FÍSICA EXAMEN RESUELTO DE ADMISIÓN A LA UNIVERSIDAD

FÍSICA 
Pregunta 79 
Un astronauta aluniza de emergencia sobre la superficie de una de las cinco lunas mayores del sistema joviano. Decide enviar el valor de la aceleración de la gravedad local de la luna con la esperanza de que entiendan el mensaje y lo ubiquen. 
Para calcular el valor de g, construye un péndulo con una cuerda (inextensible) de 1,8 m de longitud con periodo de 6,28 s para una pequeña amplitud de oscilación. 
Conociendo que el valor aproximado del periodo depende proporcionalmente del cociente entre la longitud del péndulo y el valor local de la aceleración de la gravedad, determine dónde se encuentra el astronauta. 
Luna Amaltea Europa Ganímedes Ío Calisto Valor de g 0,020 m/s2 1,314 m/s2 1,428 m/s2 1,800 m/s2 1,236 m/s2 
A) Amaltea 
B) Europa 
C) Ganímedes 
D) Ío E) Calisto 
PÉNDULO SIMPLE 
Para todo péndulo simple; el periodo se obtiene con: L: Longitud de la cuerda (en m) g= Aceleración de la gravedad donde el péndulo esta oscivaudo. (en m/s2) g P.S. = π L T 2 g Como en el ejercicio: L=1,8 m y g g=1,8 m/s2 Solucionario Ahora comparando el valor obtenido con la tabla indicada en el enunciado; el astronauta se encuentra en la Luna Ío. D) Ío Pregunta 80 La resistividad y la conductividad de un material obedecen a una relación inversa con constante de proporcionalidad igual a la unidad. En la figura se muestra un resistor de 2 cm de longitud con un área de sección transversal de 6 cm2. La resistividad del material del cual está hecho el resistor es de 4,6 × . Si la diferencia de potencial entre los extremos es de 2 V, determine la corriente que fluye por el resistor. L= 2 cm A=6 cm2 
A) 0,13 A B) 0,32 A C) 2,76 A D) 0,76 A E) 2,6 A CORRIENTE ELÉCTRICA - LEY DE OHM Para todo resistor (conductor que presenta resistencia eléctrica) el valor de su resistencia eléctrica se obtiene con: =m 46 Ω R= ...(1) 3 Ahora de la Ley de OHM. Ven los extremos =I.R En el ejercicio: = × 46 Ω 12V I 3 = Ω 3 V I 23 I=0,13 A 0,13 A Pregunta 81 Un tsunami se diferencia de una ola normal porque es generado por un movimiento del piso oceánico y no por la acción del viento. Consecuentemente, toda el agua se mueve, no solo la capa superficial. Un tsunami típico tiene una longitud de onda de 200 km y un periodo entre 15 y 20 minutos. Sobre la base de la información dada, el rango de la rapidez con el que se mueve un tsunami es de A) 10 km/h a 13 km/h. B) 100 km/h a 133 km/h. C) 600 km/h a 800 km/h. D) 3000 km/h a 4000 km/h. E) 200 km/h a 1200 km/h. ONDAS Del enunciado =200 km vonda La rapidez de la onda se obtiene con Vde la el astronauta Neil Armstrong descendió del módulo y pisó suelo lunar, el 20 de Julio de 1969, su masa total, incluyendo su cuerpo, traje espacial y equipamiento de sobrevivencia era de aproximadamente 300 kg. El campo gravitacional de la Luna es, aproximadamente, 1/6 del campo gravitacional de la Tierra. Si la aceleración de la gravedad terrestre es aproximadamente 10,0 m/s2, podemos afirmar que A) en la Tierra, la masa total de Armstrong es de 50,0 kg y su peso es 3000 N. B) en la Tierra, la masa total de Armstrong es de 300 kg y su peso es 500 N. C) en la Luna, la masa total de Armstrong es de 300 kg y su peso es 500 N. D) en la Luna, la masa total de Armstrong es de 50,0 kg y su peso es 3000 N. E) el peso de Armstrong en la Luna y en la Tierra son exactamente iguales. FUERZA DE GRAVEDAD En la tierra: gTierra=10 