problemas fisica ciclo de verano 2014 ultimo (1)

UNMSM-FCF FISICA GENERAL I

TEORIA DE LAS MEDICIONES

1. Es el grado de coincidencia entre el resultado de una medición y el valor del mensurando aceptado como referencia.

a) Precisión b) Exactitud c) Tolerancia d) La media e) Sensibilidad

2. Es un parámetro o intervalo asociado al resultado de una medición, que caracteriza el intervalo de valores que puede ser razonablemente atribuido al mensurando. En otras palabras, es la cuantificación de la duda que se tiene sobre el resultado.

a) Tolerancia b) Precisión c) Incertidumbre d) Sensibilidad e) calibración

3. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones con respecto a la teoría de las mediciones:

( ): La precisión es el grado de coincidencia entre el resultado de una medición y el valor del mensurando aceptado como referencia.

( ): La exactitud es un parámetro o intervalo asociado al resultado de una medición, que caracteriza el intervalo de valores que puede ser razonablemente atribuido al mensurando.

( ): La incertidumbre mide el error cometido en una medición

a) VVV b) FFF c) VFV d) FVF e)VVF

4. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones, con respecto a la medición de la densidad en la cual se obtuvo una media de 2,78 g/cm3, A: 0,16 g/cm3, B: 0,12 g/cm3.

( v ): La incertidumbre total es de 0,20 g/cm3.( ): La precisión o incertidumbre relativa es de 7,19%( ): La exactitud porcentual o error relativo es de 2,96%

a) VVV b) FFF c) VFV d) FVF e)VVF

5. Los siguientes datos se obtuvieron para la velocidad de una partícula: V (cm/s): 20 22 18 20 19 21 20 20 21 19. Determinar la desviación estándar de la media y la incertidumbre Tipo A.

6. Se ha medido la presión de una zona de trabajo con un barómetro digital, obteniendo los siguientes resultados: Lectura promedio de 10 mediciones realizadas en puntos estratégicos (mbar): 998.2Desviación estándar de la media (mbar): 1.2Incertidumbre de sensibilidad o de lectura mínima (mbar): 0,1Incertidumbre según el certificado de calibración (mbar): 0.2% de su lecturaSegún la información obtenida evaluar,a) Incertidumbre tipo A y Tipo Bb) Incertidumbre combinada o totalc) Incertidumbre expandida (k = 2)d) Expresar correctamente el resultado de la medición

CINEMATICA

Lic. Navor Figueroa


1. Determinar la velocidad media de un atleta que recorre una pista circular en sentido horario, de radio 50m y demora 120 s en dar 2 vueltas completas.

a) 5.23 m/s b) - 2.62 m/s c) - 10.46 m/s d) - 5.23 m/s e) N.A

2. Un auto viaja en línea recta a 90 Km/hr. durante una hora y a 120 Km/hr. durante 2 horas. Hallar su velocidad media?

a) 110 m/s b) 105 Km/s c) 110 Km/s d) 29 m/s

3. La posición de una partícula varía con el tiempo de acuerdo con la expresión: r = (30t, 40t - 5t2) m. a) Encuentre expresiones para la velocidad y la aceleración en función del tiempo.b) Determine la posición y la velocidad de la partícula en t = 2 sc) Encuentre la ecuación de movimiento Y = f(x), en el plano XY

7. Desde el borde superior de un edificio de 60m de altura se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba con un rapidez inicial de 20 m/s (considere g = 10m/s2): Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): El tiempo que tarda el cuerpo en llegar al suelo es 6s( ): La rapidez con la cual llega al suelo es de 80 m/s( ): La aceleración de la gravedad es negativa cuando está en ascenso y positiva cuando desciende.

