloque mostrado en la figura está en reposo ¿cuál de los vectores fuerza que se ven actuando sobre él es (ó son) incorrectos? Toma en cuenta que T es mayor que la componente de W sobre el plano inclinado

W y T N y W N y F N y T 130.- Si se tiene una fuerza de 25 N con un ángulo de 120° respecto al semieje X positivo, ¿Cúales serán sus componentes sobre los ejes X y Y?

Fx = -12.50 N; Fy = 21.65 N Fx = 12.50 N; Fy = -21.65 N

Fx = -21.65 N; Fy = 12.50 N Fx = -12.50 N; Fy = -21.65 N 131.- Convertir 5 ft a decámetros.

0.0152 0.1524 1.5240 15.2400



132.- Determina la tensión en el cable AC, si el sistema se encuentra en equilibrio.

1414 lb 1000 lb 707 lb 500 lb 133.- Sobre una pista ranurada se coloca una esfera. Como muestra la figura. Indica el tipo de equilibrio en los puntos A,B,C,D.

A y C estable, B inestable, D indistinto A y C inestable, B estable, D indistinto

A y C indistinto, B inestable, D estable A y C indistinto,B estable, D inestable 134.- Una caja esta situada en un plano horizontal. Encuentre el coeficiente de rozamiento µ si la fuerza de rozamiento f que se opone al movimiento de la caja es de 540N. La caja se empuja hacia abajo con un ángulo de 30° con respecto a la horizontal y una fuerza de 800 N; siendo el peso de 500 N.

0.50 0.60 0.40 0.65



135.- ¿Cuál es el valor y sentido de la reacción en el apoyo B? (Considere que el valor de F es diferente de cero y que el sistema está en equilibrio).

3F hacia arriba 3F hacia abajo 2F hacia la izquierda 2F hacia la derecha 136.- Suponga que W 1 ,θ 1 ,θ 2 en el diagrama siguiente tienen valores arbitrarios. Halle el valor de

W 2 necesario para mantener el sistema en equilibrio

1212 sen/senww θθ= 2112 / θθ sensenww =

1212 cos/cos θθww = 2112 cos/cos θθww = 137.- La resultante de dos fuerzas en el espacio:

es igual a la suma de sus magnitudes.

pasa exáctamente a la mitad del ángulo entre ellas.

se encuentra en el mismo plano que contiene a las fuerzas.

produce un efecto contrario a ellas.



138.- El collar A puede deslizarse libremente en la barra horizontal lisa. Determinar la magnitud de la fuerza P necesaria para mantener el equilibrio.

9 lb 12 lb 18 lb 24 lb 139.- Determinar las magnitudes de las fuerzas F1, F2 y F3, necesarias para el equilibrio.

F1 = 183.71 Lb; F2 = 235.97 Lb; F3 = 144.89 Lb

F1 = 235.97 Lb; F2 = 144.89 Lb; F3 = 183.71 Lb

F1 = 183.71 Lb; F2 = 144.89 Lb; F3 = 235.97 Lb

F1 = 235.97 Lb; F2 = 235.97 Lb; F3 = 144.89 Lb 140.- Si un televisor de 30 W se usa durante un periodo de 4 horas, ¿Cuánta energía consume?

120 J 432 J 120 kJ 432 kJ 141.- La velocidad de un trineo es v = 10 t en ft/ s, si para t = 2 s, su posición es s = 25 ft. ¿Cúal es su posición cuando t = 10 s?

200 ft 345 ft 505 ft 1500 ft

Z

Y

X

150 lbf

F

F2

F1

45°

30° 60°

135°

60°



142.- Compare la magnitud de los momentos respecto a los puntos A y B, del sistema mostrado.

MA > MB MA = MB MA < MB MA = MB = 0 143.- Si el cuerpo Q tiene una masa de 1000 kg ¿En cuál intervalo se encuentra la magnitud de la reacción del rodamiento A?

0 kN a 4 kN 4 kN a 8 kN 8 kN a12 kN 12 kN a16 kN 144.- La grafica de la magnitud de la aceleración en función de la magnitud de la fuerza aplicada a un cuerpo que se desliza sobre una superficie horizontal sin fricción es:

0.25 m

0.2 m

20 N

10 N

20 N A

B

0.25 m

10 N

Q

B

C

A

0.5 m

1 m

30°

30°

a

F

a

F

a

F

a

F



145.- La cabeza de una serpiente de cascabel puede acelerar a razón de 25 m/ s2 al atacar a su víctima. Si un automóvil lo hiciera también, ¿Cuánto tiempo le tomaría llegar a una velocidad de 100 km/ hr, desde el reposo?

0.55 s 1.10 s 2.45 s 8.05 s 146.- Una avioneta que se utiliza para el combate de incendios transporta 5000 litros de agua y viaja a una velocidad de 220 km/ hr a una altura de 100 m. ¿a qué distancia horizontal de su objetivo debe soltar el agua para hacer blanco? ( se desprecia la fricción del viento)

100 m 200 m 220 m 276 m 147.- Un bloque de 2.0 kg se deja caer desde 55 m de altura de la torre inclinada de Pisa y toca el suelo con una velocidad de 29 m/ s, ¿Cuál es la fuerza promedio de la resistencia del aire para este caso?

2.6 N 3.4 N 4.3 N 4.8 N 148.- ¿Cuál es la fuerza de repulsión en kN entre una carga de 10 µC y otra de 5 µC que se encuentran separadas 0.2 pulgadas?

1.125 17.430 1125.000 17434.000 149.- Un deuterón (un protón y un neutrón) se aceleran desde el reposo hasta una rapidez de 3.2 X 10 6 m/ s, entre dos puntos que se encuentran a una diferencia de potencial. ¿Qué rapidez adquirirá una partícula α (dos protones y dos neutrones) si se acelera desde el reposo entre los mismos puntos?

1.6 X 10 6 m/ s 3.2 X 10 6 m/ s 6.4 X 10 6 m/ s 12.8 X 10 6 m/ s 150.- Dos capacitores están conectados en serie, uno de 1200 µF y el otro de capacidad 3 veces menor que el primero; ¿Cuál es su capacidad equivalente?

300 µF 900 µF 1600 µF 4800 µF 151.- El siguiente enunciado: “EL CAMPO ORIGINADO POR LA CORRIENTE INDUCIDA ES DE POLARIDAD TAL QUE SE OPONE A LA DEL CAMPO DEL IMÁN PERMANENTE” corresponde a Ley de:

Ampere Faraday Lenz Gauss



152.- Una corriente de 20 A circula por un alambre recto calibre 18. ¿A qué distancia del eje del alambre el campo magnético vale 1.7 X 10 –3 T ?

2.35 mm 23.5 mm 2.35 m 23.5 m 153.- Calcular la corriente que circula por la resistencia de 2 Ω.

2.85 A 3.76 A 6.24 A 8.72 A

20 V 20 V

2 Ω 1 Ω

1 Ω

3 Ω

instituto tecnolÓgico de apizaco ... - …cbasicas/evento/manual de problemas para... · si la...

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