Física Completo - Semestral Aduni 2015

1Preguntas propuestasPreguntas propuestas

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FÍSICA

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Física

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MRU y MRUV

NIVEL BÁSICO

1. Un motociclista que desarrolla un MRU con 80 km/h, ha planificado cubrir un tramo recti-líneo en 5 h. Cuando se encuentra a la mitad del camino, sufre un desperfecto que lo de-tiene por 1 h. ¿En cuánto deberá incrementar su rapidez, al reanudar su movimiento, para llegar media hora después de lo inicialmente planificado?

A) 10 km/h B) 20 km/h C) 25 km/hD) 40 km/h E) 50 km/h

2. Un auto desarrolla un MRU con 35 km/h hacia el norte durante 2 h. Luego, gira y se dirige ha-cia el E 37º N con 50 km/h durante 3 h. Deter-mine la rapidez media que desarrolló el auto durante estas 5 h.

A) 40 km/h B) 45 km/h C) 42 km/hD) 50 km/h E) 35 km/h

3. Un móvil inicia un MRUV desde el reposo y en sus 2 primeros segundos recorre 8 m. ¿Cuánto recorre en el quinto segundo de su movimiento?

A) 24 m B) 20 m C) 18 mD) 16 m E) 12 m

NIVEL INTERMEDIO

4. Los móviles que se muestran desarrollan MRU. ¿Qué tiempo transcurre, desde el instante mos-trado, para que los móviles estén separados 10 m por segunda vez?

8 m/s

14 m

5 m/s

A) 5 s B) 4 s C) 6 sD) 8 s E) 10 s

5. Un tren de 80 m de longitud desarrolla un MRU con 20 m/s. ¿Cuánto tiempo permanecerá com-pletamente dentro de un túnel rectilíneo de 220 m de largo?

A) 4 s B) 5 s C) 6 sD) 7 s E) 8 s

6. Un bus de 12 m de longitud pasa por el cos-tado de un poste fijo durante 0,5 s. ¿Cuánto tardará en cruzar completamente un puente rectilíneo de 132 m de largo? Considere que el bus desarrolla un MRU.

A) 4,5 s B) 5 s C) 6 sD) 7,5 s E) 8 s

7. Un móvil que desarrolla un MRUV recorrió durante el quinto segundo de su movimiento 10 m más que durante el tercero. Determine el módulo de su aceleración.

A) 10 m/s2

B) 20 m/s2

C) 5 m/s2

D) 2,5 m/s2

E) 4 m/s2

8. Un auto que desarrolla MRUV presenta un cierto instante 16 m/s y se detiene luego de 4 s. ¿Cuánto recorrió en el último segundo de su movimiento?

A) 2 mB) 1 mC) 4 mD) 8 mE) 2,5 m

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Física

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9. Un móvil inicia un MRUV desde el reposo con 4 m/s2. Si la máxima rapidez que puede ad-quirir es 20 m/s, determine el menor tiempo que le tomaría recorrer un tramo rectilíneo de 80 m.

A) 5 s B) 5,5 s C) 6 sD) 6,5 s E) 7 s

NIVEL AVANZADO

10. Una araña desciende uniformemente a razón de 1,8 cm/s. Determine con qué rapidez se moverá su sombra proyectada sobre la pared.

foco

3a 2a

A) 1,8 cm/sB) 2,4 cm/sC) 3 cm/sD) 3,2 cm/sE) 3,6 cm/s

11. Se muestran 2 autos de iguales dimensiones que se dirigen uno al encuentro del otro. Si A desarrolla MRU y B MRUV, determine cuánto tiempo transcurre hasta que se cruzan com-pletamente.

4 m 4 m144 m

AA BB

4 m/s2

10 m/s20 m/s

A) 2 s B) 2,5 s C) 4 sD) 5 s E) 6 s

12. En el gráfico, los móviles A y B se trasladan sobre trayectorias rectilíneas paralelas muy próximas. A desarrolla MRU y B iniciará un MRUV desde el reposo. A partir del momento mostrado, ¿cuánto tiempo transcurre para que B alcance a A?

(A)

12 m

v0=0(B)

8 m/s 2 m/s2

A) 2 s B) 4 s C) 5 sD) 6 s E) 8 s

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Física

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Caída libre I

NIVEL BÁSICO

1. Una piedra se lanza desde cierta altura con 30 m/s verticalmente hacia arriba. ¿Qué rapi-dez tendrá luego de 7 s de su lanzamiento y a qué distancia de su posición de lanzamiento estará? ( g=10 m/s2).

A) 70 m/s; 60 m B) 30 m/s; 25 mC) 30 m/s; 35 mD) 40 m/s; 25 mE) 40 m/s; 35 m

2. ¿Con qué velocidad debe ser lanzado vertical-mente un objeto, desde una altura de 100 m respecto del piso, para que impacte contra el piso luego de 4 s? ( g=10 m/s2).

A) 10 m/s ↑B) 10 m/s ↓C) 5 m/s ↑D) 5 m/s ↓E) 4 m/s ↓

NIVEL INTERMEDIO

3. Un objeto fue lanzado verticalmente desde cierta altura h respecto del piso y luego de 7 s impacta contra el piso con 50 m/s. Determine h.( g=10 m/s2)

A) 125 m B) 105 m C) 100 mD) 80 m E) 75 m

4. Un objeto fue soltado desde cierta altura res-pecto del piso y en el último segundo, antes de impactar contra el piso, recorre 20 m más que lo que recorrió en el tercer segundo de su movimiento. ¿Qué rapidez presentó el objeto 1 s antes de impactar? ( g=10 m/s2).

A) 30 m/s B) 40 m/s C) 50 m/sD) 20 m/s E) 60 m/s

5. Una piedra fue lanzada verticalmente hacia arriba y luego de 12 s impacta con el piso con una rapidez que es el triple de la inicial. ¿Qué altura máxima, respecto del piso, logró alcan-zar la piedra? ( g=10 m/s2).

A) 405 m B) 385 m C) 360 mD) 450 m E) 425 m

6. Se deja caer un objeto desde la azotea de un edificio. Luego este objeto tarda 0,1 s en cruzar una ventana de 1,05 m de altura. ¿A qué distan-cia de la azotea se encuentra la parte superior de la ventana? ( g=10 m/s2).

A) 2,5 m B) 2 m C) 4 mD) 5 m E) 10 m

7. Un objeto fue lanzado verticalmente y duran-te los primeros 4 s de su movimiento recorre 50 m. ¿Qué rapidez tendrá 8 s después de su lanzamiento? ( g=10 m/s2).

A) 70 m/sB) 60 m/sC) 50 m/sD) 40 m/sE) 30 m/s

8. En el instante mostrado se suelta un objeto y el niño inicia un MRUV con la finalidad de co-gerlo, antes de que este impacte contra el piso. ¿Cuál debe ser el módulo de la aceleración ne-cesaria que debe desarrollar el niño para lo-grar su objetivo? ( g=10 m/s2).

A) 1,2 m/s2

g28,8 m

7,2 m

B) 1,25 m/s2

C) 2 m/s2

D) 2,5 m/s2

E) 4 m/s2

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Física

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11. Desde una altura h respecto del piso fue sol-

tado un objeto y al mismo tiempo fue lanza-

do otro, desde el piso y en forma vertical. El

gráfico muestra el instante en que se cruzan.

Determine h. ( g=10 m/s2).

g

v2v

40 m

A) 80 m B) 64 m C) 48 mD) 52 m E) 50 m

12. Desde un globo aerostático que asciende ver-ticalmente con 20 m/s, realizando MRU, se suelta un objeto cuando el globo está a 60 m del piso. ¿A qué altura del piso estará el glo-bo cuando el objeto impacte contra el piso? ( g=10 m/s2)

A) 120 mB) 140 mC) 160 mD) 180 mE) 240 m

NIVEL AVANZADO

9. Desde 125 m de altura respecto del piso se suelta un objeto y 1 s después, desde el piso, se lanza verticalmente otro con 30 m/s. Deter-mine luego de cuántos segundos de haberse soltado el primer objeto se cruzan los móviles y a qué altura respecto del piso ocurre esto. ( g=10 m/s2)

A) 4 s; 40 m B) 3 s; 60 m C) 4 s; 75 mD) 3 s; 45 m E) 4 s; 45 m

10. El gráfico nos muestra el instante en que un tubo de 1 m de longitud se suelta y un objeto es lanzado. ¿Cuánto tiempo permanecerá el objeto dentro del tubo? ( g=10 m/s2).

g

9 m

4 m/s

A) 0,25 s B) 0,5 s C) 1 sD) 1,25 s E) 0,4 s

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Física

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Caída libre II

NIVEL BÁSICO

1. Desde el borde de un acantilado en la posición A se lanza un objeto, tal como se muestra. De-termine h y v si el tiempo transcurrido entre las posiciones A y B es 2 s. ( g=10 m/s2).

g

15 m/s

B

A

h

v

A) 20 m; 20 m/sB) 20 m; 25 m/sC) 25 m; 25 m/sD) 15 m; 25 m/sE) 15 m; 20 m/s

2. Se muestra a un mismo móvil en 2 posiciones diferentes de su trayectoria. Considerando que desarrolla un MPCL, determine d. ( g=10 m/s2).

g53º

20 m/s

45º

d

A) 26,5 mB) 28,4 mC) 30,8 mD) 33,6 mE) 35,2 m

3. Un pequeño objeto se lanza desde el piso con un ángulo de inclinación de 37º y alcanza su al-tura máxima luego de 4,5 s. Luego de 5 s des-

de su lanzamiento; ¿qué desplazamiento hori-zontal, en metros, habrá logrado? (g=10 m/s2).

A) 240B) 180C) 300D) 270E) 360

NIVEL INTERMEDIO

4. Desde una altura de 80 m, respecto del piso, se lanza un objeto horizontalmente con 40 m/s. ¿Qué rapidez tendrá 1 s antes de impactar con-tra el piso? ( g=10 m/s2).

A) 30 m/sB) 40 m/sC) 40 2 m/sD) 50 m/sE) 40 5 m/s

5. Desde una posición sobre una superficie incli-nada se lanza horizontalmente un objeto. ¿Al cabo de cuánto tiempo impactará en la super-ficie? ( g=10 m/s2).

g

45º45º

20 m/s

A) 2 s

B) 2,5 s

C) 3 s

D) 4 s

E) 5 s

. . .

Física

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6. Una piedra se lanza desde una superficie incli-nada en forma perpendicular a dicha superfi-cie. ¿A qué distancia de su posición de lanza-miento impactará en la superficie? ( g=10 m/s2).

g

37º37º

20 m/s

A) 75 mB) 80 mC) 100 mD) 50 mE) 60 m

7. Se observa la trayectoria parabólica que ex-perimentó un objeto. Si empleó 2 s en ir de la pared (1) a la pared (2), determine el tiempo que empleó desde el lanzamiento hasta pasar por la pared (1). ( g=10 m/s2).

45º

v0

32 m

20 m/s

(1) (2)

A) 0,2 sB) 0,4 s C) 0,8 s D) 0,5 sE) 1,2 s

8. Un avión bombardero suelta 3 bombas con un intervalo de 1 s entre ellas, ¿cuál es la distancia entre la primera y la segunda bomba en el ins-

tante que se suelta la tercera? Considere que el avión vuela horizontalmente con una rapidez constante. ( g=10 m/s2).

A) 10 m B) 25 m C) 15 mD) 20 m E) 5 m

NIVEL AVANZADO

9. Dos piedras son lanzadas simultáneamente, tal como lo muestra el gráfico. Si logran impactar luego de 3 s, determine d. ( g=10 m/s2).