m/s2 mastronauta=300 kg De los resultados obtenidos, se puede afirmar: En la Luna la masa de Armstrong es de 300 kg y su peso es de 500 N en la Luna, la masa total de Armstrong es de 300 kg y su peso es 500 N. Pregunta 83 El gol de Sergi Roberto en el Camp Nou originó que los hinchas del Barcelona, dentro y en las inmediaciones del estadio, saltaran una altura de 0,125 m. Al tocar nuevamente el piso, lo hicieron con una energía que dio origen a un pequeño sismo captado por un sismógrafo próximo al lugar del epicentro. Si la masa promedio de un hincha es de 80 kg, y 100 000 de estos hinchas contribuyeron al sismo, determine la magnitud M en la escala de Richter del sismo producido utilizando el siguiente modelo en función de la energía liberada: − = log E 4,8 M . 1,5 (Dato: g=10 m/s2) A) 2,13 B) 1,46 C) 0,8 D) 2,2 E) 1,5 ENERGÍA Según el enunciado; la energía que ocasionó el pequeño sismo, se debe a la energía potencial gravitatoria de los 100 000 (105) hinchas de 80 kg (en promedio) cada uno que saltaron 0,125 m (125 × 10–3 m) FÍSICA Pregunta 102 Una haz de luz ultravioleta de longitud de onda de 3500 A º incide sobre una superficie de potasio produciendo la emisión de fotoelectrones. Si la energía máxima del fotoelectrón es de 1,6 eV, ¿cuál es la función de trabajo de la superficie de potasio? Datos: hc=1240 × 10–9 eV.m, 1A º =10–10 m A) 1,90 eV B) 2,20 eV C) 1,40 eV D) 1,60 eV E) 2,50 eV EFECTO FOTOELÉCTRICO Realizando un gráfico de acuerdo al enunciado Luz ultravioleta de λ=3500 Å Placa de potasio Foto electrón con una ECmáx = 1,6 eV De la ecuación de Einstein para el efecto foto eléctrico EDel fotón incidente = fDel metal + ECmáx Para el ejercicio EDel fotón incidente = hc λ Del enunciado hc = 1240 × 10–9 eVm x = 3500 Å = 35 × 102 × 10–10 m λ = 35 × 10–8 m Ahora EDel fotón incidente = 1240 × 10–9 eVm 35 × 10–8 m Solucionario EDel fotón incidente = 3,5 eV Por último 3,5 eV = f del metal + 1,6 eV f del metal = 1,9 eV La función trabajo para el potasio es de 1,6 eV. Pregunta 103 La figura muestra tres partículas con cargas positivas, q1=3 uc, q2=4 uc y q3=10 uc, que están ubicadas en los vértices de un triángulo rectángulo. En estas condiciones, ¿cuál es la fuerza eléctrica resultante sobre la partícula ubicada en el vértice recto del triángulo? +q1 +q3 +q30 cm 2 30 cm A) 4 N B) 3 N C) 10 N D) 6 N E) 5 N ELECTROSTÁTICA Graficando las fuerzas eléctrica sobre q3 debido a q1 y q2. q3 F2 F1 F1: Fuerza eléctrica de q1 sobre q3. F2 : Fuerza eléctrica de q2 sobre q3. El módulo de la fuerza eléctrica resultante sabre q3, se obtine con FElec. resul. en q 3 = F1 2 N Felec. resul. en q 3 = 5 N Pregunta 104 En muchas tareas diarias es necesario arrastrar objetos. Esto puede ser más o menos difícil según las fuerzas de rozamiento entre las superficies en contacto. Después de investigar la fuerza necesaSolucionario ria para arrastrar un bloque sobre una superficie horizontal, un estudiante aplicó al bloque una fuerza horizontal F → y verificó que este se detenía. En esta situación, podemos afirmar que el módulo de la fuerza de fricción estática entre el bloque y la superficie de apoyo es A) mayor que el módulo de la fuerza F → . B) igual al módulo del peso del bloque. C) mayor que el módulo del peso del bloque. D) menor que el módulo del peso del bloque. E) igual al módulo de la fuerza F → . ROZAMIENTO Realicemos el diagrama de fuerzas sobre el bloque Fg=W FN R fRoz F Realicemos la