a) VVV b) VFF c) VFV d) FVF e)VVF

8. Desde la azotea de un edificio de altura 55 m se lanza un proyectil hacia arriba con un ángulo de tiro de 30° con la horizontal y con una rapidez inicial de 100m/s (considere g = 10m/s 2). Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): El tiempo que tarda el cuerpo en llegar al suelo es 11s( ): La rapidez con la cual llega al piso es de 10√111 m/s( ): La aceleración cuando alcanza su máxima altura es nula

a) VVV b) VFF c) VFV d) FVF e)VVF

4. Desde el borde superior de un edificio de 60m de altura se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba con un rapidez inicial de 20 m/s, calcular: (tomar x = 0 en el pie del edificio, g 10m/s2)a) La ecuación de la posición y de la velocidad en función del tiempob) El tiempo que tarda el cuerpo en llegar al sueloc) La velocidad en el instante que toca el suelod) Represente gráficamente la velocidad en el tiempo

5. Desde la azotea de un edificio se lanza un proyectil hacia arriba con un ángulo de tiro de 30° con la horizontal (eje X) y con una rapidez inicial de 100m/s (tomar x = 0 e y = 0, en el punto de lanzamiento). Si la altura del edificio es 55m, calcular:a) La ecuación de posición x(t) e y(t)b) La ecuación de velocidad vx(t) y vy(t)c) Tiempo que tarda el proyectil en llegar al pisod) La velocidad al llegar al pisoe) Gráfica vx vs tf) Gráfica vy vs t

9. Una ruleta de 50,0 cm de radio, inicialmente en reposo, empieza a girar con una aceleración angular constante hasta una velocidad angular de 12,0 rad/s en 3,0s. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): La magnitud de la aceleración angular de la rueda es de 4 rad/s2.( ): La aceleración centrípeta a los 3,0s es de 6m/s2.

Lic. Navor Figueroa


( ): El desplazamiento angular es de 18 rad.

a) VVF b) VFF c) VFV d) FVF e)VVV

6. Una ruleta de 50,0 cm de radio, inicialmente en reposo, empieza a girar con una aceleración angular constante hasta una velocidad angular de 12,0 rad/s en 3,0s, encuentre:a) La magnitud de la aceleración angular de la ruedab) La aceleración centrípeta a los 3,0 sc) La aceleración total a los 3,0 s.d) El ángulo en radianes que recorre cuando gira 3,0s.e) La ecuación de la velocidad angularf) La velocidad angular a los 3,0 s

ESTATICA

1. Una barra horizontal uniforme y homogénea de paso 600N está en equilibrio, como se muestra en la figura, ¿cuál es la magnitud de la tensión de las cuerdas A y B respectivamente.

2. En la figura se muestra un sistema en equilibrio. El peso del bloque es 100N y está apoyada en una tabla de 50 N de peso. La longitud de la tabla es 4m y d = 2m. Halle la magnitud de la fuerza normal que ejerce la tabla sobre el bloque.

Lic. Navor Figueroa

A) 800N y 400N

B) 900N y 300N

C) 600N y 600N

D) 700N y 500N

E) 1000N y 200N

1m3m

2m

AB

A) 100N

B) 80N

C) 60N

D) 50N

E) 25N

d = 2m


3. Una barra de sostén de un montacargas es de 30 kg y está unida a una articulación sin fricción y a un cable tal como se muestra en la figura. Si la barra sostiene en equilibrio una caja de 20 kg, ¿cuál es la tensión del cable?. M es punto medio.

4. Calcular la fuerza ejercida por el tendón de Aquiles sobre el calcáneo cuando una persona está parado con un solo pie, asumir que el pie puede ser considerado como un cuerpo rígido de peso despreciable. Dato: peso de la persona 800N

7°

Talus

Calcáneo

5. Determine la fuerza sobre la cabeza del fémur (R) y la fuerza ejercida del ligamento sobre el trocánter mayor. Considere el sistema homogéneo como primera aproximación y el peso de la pierna 1/7 del peso total de la persona (Wp = 800N).

Lic. Navor Figueroa

M

FT

Piso

FB

Tibia

37o

37o


DINAMICA

1. Un hombre de 60 kg cuelga de un cable ligero atado a un helicóptero. Hallar la tensión del cable si la aceleración es de a) 5m/s2 hacia arriba b) 5m/s2 hacia abajo.

2. Un cuerpo cuya masa es de 0,80 kg se encuentra en un plano inclinado de 30°. ¿Qué fuerza debe aplicarse al cuerpo de modo que se mueva hacia arriba con aceleración de 0,10m/s2. El coeficiente de fricción de deslizamiento con el plano es de 0,30?