10 m/s

60 m

45º

d

v0

g

A) 30 mB) 45 mC) 60 mD) 75 mE) 90 m

10. En el instante mostrado, las pequeñas esferas A y B son lanzadas con 50 m/s y 40 2 m/s, res-pectivamente. Determine la separación entre ambas cuando la esfera A alcanza su altura máxima. ( g=10 m/s2).

vA vB

240 m

37º 45º

g

A) 5 m B) 15 m C) 20 mD) 30 m E) 45 m

. . .

Física

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11. En el instante mostrado, del avión se suelta un proyectil. Determine la rapidez de la lancha si el proyectil logra impactarlo. Considere que la lancha realiza MRU. ( g=10 m/s2).

200 m

200 m

37º50 m/s

v


12. Desde el helicóptero se suelta un proyectil. Si 2 s después se dispara (desde el cañón en tie-rra) otro proyectil con una rapidez de 50 m/s, el cual logra impactar con el primero, luego de 2 s de haber sido disparado, determine d. ( g=10 m/s2)

10 m/s

140 m

d

A) 80 m B) 40 m C) 50 mD) 60 m E) 100 m

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Física

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Estática I

NIVEL BÁSICO

1. Se muestra una barra que se mantiene en re-poso apoyando sus extremos en 2 superficies. Construya el diagrama de fuerzas (diagrama de cuerpo libre) sobre la barra e indique la dirección de la fuerza que le ejerce el plano inclinado.

liso

A) B) C)

D) E)

2. La barra homogénea que se muestra se man-tiene en reposo. Indique qué alternativa repre-senta mejor la fuerza de reacción por parte de la articulación.

g

A)

R

B)

R

C)

R

D)

R

E)

R

3. En el sistema que se muestra, los bloques es-tán en reposo. Determine la deformación del resorte y la lectura del dinamómetro ideal (D). (K=75 N/cm; g=10 m/s2)

g7 kg

(D)

K

15 kg

A) 4 cm; 150 NB) 4 cm; 80 NC) 2 cm; 150 ND) 2 cm; 80 NE) 2 cm; 70 N

NIVEL INTERMEDIO

4. En el gráfico se muestra un bloque de 8 kg y una tabla de 5 kg, ambos en reposo. Determine el módulo de la fuerza de contacto entre ellos. ( g=10 m/s2)

g

A) 80 N B) 65 N C) 50 ND) 30 N E) 15 N

. . .

Física

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5. La barra que se muestra es de 9 kg y se man-tiene en reposo. Determine el módulo de la fuerza que le ejerce el plano inclinado.

( g=10 m/s2)

g

6 kg

A) 30 N B) 40 N C) 60 ND) 90 N E) 120 N

6. Una esfera homogénea y lisa de 6 kg se man-tiene en reposo como se indica. Determine el módulo de la reacción del plano inclinado. ( g=10 m/s2)

F=80 N

A) 60 NB) 60 2 NC) 80 ND) 80 2 NE) 100 N

7. El sistema mostrado se encuentra en reposo.

Determine la medida del ángulo q para tal si-

tuación. m mA B

4 3−

g

θ

AA

BB

A) 37º B) 45º C) 30ºD) 53º E) 60º

8. Si el sistema mostrado se mantiene en repo-so, determine el módulo de la fuerza que la pared lisa ejerce sobre la barra. (mbarra=5 kg; g=10 m/s2).

A) 30 3 N

g

60º

3 kg

23º23º

B) 40 NC) 60 ND) 60 3 NE) 40 3 N

9. La barra de 14 kg se encuentra en reposo como se indica en el gráfico. Determine el módulo de la tensión en la cuerda (2). (g=10 m/s2).

g(1)45º

6 kg

(2)

A) 60 N B) 70 N C) 80 ND) 90 N E) 140 N

. . .

Física

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NIVEL AVANZADO

10. Una esfera homogénea de radio r y 6 kg se mantiene apoyada sobre una superficie cilín-drica de radio R. Determine el módulo de la reacción en A. ( g=10 m/s2; R=3r).

A) 20 N

gAA

OO RR

BB

B) 20 3 NC) 40 ND) 60 3 NE) 120 N

11. La esfera homogénea de 4 kg se mantiene en reposo, tal como lo muestra el gráfico. Deter-mine el módulo de la tensión en la cuerda. ( g=10 m/s2)

37º37º

37º37º

gliso

A) 20 N

B) 25 N

C) 40 N

D) 50 N

E) 75 N

12. Una barra rígida de 4,5 kg se mantiene en re-

poso sostenida por una cuerda de 80 cm de

longitud. Determine el módulo de la tensión en

la cuerda. Considere C.G.: centro de gravedad

de la barra. (g=10 m/s2).

g

C.G. 1,8 m

A) 18 N

B) 20 N

C) 40 N

D) 45 N

E) 50 N

. . .

Física

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Estática II

NIVEL BÁSICO

1. Si el sistema mostrado se mantiene en repo-so, determine el módulo de la fuerza de roza-miento y reacción del piso que actúa sobre el bloque. ( g=10 m/s2).

g

5 kg

12 kg

A) 120 N; 130 NB) 50 N; 120 NC) 50 N; 130 ND) 50 N; 50 NE) 70 N; 120 N

2. Un bloque de 4 kg se lanza sobre una super-ficie horizontal rugosa, tal como se muestra. Determine el módulo de la reacción de la su-perficie sobre el bloque. ( g=10 m/s2).

µ=0,80,75

A) 30 N B) 40 N C) 50 ND) 60 N E) 80 N

NIVEL INTERMEDIO

3. Si el bloque de 5 kg se mantiene en reposo, de-termine el módulo de la fuerza de rozamiento que actúa sobre él y qué porcentaje es del mó-dulo de la máxima fuerza de rozamiento en las condiciones mostradas. ( g=10 m/s2).

µS=0,8

37º

F=50 N

A) 64 N; 100 %B) 64 N; 62,5 %C) 40 N; 50 %D) 40 N; 62,5 %E) 40 N; 100 %

4. Un bloque de 8 kg se encuentra en reposo apoyado sobre una superficie horizontal rugo-sa. De pronto, se le aplica una fuerza horizontal F

. Determine el módulo de la reacción del piso sobre el bloque para los casos en que F=60 N y F=80 N.

µ=0,50,8

F

A) 80 N; 40 NB) 100 N; 40 5 NC) 100 N; 40 ND) 80 N; 40 5 NE) 100 N; 80 2 N

5. El sistema mostrado se mantiene en repo-so. Determine el módulo de la fuerza de ro-zamiento que actúa sobre la tabla de 8 kg. ( g=10 m/s2)

g23º

30º

3 kg

A) 20 N B) 16 N C) 32 ND) 24 N E) 36 N

. . .

Física

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6. ¿Cuál será el módulo necesario (mínimo) de la fuerza F

, que permita mantener el bloque en reposo? (m=4 kg; g=10 m/s2).

µ=

0,60,4

45º

F

A) 25 N B) 25 2 N C) 25 5 ND) 50 N E) 50 2 N

7. Un bloque de 12 kg se deja en libertad sobre un plano inclinado rugoso, tal como se indica en el gráfico. Determine cuál será el módulo de la fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque. ( g=10 m/s2).

g

µ=0,70,5

37º37º

A) 96 N B) 72 N C) 64 ND) 48 N E) 36 N

8. Un bloque de 10 kg se mantiene en reposo, debido a la acción de la fuerza F paralela al plano. Determine el mayor módulo que puede tener F para la situación descrita. ( g=10 m/s2).

g

F

µ=0,40,2

37º37º

A) 32 N B) 48 N C) 60 ND) 76 N E) 92 N

9. Una esfera de 8 kg se mantiene en reposo, tal como se muestra. Si la lectura del dinamóme-tro ideal (D) es 30 N, determine el módulo de la fuerza de rozamiento entre la esfera y el pla-no inclinado. ( g=10 m/s2).

g(D)

16º16º

A) 50 N B) 14 N C) 24 ND) 48 N E) 25 N

NIVEL AVANZADO

10. La barra que se muestra se encuentra en repo-so y a punto de resbalar. Determine su masa. ( g=10 m/s2)

g

µ=0,50,6

53º

(6 kg)

A) 9,2 kgB) 9,8 kgC) 10,4 kgD) 11,6 kgE) 12,1 kg

. . .

Física

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11. La esfera homogénea y lisa de 6 kg se mantie-ne en reposo, al igual que todo el sistema. De-termine el módulo de la fuerza de rozamiento, sobre la cuña, por parte del piso. ( g=10 m/s2).

53º

A) 40 N B) 60 N C) 50 ND) 80 N E) 30 N

12. Un bloque de 4 kg se encuentra en reposo apoyado sobre una superficie horizontal rugo-sa. De pronto, al bloque se le aplica una fuerza

horizontal F

cuyo módulo aumenta gradual-mente. La gráfica indica cómo varía el módulo de la fuerza de rozamiento sobre el bloque, conforme aumenta el módulo de F

. Determi-ne los valores de mS y mK. ( g=10 m/s2).

F(N

froz(N)

28

20

0

F

A) 0,5; 0,7B) 0,5; 0,6C) 0,8; 0,5D) 0,7; 0,5E) 0,7; 0,6

Física

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Estática III

NIVEL BÁSICO

1. Si el momento de la fuerza F1

respecto de O

presenta un módulo de 50 Nm, determine el momento resultante respecto de O. Considere a la barra de masa despreciable.

O

37º

F1=F

F2=2F

3a

a

A) +230 N · m B) – 180 N · m C) – 130 N · mD) – 50 N · m E) +80 N · m

2. En el instante mostrado, sobre la placa cuadra-da y homogénea de 2 kg y 1 m de lado, ¿cuál es el momento resultante respecto de la arti-culación?

gF1=80 N

F4=30 N

F3=20 N

F2=40 N

20 cm

40 cm

30º30º

A) – 20 N · m B) – 16 N · m C) – 10 N · m

D) 0 E) +8 N · m

3. La barra homogénea de 8 kg y 6 m de longitud se mantiene en reposo dispuesta en forma horizontal. Determine el módulo de la reacción en la articulación.

4 m

A) 40 N B) 60 N C) 80 ND) 50 N E) 120 N

NIVEL INTERMEDIO

4. Una barra homogénea de 12 kg se mantiene en reposo tal como se muestra. Determine el módulo de la tensión en la cuerda. ( g=10 m/s2).

g

37º

A) 120 N B) 100 N C) 80 ND) 60 N E) 50 N

5. El sistema barra-bloque se mantiene en equili-brio. La barra es homogénea de 10 kg y 6 m de longitud. ¿Cuál podrá ser el mayor valor de la masa del bloque, tal que el sistema no pierda el equilibrio?

g

2 m

A) 2 kg B) 4 kg C) 5 kgD) 6 kg E) 10 kg

Física

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6. Se muestra una placa rectangular homogénea de 20 cm×50 cm y 4 kg. Determine el módulo de la reacción de la articulación. ( g=10 m/s2)

g

A) 90 N

B) 40 2 N

C) 20 5 N

D) 10 13 N

E) 10 41 N

7. Si la esfera homogénea de masa m se mantiene en equilibrio como lo indica el gráfico, determi-ne el módulo de la fuerza de rozamiento entre la superficie inclinada y la esfera. ( g=10 m/s2).

g

4 kg

θθ

A) falta conocer m.B) falta conocer q.C) falta conocer m y q.D) 20 NE) 40 N

8. La barra de 9 kg de 5 m de longitud se mantiene en reposo, tal como se muestra el gráfico. Deter-mine a qué distancia del punto medio de la ba-rra se ubica su centro de gravedad. ( g=10 m/s2).

g

6 kg

3 kg

1 m

A) 2 m B) 1,5 m C) 1 mD) 0,5 m E) 0,4 m

NIVEL AVANZADO

9. La esfera homogénea de 18 kg se mantiene en reposo, tal como se muestra. Determine el módulo de la tensión en la cuerda. ( g=10 m/s2).