gráfica fuerza F vz fRoz. fk fsmáx. A punto de deslizar Bloque en reposo Bloque deslizando fRoz(N) F(N) ¾ Para que el bloque deslice la fuerza externa F tiene que ser de mayor magnitud que la fuerza de rozamiento estática máxima (fsmáx ). ¾ Una vez que el bloque desliza la fuerza de rozamiento disminuye para ser luego constante la cual denominaremos fuerza de rozamiento cinética. ¾ En el problema la fuerza horizontal F tendría que haber sido variable en magnitud de tal manera que cuando el bloque ya estaba deslizando, para que se detenga (según condición del problema) la magnitud de la fuerza de rozamiento cinética (no de rozamiento estática) es mayor que la magnitud de la fuerza externa F. ¾ Ahora según lo redactado anteriormente de dar una alternativa a la pregunta del examen sería: mayor que el módulo de la fuerza F. Mayor que el módulo de la fuerza F. Pregunta 105 En una excavación egipcia se hallaron diez momias y se realizó un estudio preliminar radiológico usando un equipo portátil de rayos X que trabajaba con una diferencia de potencial eléctrico de 30 kV. Los rayos X se generan colocando un cátodo y un ánodo, con una gran diferencia de potencial entre ellos, en un tubo al vacío. Esta diferencia de potencial arranca electrones del cátodo; luego, estos se aceleran hasta chocar con el ánodo y, allí, los electrones sufren una gran desaceleración y emiten rayos X. Dadas estas condiciones, halle la longitud de onda más corta de los rayos X producidos. Datos: hc=1240 × 10–9 eV.m, 1 eV=1,6 ×–19 J A) 0,40 A º B) 0,30 A º C) 0,45 A º D) 0,35 A º E) 0,50 A º FÍSICA MODERNA - RAYOS X AV=30 kV Catodo Anodo Electrón Rayos X Si la energía del electrón que es desacelerado en el anodo es igual a la energía para generar los rayos X, entonces. Solucionario ECinética del e – = Edel fotón de ion de los rayos X La Ecinética del e– se debe al catodo que esta sometido a una gran diferencia de potencial, donde Ecinética del e– = AV|e–| Ahora EDel fotón de R. X = hC λ Por tanto AV|e–| = hC λ λ = hC AV|e–| Reemplazando λ = (1240 × 10–9 eVm)(1,6 × 10–19) (30 × 103 V)(1,6 × 10–19 C) λ = 41,3 × 10–12 m λ = 0,41 × 10–10 m o λ = 0,4 Å La longitud de onda de los rayos X es 0,4 Å Pregunta 106 El principio de Arquímedes afirma que la magnitud de la fuerza de empuje sobre un objeto es siempre igual al peso del fluido desplazado por el objeto. Bajo este principio, agregamos agua a un tanque hasta que la mitad de una esfera metálica de 5245 kg flote en el agua. Si la magnitud de la fuerza boyante o de empuje que ejerce el agua sobre la esfera es de 2500 N, ¿cuál es la densidad del metal? Datos: ρagua=1000 kg/m3; g=10,0 m/s2 A) 10490 kg/m3 B) 10990 kg/m3 C) 10940 kg/m3 D) 10000 kg/m3 E) 10400 kg/m3 HIDROSTÁTICA Datos: mesfera=5245 kg, E=2500 N ρagua =1000 kg/m3, g=10 m/s2 E Vsum= Vesf 2 Nota: la esfera no está flotando en el agua solo está sumergida hasta la mitad de su volumen. Del principio de Arquímedes Eesf V 2       (10 m/s2)(1000 kg/m3) Vesf = 0,5 m3 Para la densidad del metal ρmetal = mesfera Vesfera = 5245 kg 0,5 m3 ρmetal= 10 490 kg/m3. 10 490 kg/m3. Pregunta 107 Un oscilador armónico simple es una masa que tiene un movimiento periódico y que oscila en torno a su posición de equilibrio (punto donde la fuerza neta=0). Un péndulo simple cuando oscila con una magnitud angular pequeña

Ejercicios resueltos de examen de admisión a la Universidad

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