Lic. Navor Figueroa

Trocánter mayor

Ligamento

10 cm

7 cm

18 cm

C.G de la pierna

Cabeza de fémur


3. Un bloque que cuelga, de 9,00kg, se conecta por medio de una cuerda que pasa por una polea sin fricción a un bloque de 5,00kg que se desliza sobre una mesa plana. Si el coeficiente de fricción cinética es 0,200, encuentre la aceleración del bloque que cuelga de la cuerda.

4. Un bloque de masa M = 4 kg unida a otra de masa m = 1 kg se encuentra suspendida del techo de un ascensor y se mueve hacia arriba con una aceleración de magnitud 5 m/s 2. Si el alargamiento del resorte es de 20 cm (cuando el sistema está en ascenso), calcular:a) La constante elástica del resorte.b) La fuerza ejercida sobre el cilindro pequeño de masa m =1kg (está fija sobre el bloque de

masa M)

TRABAJO - ENERGÍA

1. El bloque de masa m = 2kg mostrado en la figura, parte del reposo en el punto A y se mueve horizontalmente en un plano liso, bajo la acción de las fuerzas con aceleración constante, determine:a) El trabajo efectuado por F1

b) El trabajo efectuado por F2

c) El trabajo efectuado por F3

d) El trabajo efectuado por la fuerza resultantee) La velocidad en el instante que pasa por B

Lic. Navor Figueroa

F1 = 80N

F2 = 100NF3= 200N

K

M


2. Una pelota parte del suelo con una rapidez inicial Vo y luego retorna al suelo en movimiento vertical. Si en cada choque la pelota pierde la mitad de su energía, y alcanza una altura de 20 cm después del cuarto choque. Determine:a) El trabajo realizado por la fuerza de gravedad después del cuarto

choqueb) La rapidez inicialc) La energía potencial en el punto más alto, antes del primer choque

3. La figura muestra la grafica de una fuerza horizontal (F) en función de la posición (x). La fuerza F actúa sobre un bloque que se encuentra sobre una superficie lisa. Calcular el trabajo realizado por la fuerza desde x = 5 m hasta x = 15 m.

4. La figura muestra un sistema de poleas (máquina de Atwood) con dos cuerpos de masa m1 y m2. a) Determine el trabajo realizado por la fuerza de gravedad sobre cada bola

por separado cuando la masa de 10kg se desplaza 0,50m hacia abajo.b) ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza resultante sobre cada una de

las masas?c) ¿Cuál es la potencia desarrollada por la fuerza de gravedad sobre m1,

para el desplazamiento de 0,50 m hacia abajo?d) Determine la aceleración y la tensión en la cuerda.

Datos: Desprecie la masa de la cuerda, el rozamiento en la polea y considere g = 10 m/s2.

Lic. Navor Figueroa

105

F

15

10

20

X (m)

F (N)

Vo

BA

m1 = 10 kg

m2 = 5 kg

20m


5. Con una fuerza horizontal F de magnitud 150 N, se empuja una caja de 40,0 kg una distancia de 6,0 m sobre una superficie horizontal rugosa. Si la caja se mueve a velocidad constante, encuentre:a) El trabajo realizado por la fuerza F.b) La energía cinética perdida debido a la fricciónc) El coeficiente de fricción cinética

6. La figura muestra un resorte de constante elástica K = 300 N/m que se comprime 10 cm y está conectado a una esfera de m = 150g en su extremo libre. Calcular la altura máxima H que alcanza la esfera (despreciar el rozamiento)

7. Una partícula que se mueve en el plano XY, efectúa un desplazamiento s = (2,0 i + 3,0 j) m mientras actúa sobre ella una fuerza constante F = (5,0 i + 2,0 j) N. Calcule:a) La magnitud de la fuerza y el desplazamientob) El trabajo realizado por la Fuerza Fc) El ángulo entre F y s

8. Una persona puede elevar verticalmente su centro de gravedad 60 cm, si toma impulso agachándose 30 cm. Si la persona que salta pesa 700 N, encuentre:a) La fuerza muscular media ejercida durante el impulsob) Su velocidad al levantarse en el instante que deja el pisoc) La potencia desarrollada por sus músculos.