A) 100 N g

37º

B) 90 N C) 120 N D) 150 N E) 50 N

10. Una barra rígida de 2,5 kg y 4 m de longitud se mantiene en reposo dispuesta en forma hori-zontal. Sobre ella se apoya un bloque pequeño de 3 kg. Determine el módulo de la fuerza de contacto entre el bloque y la barra. ( g=10 m/s2).

g

1 m

A) 5 N B) 10 N C) 15 ND) 20 N E) 30 N

Física

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11. La barra homogénea de 3 m de longitud y 6 kg se mantiene en reposo tal como se indica. Determine el módulo de la reacción en la articulación. ( g=10 m/s2).

1 m

0,5 m

g

4 kg

A) 60 N B) 80 N C) 50 2 N

D) 100 N E) 100 2 N

12. Una esfera homogénea de 4 kg y 25 cm de ra-dio se apoya sobre una barra lisa, homogénea de 5 kg y 1 m de longitud. Determine el mó-dulo de la reacción de la pared sobre la barra. Considere que M es punto medio de la barra y g=10 m/s2.

g

M

A) 50 N B) 60 N C) 75 ND) 80 N E) 100 N

Física

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Dinámica rectilínea

NIVEL BÁSICO

1. Un bloque de 2 kg se lanza sobre una super-ficie horizontal rugosa e impacta contra un resorte (K=4 N/cm). Determine el módulo de su aceleración en el instante en que el resorte está comprimido 3 cm. ( g=10 m/s2).

µK=0,4

K

A) 4 m/s2 B) 6 m/s2 C) 8 m/s2

D) 10 m/s2 E) 12 m/s2

2. El bloque liso de 4 kg se traslada sobre un pla-no inclinado, mediante la acción de una fuerza horizontal constate F

de módulo 60 N. Deter-mine el módulo de la aceleración del bloque. ( g=10 m/s2)

g

F

53º53º

A) 1 m/s2 B) 2 m/s2 C) 2,5 m/s2

D) 4 m/s2 E) 0,5 m/s2

3. Un bloque se lanza hacia arriba sobre un plano inclinado. Determine el módulo de su acelera-ción cuando asciende y desciende. ( g=10 m/s2).

g

µ=0,60,5

37º37º

A) 8 m/s2; 4 m/s2

B) 6 m/s2; 6 m/s2

C) 2 m/s2; 2 m/s2

D) 10 m/s2; 10 m/s2

E) 10 m/s2; 2 m/s2

4. Un bloque de 4 kg se encuentra, inicialmen-te en reposo, sobre una superficie horizontal rugosa. De pronto sobre él comienza a actuar una fuerza horizontal.Constante F

de módulo 24 N. Determine la rapidez del bloque 3 s después de iniciado su movimiento. ( g=10 m/s2).

µ=0,20,1

v0=0F


NIVEL INTERMEDIO

5. Un bloque fue lanzado sobre una superficie horizontal rugosa (mk=0,4) y se detiene luego de 6 s. ¿Cuánto recorrió hasta 2 s antes de detenerse? ( g=10 m/s2).

A) 72 m B) 64 m C) 56 mD) 48 m E) 40 m

6. Un objeto de 6 kg se encuentra en reposo so-bre el piso. Luego se le aplica una fuerza ver-tical constante de módulo 72 N, que lo eleva. ¿Cuánto tiempo transcurre hasta que se en-cuentra a 9 m del piso? ( g=10 m/s2).

A) 1 s B) 1,5 s C) 2 sD) 2,5 s E) 3 s

Física

19

7. En el sistema mostrado, el bloque A le ejerce a B una fuerza de módulo 12 N. Determine el módulo de F

. (mA=5 kg; mB=3 kg).

BBAA

F

liso60º

A) 24 N B) 32 N C) 48 ND) 64 N E) 72 N

8. En el esquema mostrado, el módulo de la ten-sión en la cuerda (1) es 70 N. Si las masas de los bloques A y B son 2 kg y 3 kg, respectiva-mente, determine el módulo de la tensión en la cuerda (2). ( g=10 m/s2).

AA

BB

cuerda (1)

cuerda (2)

A) 20 N B) 30 N C) 24 ND) 42 N E) 70 N

NIVEL AVANZADO

9. El sistema es trasladado mediante la acción de una fuerza horizontal constante F

. Si el bloque de 4 kg no resbala sobre la tabla de 6 kg, deter-mine el módulo de la fuerza de reacción de la tabla sobre el bloque. ( g=10 m/s2; F=50 N).

F

liso

A) 20 N B) 20 2 N C) 40 N

D) 20 5 N E) 50 N

10. El sistema mostrado se traslada, de manera que el bloque de 2 kg no resbala sobre la cuña de 10 kg. Determine el módulo de la fuerza horizontal constante F

. Desprecie todo roza-miento. ( g=10 m/s2).

A) 160 N F

45º45º

B) 150 NC) 120 ND) 100 NE) 80 N

11. Luego de dejar el sistema en libertad, deter-mine la altura máxima que logra alcanzar el bloque A respecto del piso. (mA=m; mB=3 m; g=10 m/s2).

g

A

B

10 m

A) 2,5 m B) 5 m C) 10 mD) 12,5 m E) 15 m

12. El sistema es dejado en libertad, tal como se indica. Determine la rapidez del bloque A al pa-sar por P. Desprecie el rozamiento. ( g=10 m/s2; mA=3 kg; mB=2 kg).

g

P

BB

AA

2 m

3 m


Física

20

Trabajo mecánico

NIVEL BÁSICO

1. Una persona de 60 kg se suelta en A sobre un tobogán. ¿Cuánto trabajo se desarrolla me-diante la fuerza de gravedad hasta que pasa por B? ( g=10 m/s2).

g

BB 6 m

4 m

AA

A) 2400 J B) 2000 J C) 800 JD) 600 J E) 1400 J

2. Un bloque de 4 kg se eleva desde el piso apli-cándole una fuerza vertical y hacia arriba de módulo 60 N. Determine la cantidad de trabajo neto que se desarrolla sobre el bloque hasta que alcanza una altura de 8 m respeto del piso. ( g=10 m/s2)

A) 80 J B) 100 J C) 120 JD) 160 J E) 200 J

3. Un bloque liso de 4 kg se traslada mediante la acción de una fuerza horizontal constante F

de módulo 12 N. ¿Cuánto trabajo se desarrolla mediante esta fuerza desde que el bloque presenta 6 m/s hasta que presenta 18 m/s?

F

A) 416 J B) 424 J C) 454 JD) 482 J E) 576 J

4. Un bloque de 4 kg se lanza sobre una superficie horizontal rugosa con 8 m/s. Determine cuánto trabajo se desarrolla mediante la fuerza de rozamiento durante los 2 primeros segundos de su movimiento. ( g=10 m/s2).

µK=0,2

8 m/s

A) – 108 J B) – 96 J C) – 92 JD) – 84 J E) – 76 J

NIVEL INTERMEDIO

5. Un bloque es trasladado mediante la acción de una fuerza constante F

de módulo 50 N. ¿Cuánto trabajo se desarrolla mediante esta fuerza entre las posiciones A y B?

gBB

AA

F

5 m

3 m

37º

A) 290 J B) 250 J C) 200 JD) 110 J E) 90 J

Física

21

6. Un bloque de 8 kg se traslada lentamente mediante la acción de una fuerza horizontal constante de módulo 120 N. Determine cuánto trabajo se desarrolló mediante la fuerza de rozamiento entre A y B. ( g=10 m/s2).

g

B

F

5 m

6 m

AA

A) – 200 J B) – 180 J C) – 150 JD) – 120 J E) – 80 J

7. Un bloque de 2 kg es trasladado mediante una fuerza horizontal que varía con la posición x( ) de acuerdo con la gráfica. Determine la

cantidad de trabajo neto desarrollado sobre el bloque entre las posiciones x x

= = +0 4y m.

µK=0,4

F

F (N)

X (m)

40

20

0 8

A) +100 J B) – 32 J C) +82 JD) +68 J E) – 16 J

NIVEL AVANZADO

8. Un bloque liso de 4 kg es trasladado mediante la acción de una fuerza horizontal que varía con la posición x

( ) de acuerdo con la gráfica. ¿Cuánto trabajo se desarrolla mediante esta fuerza desde la posición x

= 0 hasta donde la aceleración del bloque presenta un módulo de 2 m/s2?

F

F (N)

X=0X

24

0 6

A) 72 J B) 68 J C) 64 JD) 48 J E) 32 J

9. Un bloque liso de 2 kg se traslada mediante la acción de una fuerza horizontal que varía con la posición x

( ) de acuerdo con la gráfica. Determi-ne cuánto trabajo se desarrolla mediante esta fuerza mientras la rapidez del bloque aumenta.

F

F (N)

X (m)

X

30

– 20

0 2 4

A) 100 J B) 90 J C) 60 JD) 45 J E) 30 J

10. Un bloque A de masa 2m presenta rapidez v. Otro bloque B de masa m presenta rapidez 2v. Si ECA

y ECB representan las energías cinéticas

de A y B, respectivamente, indique lo correcto.

A) ECA=ECB

B) ECB=2ECA

C) ECA

=2ECBD) ECA

=4ECB

E) ECB=4ECA

Física

22

11. Un bloque cúbico de 40 cm de arista y 8 kg se mantiene en reposo apoyado en un resorte ideal (K=20 N/cm) de 34 cm de longitud natu-ral. Determine la energía mecánica que tiene el sistema bloque-resorte respecto del piso. ( g=10 m/s2)

g

K

A) 40 J B) 41,6 J C) 41,9 JD) 42,4 J E) 44,2 J

12. Un móvil de 4 kg presenta en cierto instante una rapidez de 6 m/s y desarrolla un MRUV con 4 m/s2; ¿Al cabo de cuánto tiempo su energía cinética se cuadruplica?

6 m/s 4 m/s2

A) 4 s B) 3 s C) 2 sD) 1,5 s E) 1 s

Física

23

Energía mecánica

NIVEL BÁSICO

1. Un pequeño objeto de 2 kg se lanza en A y lue-go de 2,5 s pasa por B donde su energía po-tencial gravitatoria respecto del piso es 80 J. Determine su energía mecánica, respecto del piso, 4 s después de su lanzamiento cuando pasa por C. ( g=10 m/s2).

g

B

A

C4h3h

8 m/s

A) 144 J B) 132 J C) 124 JD) 116 J E) 108 J

2. Un bloque de 4 kg se encontraba inicialmente en reposo en A. Luego es trasladado mediante la acción de una fuerza constante F

de módulo 80 N. Determine la rapidez del bloque al pasar por B. ( g=10 m/s2).

BB

AA

F

3 m

1 mliso


3. Se suelta un bloque de 1 kg, tal como se mues-tra. Determine la máxima deformación del re-sorte. (K=80 N/m).

v=0

50 cm g

A) 30 cmB) 50 cm C) 20 cmD) 40 cm E) 35 cm

NIVEL INTERMEDIO

4. El bloque mostrado es de 6 kg y pasa por Acon 4 m/s. Si pasa por B con 8 m/s, determine cuánto trabajo se desarrolló mediante la fuerza de rozamiento en el tramo AP. Considere que en todo momento mK=0,2. ( g=10 m/s2).

g

µK

BB

8 m

4 m

5 m

AA

PP

A) – 40 J B) – 36 J C) – 32 JD) – 28 J E) – 24 J

5. Una esfera es soltada en la posición A. Si se desprecia la fuerza de rozamiento, determine la longitud x. ( g=10 m/s2).

vA=0

R=0,8 m

1,25 m

AA

x

A) 0,5 m B) 1 m C) 1,5 mD) 2 m E) 2,5 m

Física

24

6. Un bloque de 8 kg se encuentra en reposo sobre el piso y a él se encuentra soldado un resorte (K=160 K/m). Luego, se aplica en el ex-tremo libre del resorte una fuerza vertical y ha-cia arriba con la finalidad de elevar al bloque. ¿Cuánto trabajo será necesario desarrollar mediante esta fuerza para lograr que el bloque asciende 3 m? ( g=10 m/s2).

g F

K

A) 20 J B) 120 J C) 220 JD) 240 J E) 260 J

7. Una pequeña esfera lisa se suelta en A. Deter-mine d. ( g=10 m/s2).

g

d

r

r

O

60º

A) 2r B) r/2 C) 3r

D) r E) 32r

8. Un bloque de 2 kg es lanzado sobre una su-perficie horizontal rugosa, tal como se mues-tra. Determine cuánto logra comprimir como máximo al resorte. (K=400 N/m; g=10 m/s2).

µ=0,50,6

K10 m/s

4,5 m

A) 0,1 m B) 0,2 m C) 0,25 mD) 0,4 m E) 0,5 m

9. Una argolla de 3 kg puede deslizar sin fricción por una guía horizontal, la cual está unida a un resorte de longitud natural de 0,1 m y rigidez K=400 N/m. Si la argolla se suelta en A, deter-mine su rapidez cuando pase por B.

B A

12 cm

9 cm 16 cm


10. Un bloque de 5 kg pasa por la posición x

= 0 con 4 m/s y sobre él comienza a actuar una fuerza que varía con la posición de acuerdo con la gráfica. Determine la energía cinética del bloque al pasar por x

= +4 m.

liso F

F (N)

X (m)

X (m)

20

0

00

2 6

A) 150 J B) 120 J C) 100 JD) 70 J E) 110 J

Física

25

NIVEL AVANZADO

11. Una pequeña esfera lisa de 0,5 kg se lanza en A con 20 m/s. Determine el módulo de la fuerza que la superficie esférica la ejerce al pasar por B. ( g=10 m/s2).

g BB

AA

O r=4 m

r

A) 40 N B) 80 N C) 20 ND) 120 N E) 25 N

12. Un bloque de 2 kg se lanza sobre una superficie horizontal lisa con 10 m/s sobre él comienza a actuar una fuerza de resistencia por parte del aire cuyo módulo depende de la rapidez del bloque segúnFaire=(4v) Nv: se expresa en m/s¿Cuánto trabajo se desarrolló mediante esta fuerza hasta el instante en que la aceleración del bloque presentó un módulo de 12 m/s2?

A) – 36 J B) – 48 J C) – 24 JD) – 64 J E) – 72 J

Física

26

MAS y Péndulo simple

NIVEL BÁSICO

1. En el gráfico se muestran 2 osciladores. Deter-mine la relación correcta de sus periodos de oscilación.

I. K

liso

2m

II.

2K

m

A) TI=TII B) TI=2TII C) TT

III=2

D) TI=4TII E) TT

III=4

2. Dos péndulos simples son soltados como se muestra. Indique verdadero (V) o falso (F) se-gún corresponda.

g 8º

4º

m 2m

(A) (B)

I. Ambos péndulos presentan el mismo perio-do de oscilación.

II. El péndulo (B) pasa por su posición más baja antes que el péndulo (A).

III. La rapidez que presenta el péndulo (A), al pasar por su posición más baja, es mayor que la del péndulo (B).

A) FFV B) VVF C) FVFD) VFF E) VFV

3. ¿Cuánto tiempo emplea el oscilador mostrado de 4 kg para completar 8 oscilaciones? (K=100 N/m)

liso

K

A) 1,6 ps B) 2,4 ps C) 3,2 psD) 4 ps E) 4,8 ps

4. Una partícula describe un movimiento armóni-co simple. Si su aceleración máxima y rapidez máxima son 24 m/s2 y 6 m/s, respectivamente, determine la frecuencia y la amplitud del mo-vimiento.

A) 4pHz; 0,25 m

B) 3

0 5pHz m; ,

C) 3p Hz; 1 m

D) 2pHz; 1,5 m

E) 2p Hz; 0,75 m

NIVEL INTERMEDIO

5. Un oscilador armónico recorre 4 m en 5 osci-laciones, y para ello emplea 2 s. Determine la rapidez del oscilador al pasar por su posición de equilibrio. (p ≈ 3).

A) 1,5 m/s B) 2 m/s C) 3 m/sD) 4 m/s E) 5 m/s

Física

27

6. ¿En cuánto varía el periodo de oscilación de un péndulo simple, que desarrolla un MAS, si la longitud de la cuerda aumenta en 21 %?

A) aumenta en 21 %B) disminuye en 21 %C) aumenta en 11 %D) disminuye en 11 %E) aumenta en 10 %

7. El oscilador que se muestra realiza un MAS y recorre 40 cm en 1 oscilación. ¿Qué módu-lo presentará su aceleración en el instante en que su velocidad sea nula? (K=200 N/m; m=0,5 kg)

g

mm

K

A) 40 m/s2 B) 25 m/s2 C) 20 m/s2

D) 10 m/s2 E) 2 m/s2

8. El sistema mostrado se mantiene en reposo luego de cortar la cuerda que une los bloques, ¿qué rapidez tendrá el bloque A transcurridos p10

s? (MA=2MB=4 kg; K=100 N/m)

g

BB

AA

K

A) 2 m/s B) 2,4 m/s C) 1,6 m/sD) 1 m/s E) 0,8 m/s

9. Se muestra un oscilador armónico de 1 kg que presenta una energía mecánica total de 50 J. Determine la rapidez del oscilador en la

posición x A

= + 45

. (A: amplitud).


NIVEL AVANZADO

10. La gráfica nos muestra cómo varían las ener-gías cinéticas y potencial elástica para un os-cilador horizontal que desarrolla un MAS. De-termine la energía cinética del oscilador en la

posición xA

= −3

. (A: amplitud de oscilación).

0

90

X

E (J)

A) 20 J B) 90 J C) 120 JD) 160 J E) 180 J

Física

28

11. Un péndulo simple, que desarrolla un MAS, bate segundos cuando se encuentra en la superficie terrestre. ¿Cuál será su frecuencia de oscilación en la superficie de un planeta donde la aceleración de la gravedad es g/4?( g: aceleración de la gravedad en la superficie terrestre)

A) 0,8 Hz B) 0,5 Hz C) 0,25 HzD) 0,2 Hz E) 0,1 Hz

12. En la Tierra un péndulo de longitud L realiza dos oscilaciones en un tiempo t. Si el péndulo es llevado a la Luna, donde la aceleración de la gravedad es g/6, y a su vez su longitud se reduce en un 50 %, ¿cuál es el nuevo periodo para dicho péndulo? ( g: aceleración de la gravedad en la Tierra).

A) t6

B) t2

3 C) t3

D) 3t E) 23t

Física

29

Ondas mecánicas

NIVEL BÁSICO

1. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones y marque la se-cuencia correcta.I. Cuando una onda mecánica se propaga,

arrastra consigo a las partículas del medio.II. El sonido es una onda mecánica transversal

que se propaga más rápido en el agua que en el aire.

III. La distancia entre dos puntos consecutivos que oscilan en fase, se denomina longitud de onda.

A) FVV B) FFV C) VVFD) VFV E) FVF

2. Un vibrador produce oscilaciones en la super-ficie del agua. Si vibra con una frecuencia de 2 Hz y la onda formada tiene 3 cm de longitud de onda, halle su rapidez en cm/s.

A) 1,5 B) 3 C) 6D) 4,5 E) 7

3. Se muestra el perfil de una onda mecánica ge-nerada en una cuerda. Si el periodo de oscila-ción del punto P es 0,01 s, determine el valor de L.

P

L

vonda=12 m/s

A) 18 cmB) 1,8 cm C) 2 cmD) 4 cm E) 2,4 cm

NIVEL INTERMEDIO

4. Una boya que flota en el agua realiza 600 osci-laciones en 2 minutos. Si la mínima separación entre dos puntos de la superficie del agua que oscilan en fase es 40 cm, ¿qué rapidez tiene la onda generada?

A) 0,5 m/s B) 1 m/s C) 2 m/sD) 2,5 m/s E) 5 m/s

5. Cuando un estudiante le pide a un profesor que hable más fuerte porque no lo oye bien, se refiere a que el profesor debe

A) aumentar la frecuencia de su voz.B) aumentar la longitud de onda de su voz.C) aumentar la rapidez con que viajará su voz

en el aire.D) aumentar la amplitud de su voz.E) hablar más pausado para que se le entienda

mejor cuando pronuncia.

6. Al sacudir una cuerda horizontal tensa se gene-ran ondas mecánicas transversales de manera que las partículas de la cuerda oscilan con una amplitud de 10 cm. Si la onda se propaga con una rapidez de 20 m/s y presenta una longitud de onda de 40 cm, ¿cuál será la rapidez máxi-ma de cualquier punto de la cuerda?

A) 20p m/sB) 10p m/sC) 8p m/sD) 5p m/sE) 4p m/s

7. Una cuerda de guitarra de 80 cm y 20 g es ten-sada con las clavijas hasta soportar 20 N. De-termine la rapidez de la onda mecánica trans-versal que se origina al perturbar la cuerda.

A) 10 m/s B) 10 2 m/s C) 20 m/sD) 20 2 m/s E) 40 m/s

Física

30

8. Un pulso emplea 1 s para recorrer una cuerda de 0,2 kg de masa cuando está sometida a una tensión de 10 N. ¿Cuál es la longitud de la cuerda?

A) 10 m B) 20 m C) 30 mD) 50 m E) 40 m

9. Se sabe que una cuerda horizontal se encuen-tra tensa y que el módulo de la tensión es 40 N. Un pulso se genera en la cuerda y la recorre completamente en 0,5 s. Si la densidad lineal de la cuerda es 0,1 kg/m, determine su longitud.

A) 20 m B) 10 m C) 5 mD) 4 m E) 1 m

NIVEL AVANZADO

10. Se muestra el perfil de la onda generada en la cuerda luego de que el diapasón empezara a vibrar. Determine la frecuencia de la onda si la esfera es de 4 kg y la densidad lineal de la cuerda es 0,1 kg/m. (h es despreciable;g=10 m/s2).

20 cmh

A) 40 Hz B) 50 Hz C) 60 HzD) 100 Hz E) 80 Hz

11. Se observa que la partícula J, que pertenece a la cuerda, realiza 3 oscilaciones y la pertur-bación avanza 30 cm. Si la partícula A, a partir del instante mostrado, recorre 20 cm en 0,01 s, ¿qué módulo tiene la tensión en la cuerda?(mcuerda=0,1 kg/m)

J

10 cm

10 cm

A

v

A) 5 N B) 20 N C) 40 ND) 2,5 N E) 100 N

12. Debido al generador de ondas, la cuerda oscila en su tercer armónico. Si la frecuencia del generador es de 50 Hz, determine la rapidez de la onda incidente.

75 cm

generadorde ondas


Física

31

Hidrostática

NIVEL BÁSICO

1. Un buzo solo puede sumergirse hasta una pro-fundidad tal que la presión absoluta sea 3 ve-ces la presión atmosférica. Determine la pro-fundidad a la cual puede sumergirse.Datos: Patm=1,0×105 PaρH2O=1,0×103 kg/m3 y g=10 m/s2

A) 15 m B) 10 m C) 30 mD) 25 m E) 20 m

2. En el instante que se muestra, la lectura de la balanza es 200 N. Si se coloca el bloque de 40 kg sobre el émbolo (2), ¿cuánto será, ahora, la lectura de la balanza? Considere que los émbolos (1) y (2) son lisos de áreas 100 cm2 y 800 cm2. ( g=10 m/s2).

(1)(1)

gMM(2)

A) 280 N B) 240 N C) 250 ND) 225 N E) 300 N

3. Cuando el bloque se mantiene suspendido en el aire y en reposo, el dinamómetro indica 50 N. Luego se le sumerge lentamente hasta que queda sumergido totalmente en el agua y como consecuencia, se observa que la masa del agua desalojada es de 2 kg. Determine la relación entre la tensión inicial y final. Consi-dere que el bloque nunca toca el fondo del recipiente. ( g=10 m/s2).