9. Un cuerpo de masa 0,8 kg se le aplica una velocidad inicial de v i = 1,2m/s a la derecha y choca con un resorte ligero de constante de fuerza k = 50 N/m. a) Calcule la compresión máxima inicial del resorte después del choque, si

el coeficiente de fricción = 0b) Si una fuerza constante de fricción actúa entre el bloque y la superficie

con = 0,50, y asumiendo que la velocidad del bloque en el momento del choque es 1,2 m/s a la derecha, ¿cuál es la compresión máxima del resorte?

x = 0

Lic. Navor Figueroa

10m

H


10. Una fuerza horizontal de 30 N desplaza un bloque con rapidez constante sobre una superficie rugosa. Si la fuerza realiza trabajo a razón de 60 J/s. Hallar la rapidez del bloque y el trabajo que realiza la fuerza en 2,5 s.

10. Un bloque de masa M = 4 kg unida a otra masa m = 1 kg se encuentra suspendida del techo de un ascensor tal como se muestra en la figura y se mueve hacia arriba con una aceleración de magnitud 5 m/s2 registrándose un alargamiento del resorte de 20 cm (considere g = 10m/s2). Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): La constante elástica del resorte es de 375 N/m( ): La magnitud de la fuerza ejercida sobre el cilindro pequeño de masa 1kg es de 15N( ): La fuerza elástica es 40N cuando el ascensor está detenido

a) VVF b) VFF c) VFV d) FFF e)VVV

11. Una pelota de masa 2kg parte del suelo con una rapidez inicial 20 m/s y luego retorna al suelo en movimiento vertical. La pelota pierde la mitad de su energía en cada choque (considere g = 10m/s2). Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): Después del segundo choque la pelota alcanza una altura de 5m( ): El trabajo realizado por la fuerza de gravedad después del segundo choque es de 100J( ): La energía cinética y energía potencial son iguales al inicio del ascenso y al final del ascenso

respectivamente.

a) VVF b) VFF c) VFV d) FFF e)VVV

12. El bloque de masa 2kg mostrado en la figura, parte del reposo en el punto A y se mueve horizontalmente con aceleración constante llegando a B con una velocidad de 20 m/s (considere g = 10m/s2). Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:( ): El trabajo realizado por la fuerza resultante es de 400J( ): El trabajo realizado por la fuerza F1 es de 800J( ): El trabajo realizado por la fuerza F2 es de - 400J

a) VVF b) VFF c) VFV

d) VVV e) FFF

Lic. Navor Figueroa

K

M

BA

F2 = 20NF1 = 40N

Liso


MOMENTO LINEAL Y ANGULAR

1. En la figura, la bola de 1 kg de masa es soltada desde una altura de 2m sobre el resorte de constante elástica k = 20N/m. Halle la máxima deformación del resorte.

2. La figura muestra la grafica de la fuerza horizontal F en función de la posición (x), que actúa sobre un cuerpo de masa m= 0,2 kg. Si el cuerpo se mueve en dirección del eje x sobre una superficie horizontal lisa y parte del reposo en x = 0, calcular la rapidez y el momento lineal cuando pasa por la posición x = 8m

3. Una partícula de 3,0 kg tiene una velocidad de V = (6,0 i - 8,0 j) m/s. Encuentre la magnitud del momento resultante.

4. Una bola de 10,0 kg se mueve en línea recta a 3,00 m/s. ¿Qué tan rápido debe moverse una bola de 2,00 kg en una línea recta de manera que las dos bolas tengan el mismo momento lineal?

Lic. Navor Figueroa

5

10

F (N)

2m

X (m)

2 5 6 8

F


5. Determinar el impulso y la magnitud de la fuerza media que actúa sobre un bloque de 1 kg y se desplaza sobre una superficie horizontal sin fricción durante un décimo segundo. La velocidad del bloque antes del choque era de – 10 m/s y después +10 m/s.