A) 1 B) 5/3 C) 3/5D) 5/2 E) 1/3

NIVEL INTERMEDIO

4. El sistema que se muestra se encuentra en

equilibrio. Determine x. (Pgas=101,56 kPa;

ρHg=13,6 g/cm3; ρH2O=1 g/cm3; g=10 m/s2).

A) 0,01 m

gas

HgHg

H2O

1 cm

xB) 0,02 mC) 0,03 mD) 0,04 m E) 0,05 m

5. Si el agua y el aceite en el recipiente se en-cuentran en reposo, determine la presión del aire encerrado en el tubo, en kPa. ( g=10 m/s2; AB=50 cm; Patm=105 Pa; ρaceite=0,8 g/cm3).

aire

H2OH2O

20 cm53º

A

aceiteB

A) 102,3 B) 101 C) 103,2D) 102,2 E) 101,2

Física

32

6. En el gráfico que se muestra, el pistón liso A se-

para el aire y el líquido en reposo. Inicialmente

la presión del gas encerrado es 120 kPa y luego

de calentarlo su presión es 125 kPa. Determine

en cuántos newton se incrementa la tensión

en la cuerda, debido al calentamiento del gas.

Considere que el émbolo mayor es liso y de

área 0,04 m2.

A) 100

Agas

B) 200

C) 50

D) 1000

E) 400

7. Una balsa rectangular tiene una longitud de

2 m de largo, 1,2 m de ancho y una profundidad

de 0,2 m. Si la balsa tiene una masa de 200 kg

y flota en un lago, ¿hasta cuántas personas de

80 kg de masa cada una pueden estar en la

balsa sin que esta se sumerja totalmente?

(ρH2O=1 g/cm3; g=10 m/s2)

A) 1 B) 2 C) 3

D) 4 E) 5

8. La esfera de volumen 5,2×10– 3 m3 está sumer-

gida en agua hasta la mitad de su volumen. El

bloque tiene un volumen de 0,2×10– 3 m3 y

tiene una densidad de 8000 kg/m3. Si el siste-

ma está en equilibrio mecánico, determine

la masa de la esfera y la tensión en la cuerda.

( g=10 m/s2)

g

A) 1 kg; 10 NB) 0,8 kg; 12 NC) 0,6 kg; 14 ND) 1,6 kg; 12 NE) 1,2 kg; 14 N

NIVEL AVANZADO

9. En el gráfico que se muestra, el sistema está en equilibrio. Si la fuerza F

se incrementa

en 60 N, ¿en cuántos newton se incrementa la fuerza que ejerce el émbolo (2) al bloque B? Considere émbolos lisos y barra de masa despreciable. (A2=15 A1).

F

(1)

(2)BB

2

A) 1800 B) 1200 C) 900

D) 1600 E) 600

Física

33

10. Se muestra un bloque cúbico de 40 cm de lado, sumergido en agua hasta la mitad de su volumen total, tal como se muestra. Si C.G. es el centro de gravedad del bloque, determine su masa. ( g=10 m/s2; =10 cm).

g

C. G.C. G.


11. La barra homogénea está en reposo como se indica. ¿Qué densidad tiene en kg/m3?(ρaceite=800 kg/m3)

a

3a

aceiteaceite

A) 400B) 500 C) 600D) 750 E) 800

12. Una esfera se deja en libertad en la posición mostrada. Si esta asciende y llega a la super-ficie libre del agua con rapidez de 2 m/s, des-preciando el rozamiento con el agua, calcule su densidad en kg/m3.

( g=10 m/s2; ρH2O=1 g/cm3)

g

H2OH2O

v0=0v0=0

2,4 m

1,6 m

A) 800B) 600C) 400D) 500E) 900

Física

34

Electrostática I

NIVEL BÁSICO

1. Sobre la superficie de una esfera de metal neu-tra incide luz, originando el desprendimiento de 5×1013 electrones. ¿Con qué cantidad de carga queda electrizada la esfera?

A) +2 mC B) – 4 mC C) – 6 mCD) +8 mC E) –10 mC

2. Una esfera metálica se encuentra electrizada con 10 mC. Si gana 1014 electrones, calcule su nueva cantidad de carga eléctrica.

A) 26 mC B) 6 mC C) 10 mCD) – 6 mC E) –10 mC

3. Se tienen dos esferas metálicas idénticas elec-trizadas con q1=– 8×10– 5 C y q2=+10– 4 C, res-pectivamente. Si las esferas se ponen en con-tacto y luego se separan, determine el módulo de la fuerza electrostática entre ellas cuando estén separadas 60 cm entre sí.

A) 1 N B) 1,5 N C) 2,5 ND) 3 N E) 4 N

4. Dos partículas electrizadas se repelen entre sí con una fuerza F. Si la cantidad de carga de una de las partículas se duplica y también se aumenta al doble la distancia entre ellas, ¿cuál es la nueva fuerza de repulsión?

A) F B) F/4 C) F/2D) F/3 E) F/6

NIVEL INTERMEDIO

5. Para la configuración de partículas electrizadas

que se muestra, ¿cuál es el módulo de la fuerza

electrostática sobre la partícula (1)?

(q1=q2=5×10– 8 C; q3=– q1)10 cm 10 cm

(1) (2) (3)

A) 32,25 mN B) 68,75 mN C) 125,25 mND) 1,69 mN E) 180,45 mN

6. Determine el módulo de la tensión en la cuer-da aislante. La esfera suspendida de 900 g se halla en equilibrio.( g=10 m/s2; q=1 mC)

A) 0,9 N

10 cm

– q

qB) 1,8 N C) 9,9 ND) 8,1 N E) 5,4 N

7. El gráfico muestra dos esfera pequeñas electri-zadas (q=10– 4 C), separadas 1 m. Determine la masa del bloque si se sabe que se encuentra a punto de deslizar. Desprecie la masa de las esferas. (ms=0,5; g=10 m/s2).

q

– q

µSMM


8. Si la partícula q2 está en equilibrio, determine su masa. (q1=–1 mC; q2=1 mC; q3=4 mC; g=10 m/s2).

A) 2 g q1

q2

q3

3 m

2 m

B) 1 gC) 3 gD) 4 g E) 5 g

Física

35

9. Tres partículas fijas se disponen tal como se muestra. Determine la fuerza eléctrica resul-tante sobre q2.

q2=1 µC

q3=– 16 µCq1=9 µC

40 cm

53º

A) 12

2 N B) 35

2 N C) 47

2 N

D) 59

2 N E) 910

2 N

NIVEL AVANZADO

10. El bloque de masa m tiene incrustada una par-tícula con una cantidad de carga +q. Determi-ne la menor distancia d que permita mante-ner al bloque en equilibrio. (ms: coeficiente de rozamiento estático). Desprecie la masa de la partícula incrustada en el bloque.

g

µS+Q

d

A) KqQmsµ g

B) µsmKqQ

g C)

KqQmsµ g

D) 2KqQmg

E) µsmKqQ

g2

11. A continuación, se muestran dos esferas idén-ticas y electrizadas con q=3 mC, estas se en-cuentran suspendidas por hilos aislantes idén-ticos de 50 cm de longitud. ¿Cuál es la masa de cada esfera que define su equilibrio mecá-nico? ( g=10 m/s2).

37º 37º

q q

g

A) 12 g B) 17 g C) 30 gD) 27 g E) 32 g

12. El sistema que se muestra está en reposo. ¿Qué valor debe tener Q para que la partícula q esté en equilibrio?Considere m=40 g; q=5 mC.

+Q+Q

m +q

30 3 cm

30º 30º

A) 0,5 mC B) 0,75 mC C) 0,6 mCD) 0,1 mC E) 0,8 mC

Física

36

Electrostática II

NIVEL BÁSICO

1. Si la intensidad de campo eléctrico en P tiene un módulo de 36×105 N/C, determine q1.

30 cm 40 cm

Pq1 q=– 32 µC

A) 2 mC B) 6 mC C) 8 mCD) 12 mC E) 16 mC

2. Se tienen dos partículas electrizadas con +qy – 4 q, respectivamente. Determine el módulo de la intensidad de campo eléctrico resultante en P. (q=1 mC; a=1 m).

P+q – 4q

a 2a

A) 1,2×105 N/CB) 1,4×104 N/CC) 1,6×105 N/CD) 1,6×104 N/CE) 1,8×104 N/C

3. Determine la lectura del dinamómetro si la esfera electrizada con +0,2 mC y de 12 kg se encuentra en reposo e inmersa en un campo eléctrico homogéneo de intensidad 5×105 N/C.

A) 5 N

E

B) 10 N

C) 15 N

D) 20 N

E) 25 N

NIVEL INTERMEDIO

4. Determine la intensidad de campo en P de-bido al sistema de partículas electrizadas. (Q=25×10– 6 C)

1 m

P

1 m

– Q+ Q1 m

A) 125 kN/C (→)B) 225 kN/C (→)C) 125 kN/C (←)D) 225 kN/C ()E) 225 kN/C (↓)

5. Si en P la intensidad de campo eléctrico es ho-rizontal, determine q.

A) – 75 mC

+54 µCq

P

37º

B) +40 mC

C) – 250 mC

D) +25 mC

E) – 50 mC

6. Si el módulo de la intensidad de campo eléctrico en el punto medio (M) entre las partículas es 5×105 N/C vertical y hacia abajo, calcule a qué distancia de la partícula (1) la intensidad del campo eléctrico es nulo. (q=+1 mC).

A) 0,9 m q

(1)

0,6 m M

B) 1,8 m

C) 0,3 m

D) 0,6 m

E) 1,2 m

Física

37

7. La partícula de 200 g y electrizada con q se mantiene en reposo en una región donde se ha establecido un campo eléctrico homogé-neo. Si el hilo que la sostiene es aislante, de-termine q. (g=10 m/s2).

g

q

37ºE=105 N/C

A) – 5 mC B) –10 mC C) – 30 mCD) –15 mC E) – 20 mC

8. Si la intensidad del campo eléctrico del siste-ma conformado por la partícula q1 y q2 en ptiene la dirección mostrada determine q2/q1.

A) –1/2

53º

q1

q2

L

E

L

L P

B) – 2/5

C) – 3/4

D) 5/6

E) 8/3

9. A continuación, se muestra una pequeña es-fera electrizada con q=1 mC en el interior de un campo eléctrico homogéneo E=100 kN/C. ¿Cuál es la tensión en la cuerda aislante?

30º

60º

E

g

A) 0,1 N B) 0,2 N C) 0,3 N

D) 0,4 N E) 0 1 3, N

NIVEL AVANZADO

10. El bloque de 2 kg está a punto de resbalar. Si él tiene incrustado una partícula electrizada con +2 mC y de masa despreciable, determine el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano inclinado. Considere que las líneas de fuerza son perpendiculares al plano inclinado. ( g=10 m/s2)

A) 0,5

+q

E=107 N/C

53º53º

B) 0,4 C) 0,3D) 0,2 E) 0,7

11. Una partícula electrizada con 1 mC se en-cuentra incrustada en un bloque de madera de masa 0,6 kg. Determine cuánto recorre el bloque sobre la superficie lisa 4 s después de soltado si en esta región se ha establecido un campo homogéneo. Desprecie la masa de la partícula.

A) 2 m E=3×105 N/C

v=0q

B) 3 m C) 4 mD) 6 m E) 8 m

12. La esfera electrizada con 2 mC y 4 kg de masa es soltada en A. Determine la rapidez que ten-drá cuando pase por B. ( g=10 m/s2).

AA

E=4×107 N/C

liso y aislante3 m

4 m

BB


5

Práctica por Niveles

NIVEL BÁSICO

1. Determine el potencial eléctrico en el punto Bsi el módulo de la intensidad de campo eléctri-co en el punto A es 2 kN/C. (d=0,5 m).

A) 500 V A

B

Q+

+++

+

d

2d

B) 2000 V

C) 400 V

D) 600 V

E) 1000 V

2. Determine q si el potencial eléctrico en el pun-to P es 36×105 V.

q qP

20 cm 20 cm

A) 20 mC B) – 20 mC C) +40 mCD) – 40 mC E) +60 mC

3. Se muestran cinco partículas electrizadas en los vértices de un hexágono regular. ¿Cuál debe ser el valor de Q para que el potencial eléctrico en el vértice libre sea nulo?

A) +6 mC – q

+q– 4 µC

+8 µC

QB) – 6 mC

C) +8 mC

D) – 8 mC

E) +9 mC

4. En la gráfica se muestra cómo varía el poten-cial eléctrico asociado a una partícula asocia-da fija sobre el eje X. Determine el potencial eléctrico en x=+1 m.

18

– 0,5 0X(m)

V(kV)

A) 2 kV B) 3 kV C) 6 kVD) 9 kV E) 12 kV

5. Dos esferas metálicas pequeñas e idénticas están electrizadas con 60 mC y – 40 mC, res-pectivamente. Si las esferas se ponen en con-tacto y luego se separan hasta quedar a 120 cm entre sí, determine el potencial eléctrico en el punto medio del segmento que las une.


NIVEL INTERMEDIO

6. En la figura se muestra una partícula electri-zada fija con Q=40 mC. Determine el trabajo realizado por un agente externo al trasladar lentamente una partícula con q0=10 mC desde un lugar lejano a Q hasta el punto P.

PQ

20 cm

A) +30 J B) – 20 J C) +20 JD) +18 J E) – 18 J

7. Determine el trabajo realizado por el campo eléctrico al trasladar una partícula electrizada con q0=80 mC del punto M hasta el punto N. VM=100 kV

N+Q

4a

q0

aM

A) 2 J B) 4 J C) 6 JD) 8 J E) 9 J

38

FísicaElectrostática III

5


NIVEL BÁSICO

1. Determine el potencial eléctrico en el punto B si el módulo de la intensidad de campo eléctri-co en el punto A es 2 kN/C. (d=0,5 m).

A) 500 V A

B

Q+

+++

+

d

2d

B) 2000 V

C) 400 V

D) 600 V

E) 1000 V

2. Determine q si el potencial eléctrico en el pun-to P es 36×105 V.

q qP

20 cm 20 cm

A) 20 mC B) – 20 mC C) +40 mCD) – 40 mC E) +60 mC

3. Se muestran cinco partículas electrizadas en los vértices de un hexágono regular. ¿Cuál debe ser el valor de Q para que el potencial eléctrico en el vértice libre sea nulo?

A) +6 mC – q

+q– 4 µC

+8 µC

QB) – 6 mC

C) +8 mC

D) – 8 mC

E) +9 mC

4. En la gráfica se muestra cómo varía el poten-cial eléctrico asociado a una partícula asocia-da fija sobre el eje X. Determine el potencial eléctrico en x=+1 m.

18

– 0,5 0X(m)

V(kV)


5. Dos esferas metálicas pequeñas e idénticas están electrizadas con 60 mC y – 40 mC, res-pectivamente. Si las esferas se ponen en con-tacto y luego se separan hasta quedar a 120 cm entre sí, determine el potencial eléctrico en el punto medio del segmento que las une.


NIVEL INTERMEDIO

6. En la figura se muestra una partícula electri-zada fija con Q=40 mC. Determine el trabajo realizado por un agente externo al trasladar lentamente una partícula con q0=10 mC desde un lugar lejano a Q hasta el punto P.

PQ

20 cm

A) +30 J B) – 20 J C) +20 JD) +18 J E) – 18 J

7. Determine el trabajo realizado por el campo eléctrico al trasladar una partícula electrizada con q0=80 mC del punto M hasta el punto N. VM=100 kV

N+Q

4a

q0

aM

A) 2 J B) 4 J C) 6 JD) 8 J E) 9 J

6

Academia ADUNI Material Didáctico N.o 4

8. Se tienen tres superficies equipotenciales aso-ciadas a una partícula electrizada con +Q. De-termine el valor de Q y la diferencia de poten-cial eléctrico de Va – Vb.

A) 1 mC; 5 kV

30 kV

r=30 cm

Q

b

3r

2r a

B) 1 mC; 10 kV

C) 2 mC; 15 kV

D) 2 mC; 20 kV

E) 3 mC; 5 kV

9. Si el potencial eléctrico en A es 80 V, ¿qué can-tidad de trabajo desarrollaría la fuerza del cam-po eléctrico sobre una partícula electrizada con q=2 mC cuando es llevada de A hacia B?

A) 0,36 J

AQ

R B+

4RB) 0,32 J

C) 0,18 J

D) 0,12 J

E) 0,6 J

NIVEL AVANZADO

10. Una partícula (q=+3 mC) es trasladada desde A hasta B en forma lenta, tal como se indica. Determine la cantidad de trabajo que realiza el agente externo desde A hasta B. Desprecie efectos gravitatorios.

+Q

30 kV

3R

RA

B

q

A) – 30 mJ B) 30 mJ C) – 60 mJD) 20 mJ E) 60 mJ

11. Si tenemos un campo eléctrico uniforme cuya intensidad es de módulo 5 kN/C, determine el potencial eléctrico en B. Considere que VA=500 V.

A

B

37º

10 cm

E

A) 50 V B) 100 V C) 200 VD) 300 V E) 500 V

12. Una partícula electrizada con 2 mC es despla-zada en el interior de un campo eléctrico ho-mogéneo, tal como se muestra. Determine el trabajo del campo eléctrico desde A hasta B.

A

B

q

x

2x

4000 V3000 V

E

A) 6 mJ B) – 6 mJ C) 12 mJD) 1 mJ E) – 3 mJ

Física

39

10


NIVEL BÁSICO

1. Si por el filamento de un foco de una linterna circulan 200 mA de corriente eléctrica, deter-mine el número de electrones que pasa por la sección transversal del filamento en un minuto.

A) 125×1015

B) 75×1018

C) 20×1020

D) 7,5×1020

E) 25×1018

2. Por un conductor pasa una corriente de inten-sidad 1 A. ¿Cuántos electrones pasan en 4 s por la sección transversal del conductor?

A) 225×1016

B) 625×1016

C) 475×1016

D) 25×1018

E) 225×1014

NIVEL INTERMEDIO

3. A través de un conductor la corriente varía con el tiempo tal como lo muestra la gráfica. Deter-mine la cantidad de carga que pasa por la sec-ción transversal del conductor entre [0; 4] ms.

24

80t(ms)

I(mA)


4. La relación de la resistencia eléctrica de dos conductores metálicos es de uno a dos, pero la longitud del primero es el doble que la del segundo y el área de la sección transversal del segundo es cuatro veces la del primero. Deter-mine en qué relación están sus resistividades eléctricas.

A) 1/16 B) 1/8 C) 1/4D) 1/2 E) 2/3

5. Se muestran dos conductores, de modo que la resistencia eléctrica del conductor (1) es 40 W. Determine la resistencia eléctrica del conduc-tor (2) si este, respecto al conductor (1), pre-senta la cuarta parte de su área transversal, la mitad de su resistividad eléctrica, pero el do-ble de su longitud.

(1)

(2)

A) 100 W B) 120 W C) 140 WD) 160 W E) 130 W

6. La resistencia eléctrica de un lingote cilíndrico de un material es 50 W. Dicho material es so-metido a un proceso laminado, que lo alarga hasta una longitud de 40 veces su valor inicial, además mantiene su forma cilíndrica. Para esta nueva situación, determine su resistencia eléctrica.

A) 80 kW B) 40 kW C) 2 kWD) 4 kW E) 8 kW

7. Un resistor, conectado a una fuente de voltaje V0,soporta una corriente eléctrica de 1 A. Si el voltaje de la fuente se incrementa en 80 V, la in-tensidad de corriente en el resistor aumenta en 5 A. Determine la resistencia eléctrica del resistor.

A) 10 W B) 12 W C) 16 WD) 20 W E) 25 W

11

Semestral San Marcos - áreas ADE Física

8. Se lleva a cabo un experimento utilizando foco con distintas fuentes de voltaje, de manera que se obtiene el siguiente gráfico.

V(V)

I(A)

3,6

0,120

Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) según corresponda.

I. La resistencia eléctrica del foco es de 30 W. II. Cuando la fuente tiene un voltaje de 7 V, la

intensidad de corriente eléctrica a través del foco es 0,28 A.

III. Para una fuente de 10,8 V, la resistencia eléctrica del foco es 90 W.

A) VFV B) FFF C) VVFD) VFF E) FFV

NIVEL AVANZADO

9. Una varilla de grafito tiene una longitud de 1 m y una sección recta uniforme y cuadrada de 10 – 3 m de lado. Si se mantiene una diferencia de potencial de 3×10 – 2 V entre sus extremos, determine la intensidad de corriente que cir-cula por la varilla. (rgrafito=3×10 – 8 Wm).

A) 0,5 A B) 0,8 A C) 0,9 AD) 1 A E) 1,2 A

10. Se tiene un conductor de cobre en forma ci-líndrica de 157 m de longitud y 5 cm de radio. Cuando se aplica a sus extremos un voltaje de 0,688 mV, ¿cuánto es la intensidad de corriente eléctrica en el conductor?

(rcu=1,72×10 – 8 W×m; p=3,14)

A) 0,1 A B) 4 A C) 0,4 AD) 0,2 A E) 2 A

11. En el circuito mostrado se tiene un reostato cuya resistencia eléctrica varía según la gráfica adjunta. Cuando el cursor se ubica en x=0, la intensidad de corriente en el circuito es 5 A; y cuando se ubica en x=+5 cm, la intensidad de corriente es el doble que cuando se ubica en x=+15 cm. Determine la resistencia eléctrica del reostato cuando el cursor se ubica en x=+10 cm. (Lreostato=20 cm).

cursor

x=0

40 V

X

A) 18 W B) 4 W C) 16 WD) 8 W E) 12 W

12. Dos alambres conductores del mismo material se conectan a una fuente del mismo voltaje. Determine la relación entre las intensidades de corriente (I1/I2) por los alambres.

ε 3ε 2

I1

I2

A 3A

A) 1/3 B) 3/2 C) 2/3D) 1/2 E) 2/9

40

FísicaElectrodinámica I

10


NIVEL BÁSICO

1. Si por el filamento de un foco de una linterna circulan 200 mA de corriente eléctrica, deter-mine el número de electrones que pasa por la sección transversal del filamento en un minuto.

A) 125×1015

B) 75×1018

C) 20×1020

D) 7,5×1020

E) 25×1018

2. Por un conductor pasa una corriente de inten-sidad 1 A. ¿Cuántos electrones pasan en 4 s por la sección transversal del conductor?

A) 225×1016

B) 625×1016

C) 475×1016

D) 25×1018

E) 225×1014

NIVEL INTERMEDIO

3. A través de un conductor la corriente varía con el tiempo tal como lo muestra la gráfica. Deter-mine la cantidad de carga que pasa por la sec-ción transversal del conductor entre [0; 4] ms.

24

80t(ms)

I(mA)


4. La relación de la resistencia eléctrica de dos conductores metálicos es de uno a dos, pero la longitud del primero es el doble que la del segundo y el área de la sección transversal del segundo es cuatro veces la del primero. Deter-mine en qué relación están sus resistividades eléctricas.

A) 1/16 B) 1/8 C) 1/4D) 1/2 E) 2/3

5. Se muestran dos conductores, de modo que la resistencia eléctrica del conductor (1) es 40 W. Determine la resistencia eléctrica del conduc-tor (2) si este, respecto al conductor (1), pre-senta la cuarta parte de su área transversal, la mitad de su resistividad eléctrica, pero el do-ble de su longitud.