6. Una gran pelota con una masa de 60 g se deja caer desde una altura de 2,0 m . Rebota hasta una altura de 1,8 m. ¿Cuál es el cambio en su momento lineal durante el choque con el piso?

7. Si el momento de un objeto se duplica en magnitud, ¿qué ocurre con su energía cinética? Si la energía cinética de un objeto se triplica, ¿qué sucede con su momento lineal?

8. Una ruleta inicialmente en reposo empieza a girar con una aceleración angular constante hasta una velocidad angular de 12,0 rad/s en 3,00s. Encuentre, a) la magnitud de la aceleración angular de la rueda, y b) el ángulo en radianes que recorre cuando gira en ese tiempo.

9. Una patinadora artística empieza a girar a 3 rad/s con los brazos extendidos. A) Si su momento de inercia con los brazos encogidos es el 60% del que tiene con los brazos extendidos, ¿cuál es su velocidad angular cuando encoge los brazos? B) En qué proporción varía su energía cinética?

10. Una chica de 50kg de masa que se halla en pie en el centro de una mesa giratoria se hace girar a 1,5 rev/s. En cada mano sostiene una masa de 6kg e inicialmente ellas se hallan pegadas a su cuerpo. Hacer una estimación de su velocidad de rotación cuando extiende los brazos hacia fuera. (despreciar el momento de inercia de la mesa giratoria).

FLUIDOS Y TERMODINAMICA

Lic. Navor Figueroa


1. La definición: “Es una cantidad física escalar que determina si un cuerpo está o no en equilibrio térmico con otros cuerpos”, corresponde a:

A) Calor B) Energía interna C) Calor específico D) Entropía E) Temperatura

2. La definición: “Es la cantidad calor que gana o pierde un cuerpo por unidad de masa para cambiar su temperatura en un grado centígrado”, corresponde a:

A) Calor B) Energía interna C) Calor específico D) Entropía e) Temperatura

3. Indicar la verdad (V) o la falsedad de las siguientes proposiciones:I: Cuanto mayor es la temperatura de un cuerpo, mayor es la cantidad de calor que contieneII: El calor es la única forma de energía que se propaga por diferencia de temperaturas.III: El calor latente depende de la naturaleza del sistemaIV: En el cambio de fase de una sustancia se produce variación de temperatura.A) FFVV B) FVFV C) VVVV D)FVVF E) VVFV

4. Indicar la verdad (V) o la falsedad de las siguientes proposiciones:I) La conductividad térmica del aire es mayor que el vidrioII) La Sublimación tiene una función importante en la conservación de los alimentosIII) En una expansión isotérmica no varía la energía internaIV) La variación de la temperatura corporal de 1 grado en la escala Celsius es igual a 274º en la escala

absoluta.A) FFVV B) FVFV C) FVVF D)FVVV E) VVFV

5. Indicar la verdad (V) o la falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I) En todo proceso isométrico de un gas ideal nunca aumenta la temperatura.II) Una máquina real térmica transforma todo el calor que recibe en trabajo mecánico.III) En el proceso isotérmico de un gas ideal la energía interna no varía.A) VVV B) FVF C) FVV D) FFV E) VFV

6. Indicar la verdad (V) o la falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I) La ecuación de continuidad: Expresa la conservación de la masaII) La Ecuación de Poiseville: La caída de presión a lo largo de un tubo por la cual circula un fluido es el

producto de la resistencia por el caudalIII) La Ecuación de Bernoulli: Explica la conservación de la energía aplicado a los fluidos y la ecuación

señala que la presión, la energía cinética por unidad de volumen y la energía potencial por unidad de volumen en un determinado “punto” se mantiene constanteA) VFV B) FVF C) FFF D) VVV E) FFV

7. Indicar la verdad (V) o la falsedad (F) de las siguientes proposiciones:I) Principio de Arquímedes: El empuje que ejerce el fluido sobre un cuerpo sumergido es igual al peso

del volumen desalojado.II) Principio de Pascal: La presión externa que se ejerce al líquido se transmite a todo el líquido y a las

paredes del recipiente que contiene al líquidoIII) Empuje: Resultante de las fuerzas que ejerce el fluido sobre un cuerpo sumergido