(1)

(2)

A) 100 W B) 120 W C) 140 WD) 160 W E) 130 W

6. La resistencia eléctrica de un lingote cilíndrico de un material es 50 W. Dicho material es so-metido a un proceso laminado, que lo alarga hasta una longitud de 40 veces su valor inicial, además mantiene su forma cilíndrica. Para esta nueva situación, determine su resistencia eléctrica.

A) 80 kW B) 40 kW C) 2 kWD) 4 kW E) 8 kW

7. Un resistor, conectado a una fuente de voltaje V0,soporta una corriente eléctrica de 1 A. Si el voltaje de la fuente se incrementa en 80 V, la in-tensidad de corriente en el resistor aumenta en 5 A. Determine la resistencia eléctrica del resistor.

A) 10 W B) 12 W C) 16 WD) 20 W E) 25 W

11


8. Se lleva a cabo un experimento utilizando foco con distintas fuentes de voltaje, de manera que se obtiene el siguiente gráfico.

V(V)

I(A)

3,6

0,120

Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) según corresponda.I. La resistencia eléctrica del foco es de 30 W.II. Cuando la fuente tiene un voltaje de 7 V, la

intensidad de corriente eléctrica a través del foco es 0,28 A.

III. Para una fuente de 10,8 V, la resistencia eléctrica del foco es 90 W.

A) VFV B) FFF C) VVFD) VFF E) FFV

NIVEL AVANZADO

9. Una varilla de grafito tiene una longitud de 1 m y una sección recta uniforme y cuadrada de 10 – 3 m de lado. Si se mantiene una diferencia de potencial de 3×10 – 2 V entre sus extremos, determine la intensidad de corriente que cir-cula por la varilla. (rgrafito=3×10 – 8 Wm).

A) 0,5 A B) 0,8 A C) 0,9 AD) 1 A E) 1,2 A

10. Se tiene un conductor de cobre en forma ci-líndrica de 157 m de longitud y 5 cm de radio. Cuando se aplica a sus extremos un voltaje de 0,688 mV, ¿cuánto es la intensidad de corriente eléctrica en el conductor?(rcu=1,72×10 – 8 W×m; p=3,14)

A) 0,1 A B) 4 A C) 0,4 AD) 0,2 A E) 2 A

11. En el circuito mostrado se tiene un reostato cuya resistencia eléctrica varía según la gráfica adjunta. Cuando el cursor se ubica en x=0, la intensidad de corriente en el circuito es 5 A; y cuando se ubica en x=+5 cm, la intensidad de corriente es el doble que cuando se ubica en x=+15 cm. Determine la resistencia eléctrica del reostato cuando el cursor se ubica en x=+10 cm. (Lreostato=20 cm).

cursor

x=0

40 V

X

A) 18 W B) 4 W C) 16 WD) 8 W E) 12 W

12. Dos alambres conductores del mismo material se conectan a una fuente del mismo voltaje. Determine la relación entre las intensidades de corriente (I1/I2) por los alambres.

ε 3ε 2

I1

I2

A 3A

A) 1/3 B) 3/2 C) 2/3D) 1/2 E) 2/9

Física

41

15


NIVEL BÁSICO

1. En el gráfico se muestran tres conductores con la misma resistividad r, donde el área trans-versal del conductor B es el doble que la de los otros dos conductores. Si la longitud del conductor A es la cuarta parte que la del conductor B, y la longitud del conductor C es el triple que el conductor A, ¿cuál es la re-sistencia equivalente del sistema?

AA

L

(B)(B)(A)(A) (C)(C)

A) 34rLA

B) 32rL rLA

C) 52A

D) rLA4

E) rLA2

2. Determine la resistencia equivalente entre puntos a y b.

b5 Ω

3 Ω6 Ω

4 Ω

4 Ω

1 Ω

a

A) 2 W B) 2,5 W C) 3 WD) 4,5 W E) 5 W

3. En la conexión de resistores que se muestra, la resistencia equivalente entre a y b es 2 W. ¿Cuál es el valor de Rx? (R=2 W).

Rx

4R

4RR

a

b

A) 1 W B) 2 W C) 3 WD) 4 W E) 5 W

NIVEL INTERMEDIO

4. Calcule la resistencia eléctrica equivalente en-tre los bornes A y B.

2 Ω

12 Ω3 Ω

1 Ω

5 Ω

8 Ω2 Ω

5 Ω

1 Ω

A

B

A) 4 W B) 5 W C) 6 WD) 7 W E) 15 W

5. Determine la resistencia equivalente entre A y B.

3 Ω 3 Ω 3 Ω 3 Ω

6 Ω

A B

A) 1 W B) 2 W C) 3 WD) 4 W E) 5 W

42

FísicaElectrodinámica II

15


NIVEL BÁSICO

1. En el gráfico se muestran tres conductores con la misma resistividad r, donde el área trans-versal del conductor B es el doble que la de los otros dos conductores. Si la longitud del conductor A es la cuarta parte que la del con-ductor B, y la longitud del conductor C es el tri-ple que el conductor A, ¿cuál es la resistencia equivalente del sistema?

AA

L

(B)(B)(A)(A) (C)(C)

A) 34rLA

B) 32rLA

C) 52rLA

D) rLA4

E) rLA2

2. Determine la resistencia equivalente entre puntos a y b.

b5 Ω

3 Ω6 Ω

4 Ω

4 Ω

1 Ω

a

A) 2 W B) 2,5 W C) 3 WD) 4,5 W E) 5 W

3. En la conexión de resistores que se muestra, la resistencia equivalente entre a y b es 2 W. ¿Cuál es el valor de Rx? (R=2 W).

Rx

4R

4RR

a

b

A) 1 W B) 2 W C) 3 WD) 4 W E) 5 W

NIVEL INTERMEDIO

4. Calcule la resistencia eléctrica equivalente en-tre los bornes A y B.

2 Ω

12 Ω3 Ω

1 Ω

5 Ω

8 Ω2 Ω

5 Ω

1 Ω

A

B

A) 4 W B) 5 W C) 6 WD) 7 W E) 15 W

5. Determine la resistencia equivalente entre A y B.

3 Ω 3 Ω 3 Ω 3 Ω

6 Ω

A B

A) 1 W B) 2 W C) 3 WD) 4 W E) 5 W

16


6. En el circuito que se muestra, determine e.

1 A

ε

2 Ω

8 Ω

3 Ω

18 V

A) 52 V B) 34 V C) 39 VD) 45 V E) 41 V

7. En el circuito que se muestra, determine la in-tensidad de corriente que pasa por la fuente de 10 V.

2 V

3 V

10 V

7 Ω

2 Ω

A) 1 AB) 3 AC) 4 AD) 2,5 AE) 5 A

8. En el circuito mostrado, determine la lectura del voltímetro ideal.

8 V

3 V

2 Ω 3 Ω

A

B

V

+ –

+ –

A) 4 V B) 3 V C) 8 VD) 5 V E) 6 V

9. En el circuito eléctrico que se muestra, deter-mine la lectura del amperímetro ideal.

8 V

4 V

16 V 4 Ω

3 Ω

A

A) 1 A B) 2,5 A C) 3 AD) 4 A E) 7 A

NIVEL AVANZADO

10. Determine la lectura del amperímetro ideal.

20 V

40 V

30 Ω 10 Ω

20 Ω

A

A) 9 A B) 6 A C) 4 AD) 8 A E) 2 A

Física

43

17


11. En el circuito mostrado, determine la lectura del amperímetro y voltímetro, ambos ideales.

V

AA

25 V

15 V

2 Ω

8 Ω

A) 2 A; 16 V B) 4 A; 16 V C) 4 A; 32 VD) 2 A; 32 V E) 10 A; 40 V

12. En el circuito mostrado, determine la lectura de los amperímetros ideales A1 y A2, respec-tivamente.

12 V

2 Ω

3 Ω

2 Ω

A1

A2

A) 10 A; 10 AB) 12 A; 10 AC) 10 A; 8 AD) 8 A; 12 AE) 5 A; 12 A

Física

44

17


11. En el circuito mostrado, determine la lectura del amperímetro y voltímetro, ambos ideales.

V

AA

25 V

15 V

2 Ω

8 Ω

A) 2 A; 16 V B) 4 A; 16 V C) 4 A; 32 VD) 2 A; 32 V E) 10 A; 40 V

12. En el circuito mostrado, determine la lectura de los amperímetros ideales A1 y A2, respec-tivamente.

12 V

2 Ω

3 Ω

2 Ω

A1

A2

A) 10 A; 10 AB) 12 A; 10 AC) 10 A; 8 AD) 8 A; 12 AE) 5 A; 12 A

20


NIVEL BÁSICO

1. Determine el módulo de la inducción magné-tica en P, situado a 50 cm del punto A del con-ductor de gran longitud por el que pasa una corriente de 10 A.

A

53º

P

A) 5 mT B) 3 mT C) 4 mTD) 2 mT E) 6 mT

2. En el gráfico se muestra la sección transversal de un conductor de gran longitud que trans-porta cierta corriente. Si el módulo de la induc-ción magnética en A es 120 mT, determine el módulo de la inducción magnética en P.

2 cm

I6 cm

A

P


3. Dos conductores rectos, paralelos y de gran longitud están separados 20 cm y transportan corriente eléctrica en sentidos contrarios y de intensidades 10 A y 30 A. ¿A qué distancia del conductor que transporta menor corriente la inducción magnética es nula?

A) 10 cm B) 15 cm C) 20 cmD) 25 cm E) 30 cm

NIVEL INTERMEDIO

4. Si por los conductores de gran longitud circula una corriente de 12 A, determine el módulo de la inducción magnética en el punto C.

3 cm C

4 cm

I

I


5. En la figura se muestra la sección transversal de 2 conductores muy largos que transportan corrientes de intensidad 6 A en direcciones opuestas. Determine el módulo de la inducción magnética total en el punto O.

53º

O

I1=6 A

I2=6 A

0,5 m

0,3 m


45

FísicaElectromagnetismo I

21


6. En los vértices de un cuadrado se encuentran conductores de gran longitud. Si colocamos una brújula en O, señale cuál es la posición aproximada que adopta al estar en reposo. Considere que la brújula se encuentra en el plano del cuadrado.

I I

I I

O

A) B) C)

D) E)

7. Si la inducción magnética resultante en el pun-to P es nula, determine la corriente eléctrica en el conductor (2). Considere conductores rectilíneos de gran longitud.

P(1) (2)

32 cm 8 cmI1=5 A

A) ; 1 A B) ; 2 A C) ; 0,5 AD) ; 1 A E) ; 2 A

8. Si el módulo de la inducción magnética resul-tante en el punto A, debido a los dos conduc-tores de gran longitud, es igual a 10×10 – 6 T, calcule el valor de la intensidad de corriente que circula por el conductor (1).

A

20 cm

50 cm I1=20 A

I1 (1)

A) 10 A B) 8 A C) 6 AD) 5 A E) 4 A

NIVEL AVANZADO

9. Se muestran las secciones transversales de tres conductores rectilíneos de gran longitud. Determine la inducción magnética total en el punto P. Considere que I es intensidad de co-rriente eléctrica.

4 I IP

4d d

2I

8d

A) µπ0

2Id

→( ) B) µπ0

4Id

( ) C) µπ0

8Id

←( )

D) µπ0

4Id

↑( ) E) µπ0

8Id

↓( )

10. Se muestra un conductor de gran longitud por el cual circula una intensidad de corriente I. Determine el módulo de la inducción magnéti-ca en el punto O.

O

I

A) m0 IR

B) µπ0

2IR

C) m04IR

D) m08IR

E) µπ0

4IR

Física

46

21


6. En los vértices de un cuadrado se encuentran conductores de gran longitud. Si colocamos una brújula en O, señale cuál es la posición aproximada que adopta al estar en reposo. Considere que la brújula se encuentra en el plano del cuadrado.