A) VFV B) FVF C) FFF D) VVV E) VVF

Lic. Navor Figueroa


8. Hallar el cambio de la energía interna del sistema cuando absorbe 2000J de calor y se efectúa 500J de trabajo sobre el sistema?

a) 1500J b) 2000J c) 500J d) La energía interna se mantiene constante e) 2500J

9. Una máquina térmica com rendimiento del 20% elimina 8000J de calor por cada ciclo al depósito de baja temperatura. Calcular el trabajo efectuado.

a) 2Kj b) 4Kj c) 8Kj d) 10Kj e) 12 Kj

10. Un vaso de masa despreciable contiene 500 g de agua a la temperatura de 78ºC. ¿Cuántos gramos de hielo a la temperatura de -40ºC se dejarán caer dentro del agua para que la temperatura final del sistema sea de 50ºC?

11. El diagrama P – V muestra los procesos de un gas ideal. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I) El proceso de C a A es isométrico.

II) El trabajo realizado de C a A es de - 40J.

III) El trabajo realizado en el proceso de A a B es de 50J.

12. Dos moles de un gas ideal se encuentran a una temperatura de 27ºC y presión de 2 x 105 N/m2. Determinar el trabajo realizado por el gas si se duplica el volumen. (Considere la presión constante y R = 8,3 J/mol K)

13. Una de las alternativas explica mejor la sustentación de los aviones en el aire a) La Ecuación de Arquímedes (empuje) b) Principio de Pascal c) La Ecuación de continuidad d) La Ecuación de Poiseuille e) La Ecuación de Bernoulli

14. En un atomizador (usado por ejemplo, en botellas de perfume y en pistolas para pintar), el líquido sale en forma de rocío en la parte superior. La ecuación que explica este fenómeno es:

a) La Ecuación de continuidad b) La ecuación de Pascal c) La Ecuación de Arquímedes d) La Ecuación de Poiseuille e) La Ecuación de Bernoulli

15. Una arteria de 2.8 mm de radio está parcialmente bloqueada con plaquetas. En la arteria estrecha (B) el radio efectivo es 2.0 mm y la velocidad máxima del flujo laminar en la parte central es 0.6 m/s. Cuál es la velocidad media de la sangre en la región (A)?. (Respuesta aproximada)

A) 15 c m/s B) 21 cm/s C) 50 cm/s D) 30 cm/s E) 60 c m/s

Lic. Navor Figueroa

C

BA25

15

1 2 3

P(N/m2)

V (m3)

A) VVV B) FVF C) FVV D) FFV E) VFV

A) 2440 J B) 4000 J C) 4880 J D) 9960 J E) 8000 J

A B


16. Si una persona es sometida a una aceleración hacia arriba a = 10m/s2, ¿cuál será la presión que experimenta el cerebro? Pc = 13.3 kPa, hca = 1.70 m, hco = 1,30 m y s = 1059,5 kg/m3.

,a) 12,6 KPa b) 13,3 KPa c) 0.7 KPa d) 25,9 KPa 17. Una arteria tiene un radio interior de 2 mm. Si la temperatura es de 37°C, la velocidad media de la sangre

es 0,03 m/s y el flujo es laminar. Hallar la caída de presión en 0,05m si la arteria es horizontal.a) 6,25 Pa b) 3,77 Pa c) 3,25 Pa d) 3,02 Pa e) 6,02 Pa

18. Durante una transfusión de sangre se inserta la aguja en una vena donde la presión es de 2,108 KPa. ¿A qué altura con respecto a la vena debe situarse el recipiente que contiene la sangre para que ésta entre en la vena?. g =10m/s2 y sangre = 1054 kg/m3

A) 20 cm B) 15 cm C) 18 cm D) 19,6 cm E) 22 cm

19. Hacer un gráfico de la variación de la presión con la profundidad del agua, considerar la presión en la superficie 1 atmosfera (105Pa)

20. Hacer un gráfico que muestre el comportamiento del agua con la presión y la temperatura e ubique el punto triple del agua.

Lic. Navor Figueroa

problemas fisica ciclo de verano 2014 ultimo (1)

Documents