I I

I I

O

A) B) C)

D) E)

7. Si la inducción magnética resultante en el pun-to P es nula, determine la corriente eléctrica en el conductor (2). Considere conductores rectilíneos de gran longitud.

P(1) (2)

32 cm 8 cmI1=5 A

A) ; 1 A B) ; 2 A C) ; 0,5 AD) ; 1 A E) ; 2 A

8. Si el módulo de la inducción magnética resul-tante en el punto A, debido a los dos conduc-tores de gran longitud, es igual a 10×10 – 6 T, calcule el valor de la intensidad de corriente que circula por el conductor (1).

A

20 cm

50 cm I1=20 A

I1 (1)

A) 10 A B) 8 A C) 6 AD) 5 A E) 4 A

NIVEL AVANZADO

9. Se muestran las secciones transversales de tres conductores rectilíneos de gran longitud. Determine la inducción magnética total en el punto P. Considere que I es intensidad de co-rriente eléctrica.

4 I I

P4d d

2I

8d

A) µπ0

2Id

→( ) B) µπ0

4Id

( ) C) µπ0

8Id

←( )

D) µπ0

4Id

↑( ) E) µπ0

8Id

↓( )

10. Se muestra un conductor de gran longitud por el cual circula una intensidad de corriente I. Determine el módulo de la inducción magnéti-ca en el punto O.

O

I

A) m0 IR

B) µπ0

2IR

C) m04IR

D) m08IR

E) µπ0

4IR

22


11. Se muestra 2 conductores de gran longitud. Determine el módulo de la inducción magné-tica en el punto P.

2 m

2 I

2 m P

X

Y

Z

32

I=1,5 A

A) 0 15 2, Tm B) 0,15 mT C) 2 mT

D) 0,30 mT E) 0 30 2, Tm

12. Determine el módulo de la inducción magnéti-ca producto en P. (I=2 A).

P

I

I

R=50 cm

A) π2

1 10 7−

×

− T

B) 2(1+p)×10 – 7 T

C) 4×10 – 7 T

D) 2p×10 – 7 T

E) 4 12

10 7+ ×

π − T

Física

47

26


NIVEL BÁSICO

1. Indique en qué caso sobre la partícula electri-zada, la fuerza magnética FM, está mal repre-sentada.

A)

+q

B

FM v B)

+q

IFM

v

C)

B

FM

X

Y

Z

v– q

D)

B

FMv

– qE)

I

+q V

FM

2. A partir del gráfico, determine la fuerza mag-nética que experimenta la partícula electriza-da. (B=3 T; v=103 m/s; q=1 mC)

B

q

v

A) 3×10 – 3 N (↓)B) 4×10 – 3 N (→)C) 1,5×10 – 3 N (→)D) 3×10 – 3 N (↑)E) 4×10 – 3 N (←)

3. Una partícula electrizada con q=10 – 4 C es lanzada con una rapidez de 5×103 m/s, como se muestra, en una región donde el cam-po magnético es uniforme y de inducción B=8×10 – 6 T. Determine el valor de la fuerza magnética que experimenta la partícula en el instante mostrado.

Bv37º

A) 24×10 – 5 NB) 12×10 – 5 NC) 36×10 – 5 ND) 24×10 – 6 NE) 24×10 – 7 N

4. Para el instante mostrado, determine la fuerza magnética sobre la partícula electrizada. Con-sidere que q=2 mC; B=5 T y v=100 m/s.

B

q

v

XY

Z

A) 1 N ( – ) B) 1 N C) 1 N D) 1 N ( – ) E) 1 N k

NIVEL INTERMEDIO

5. El conductor mostrado transporta 0,2 A y es de gran longitud. Determine el módulo de la fuerza magnética que experimenta la partícula electrizada con 2 mC si su rapidez en ese instante es 100 m/s.

I

2 cm 30º

v=100 m/s

A) 0,2 nN B) 0,3 nN C) 0,4 nND) 0,8 nN E) 0,6 nN

48

FísicaElectromagnetismo II

26


NIVEL BÁSICO

1. Indique en qué caso sobre la partícula electri-zada, la fuerza magnética FM, está mal repre-sentada.

A)

+q

B

FM v B)

+q

IFM

v

C)

B

FM

X

Y

Z

v– q

D)

B

FMv

– q E)

I

+q V

FM

2. A partir del gráfico, determine la fuerza mag-nética que experimenta la partícula electriza-da. (B=3 T; v=103 m/s; q=1 mC)

B

q

v

A) 3×10 – 3 N (↓)B) 4×10 – 3 N (→)C) 1,5×10 – 3 N (→)D) 3×10 – 3 N (↑)E) 4×10 – 3 N (←)

3. Una partícula electrizada con q=10 – 4 C es lanzada con una rapidez de 5×103 m/s, como se muestra, en una región donde el cam-po magnético es uniforme y de inducción B=8×10 – 6 T. Determine el valor de la fuerza magnética que experimenta la partícula en el instante mostrado.

Bv37º

A) 24×10 – 5 NB) 12×10 – 5 NC) 36×10 – 5 ND) 24×10 – 6 NE) 24×10 – 7 N

4. Para el instante mostrado, determine la fuerza magnética sobre la partícula electrizada. Con-sidere que q=2 mC; B=5 T y v=100 m/s.

B

q

v

XY

Z

A) 1 N ( – ) B) 1 N C) 1 N D) 1 N ( – ) E) 1 N k

NIVEL INTERMEDIO

5. El conductor mostrado transporta 0,2 A y es de gran longitud. Determine el módulo de la fuerza magnética que experimenta la partícula electrizada con 2 mC si su rapidez en ese instante es 100 m/s.

I

2 cm 30º

v=100 m/s

A) 0,2 nN B) 0,3 nN C) 0,4 nND) 0,8 nN E) 0,6 nN

27


6. Una partícula de 0,4 g y electrizada con q= – 2 mC atraviesa horizontalmente el campo magnético homogéneo. Determine su rapidez. (g=10 m/s2)

gv

B=0,1 T


7. Una partícula de 13 g de masa y electrizada con +1 mC es lanzada con 60 m/s en una re-gión donde existe un campo eléctrico unifor-me de 100 N/C de intensidad y un campo mag-nético homogéneo de inducción B. Calcule el módulo de B para que la partícula experimen-te un MRU en esa región. (g=10 m/s2).

g

E

Bv

q+

(x)

A) 0,8 T B) 0,2 T C) 0,3 TD) 0,4 T E) 0,5 T

8. Se muestra un bloque que tiene incrustado una partícula con – 2 mC. Si el conjunto es de 0,3 kg, determine el módulo de la aceleración del bloque en el instante en que su rapidez es 100 m/s. Considere un campo magnético homogéneo de 3 T.

g=10 m/s2

B

µK=0,5

A) 5 m/s2 B) 6 m/s2 C) 7 m/s2

D) 4 m/s2 E) 3 m/s2

NIVEL AVANZADO

9. Una partícula electrizada con +2 mC y de 0,1 g de masa ingresa a un campo magnético ho-mogéneo. Determine el radio de curvatura de la trayectoria descrita. Desprecie efectos gra-vitatorios.

B=2 T10 m/s

A) 0,5 m B) 2 m C) 3 mD) 4 m E) 0,25 m

10. Determine la rapidez con la que debe ingresar un electrón perpendicularmente a un campo magnético homogéneo de inducción B=20 mT, para que describa una circunferencia de 9,1 cm de radio. (me – =9,1×10 – 31 kg).

A) 51×104 m/sB) 15×104 m/sC) 23×103 m/sD) 12×103 m/sE) 32×104 m/s

Física

49

28


11. Se muestra una partícula de 0,8 g y electrizada con – 1 mC, que experimenta MCU. Determine el módulo de la tensión si L=80 cm y v=10 m/s. Considere campo magnético homogéneo de 10 T y desprecie efectos gravitatorios.

B

L

v

O

A) 0,2 N B) 0,1 N C) 0,4 ND) 1 N E) 2 N

12. Se muestra una partícula que ingresa perpen-dicularmente a una región donde se estableció un campo magnético homogéneo. Determine a qué distancia de P sale de tal región. Despre-cie efectos gravitatorios y considere q= – 2 mC; v=10 m/s; B=10 T y m=20 g.

B

v

q

P

5 m

A) 5 m B) 10 m C) 5 2 mD) 5 3 m E) 6 m

Física

50

. . .

Semestral SM

MRU Y MRUV01 - b

02 - a

03 - c

04 - d

05 - d

06 - c

07 - c

08 - a

09 - d

10 - c

11 - c

12 - d

Caída libRe i

Caída libRe ii

estátiCa i

estátiCa ii

01 - E

02 - D

03 - B

04 - B

05 - A

06 - D

07 - C

08 - D

09 - E

10 - A

11 - C

12 - D

01 - b

02 - D

03 - C

04 - D

05 - D

06 - A

07 - b

08 - C

09 - E

10 - D

11 - b

12 - E

01 - d

02 - d

03 - d

04 - e

05 - *

06 - e

07 - a

08 - c

09 - c

10 - b

11 - b

12 - b

01 - c

02 - c

03 - d

04 - b

05 - b

06 - b

07 - e

08 - e

09 - b

10 - d

11 - d

12 - d

Semestral SM ADE

Estática iii

01 - c

02 - c

03 - a

04 - b

05 - c

06 - e

07 - e

08 - d

09 - a

10 - b

11 - e

12 - c

Dinámica rEctilínEa

trabajo mEcánico

EnErgía mEcánica

mas y PénDulo simPlE

01 - d

02 - a

03 - e

04 - b

05 - b

06 - e

07 - d

08 - d

09 - d

10 - c

11 - e

12 - b

01 - a

02 - d

03 - e

04 - b

05 - a

06 - d

07 - d

08 - c

09 - b

10 - b

11 - b

12 - d

01 - c

02 - d

03 - b

04 - b

05 - d

06 - e

07 - c

08 - e

09 - a

10 - e

11 - a

12 - d

01 - b

02 - e

03 - c

04 - d

05 - c

06 - e

07 - a

08 - d

09 - e

10 - d

11 - c

12 - b

Semestral SM ADE

Ondas mecánicas

01 - B

02 - C

03 - A

04 - C

05 - D

06 - B

07 - D

08 - D

09 - B

10 - B

11 - C

12 - D

HidrOstática

01 - e

02 - c

03 - b

04 - b

05 - e

06 - b

07 - c

08 - e

09 - a

10 - e

11 - d

12 - a

electrOstática ii01 - C

02 - E

03 - D

04 - B

05 - C

06 - E

07 - D

08 - C

09 - E

10 - A

11 - C

12 - C

electrOstática i01 - D

02 - D

03 - C

04 - C

05 - D

06 - C

07 - E

08 - B

09 - E

10 - C

11 - C

12 - E

Semestral SM ADE

ElEctrostática iii01 - A

02 - C

03 - D

04 - C

05 - C

06 - D

07 - C

08 - A

09 - D

10 - *

11 - B

12 - B

ElEctrodinámica i01 - B

02 - D

03 - B

04 - A

05 - D

06 - A

07 - C

08 - D

09 - D

10 - E

11 - C

12 - E

ElEctromagnEtismo i01 - A

02 - D

03 - A

04 - C

05 - C

06 - D

07 - A

08 - C

09 - C

10 - D

11 - A

12 - E

ElEctromagnEtismo ii01 - D

02 - D

03 - E

04 - C

05 - C

06 - C

07 - E

08 - B

09 - E

10 - E

11 - A

12 - D

ElEctrodinámica ii01 - B

02 - B

03 - C

04 - D

05 - B

06 - E

07 - E

08 - D

09 - A

10 - B

11 - C

12 - A

Física Completo - Semestral Aduni 2015

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