PRUEBA DE FÍSICA FÍSICA - Escuela Gauss · Un estudiante quiere analizar el movimiento de un...

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FÍSI

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Física tomada de la página www.icfes.gov.co

PRUEBA DE FÍSICA

mejor saberfec s

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Con el surgimiento de la mecánica newtoniana, las preguntas más significativas son: ¿respecto a quién o qué se mueve el cuerpo? ¿Por qué cambia su movimiento? ¿Es una característica intrínseca de los cuerpos? En este componente se ve claramente el carácter direccional de algunas de las magnitudes físicas involucradas en el análisis del movimiento de un cuerpo (posición, cantidad de movimiento y fuerza), lo que implica el necesario establecimiento de un sistema de referencia, así como también señala las maneras de ilustrarlas gráficamente. Se establece un sistema de referencia respecto al cual se deben caracterizar las magnitudes que lo describen, es decir, su posición, velocidad, cantidad de movimiento, aceleración y energía.

El problema que le concierne a la termodinámica puede ser presentado de muy variadas maneras. Su asunto fundamental es predecir el estado de equilibrio termodinámico de un sistema después de levantar una ligadura interna, aunque en términos menos complejos puede afirmarse que el problema de la termodinámica tiene que ver principalmente con las relaciones entre energía interna, temperatura, volumen, presión y número de partículas de un sistema.

Para un evento ondulatorio se establece un sistema de referencia y se describe en términos de velocidad de fase, fase, frecuencia, amplitud de la onda y el valor de la ecuación de onda para un instante o punto determinado. Hace referencia a las interacciones onda-partícula y onda-onda, de tal manera que se aborden los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, polarización e interferencia, en relación con el principio de superposición. Aquí se incluye el análisis de los modelos ondulatorios de la luz y del sonido. Remite, en síntesis, al análisis de la denominada ecuación de onda, a partir de la cual es posible detenerse en el tiempo y analizar, la función de la posición, o ubicarse en un punto específico y “observar” cómo varía con el tiempo.

Desde este referente se incluye la caracterización de la carga eléctrica de un sistema (su naturaleza, su ilustración gráfica, entre otros) El análisis básico de las características atractivas y repulsivas de fuerzas eléctricas y magnéticas (variación inversa con el cuadrado de la distancia, dependencia directa de la carga, entre otros) y los procesos mediante los cuales es posible cargar eléctricamente un sistema. También involucran la noción de campo, potencial eléctrico y de las condiciones necesarias para generar una corriente eléctrica (nociones de conductividad y resistividad eléctrica), así como las condiciones necesarias para que un cuerpo interactúe en un

campo magnético

Teniendo en cuenta los estándares básicos de competencias, se proponen cuatro componentes para la evaluación de la física: mecánica clásica, termodinámica, eventos ondulatorios, eventos electromagnéticos. A continuación se presenta la descripción de cada componente

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Indagar

Uso comprensivo

del conocimiento

científico

Explicación de

fenómenos

Esta competencia está íntimamente relacionada con la capacidad para comprender y usar conceptos, teorías y modelos de las ciencias en la solución de problemas. Es importante enfatizar que no se trata de que el estudiante repita de memoria los términos técnicos ni las definiciones de conceptos de las ciencias, sino de que comprenda los conceptos y las teorías y los aplique en la resolución de problemas. Las preguntas de la pruebas buscan que el estudiante relacione conceptos y conocimientos adquiridos, con fenómenos que se observan con frecuencia, de manera que pase de la simple repetición de los conceptos a un uso comprensivo de ellos.

Esta primera competencia esta íntimamente relacionada con el conocimiento disciplinar Esta competencia se relaciona con la capacidad para construir explicaciones y comprender argumentos y modelos, que den razón de fenómenos. La competencia explicativa fomenta en el estudiante una actitud crítica y analítica que le permite establecer la validez o coherencia de una afirmación o un argumento. Es posible dar explicaciones de un mismo fenómeno utilizando representaciones conceptuales pertinentes de diferente grado de complejidad.

Esta competencia se relaciona con la capacidad para plantear preguntas y procedimientos adecuados, para buscar, seleccionar, organizar e interpretar información relevante para dar respuesta a esas preguntas. El proceso de indagación en ciencias implica, entre otras cosas, observar detenidamente la situación, plantear preguntas, buscar relaciones de causa–efecto, recurrir a los libros u otras fuentes de información, hacer predicciones, plantear experimentos, identificar variables, realizar mediciones y organizar y analizar resultados. En el aula de clase no se trata de que el alumno repita un protocolo ya establecido o elaborado por el maestro, sino de que el estudiante plantee sus propias preguntas y diseñe su propio procedimiento.

COMPETENCIAS

Las pruebas de ciencias naturales buscan fomentar el desarrollo del pensamiento crítico se evalúan en las pruebas de ciencias naturales se describen a continuación:

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El desarrollo cognitivo es nuestro propósito

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COMPONENTE 1. FÍSICA

1. Dos buses viajan en línea recta y en direcciones contrarias sobre una misma autopista. En cierto instante, el bus 1 pasa por el punto a dirigiéndose hacia el punto b con rapidez constante de 20 km/h. una hora después, el bus 2 pasa por el punto b, dirigiéndose hacia el punto a con rapidez constante de 10 km/h. el bus 2 tarda dos horas en ir del punto b al punto a.

Respecto al movimiento de los buses se hacen tres afirmaciones:

I. El bus 1 pasa por el punto b al mismo tiempo que el bus 2 pasa por el punto a.II. El bus 1 se encuentra con el bus 2 en el punto a.III. La velocidad de un bus tiene sentido opuesto a la del otro.

De estas afirmaciones son correctas

A. I y III B. solo IIIC. solo I D. II y III

2. La posición de un motociclista que se mueve en línea recta se representa en la siguiente gráfica.

En el intervalo de tiempo 3s – 7s, se puede afirmar que el motociclista tiene

A. velocidad constante positiva, y está avanzando.B. aceleración positiva, y está avanzando.C. velocidad variable negativa, y está retrocediendo.D. aceleración negativa, y está retrocediendo.

3. Un estudiante quiere analizar el movimiento de un carro de control remoto; para esto, toma fotos del carro cuando llega a las marcas negras y marcas cada foto con el tiempo medido desde el punto de inicio, como muestra la siguiente figura.

De acuerdo con los resultados, se puede afirmar que el movimiento del carro es

A. con velocidad constante. B. acelerado.C. con velocidad variable. D. desacelerado.

1 2 3 4 5 6 7

2

4

6

8

10

12

x(m)

t(s)

t = 10 s t = 30 s t = 70 s t = 110 s

x (cm)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

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44. Una estudiante quiere analizar el principio de caída libre de los cuerpos. Para hacerlo, mide la velocidad de caída de balones de diferente masa que se liberan desde diferentes alturas. La siguiente tabla presenta las medidas efectuadas por el estudiante.

5. Manuela observa una naranja de masa m que cae desde la cima de un árbol de altura h con velocidad inicial v. Para hacer el cálculo de la velocidad de la naranja en el momento del choque debe conocerse.

A. m, g, h. B. v, h, m.C. v, g, h. D. m, v, g.

6. Si se considera que el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra es circular y que tarda 28 días en recorrer su órbita, se puede afirmar que la Luna describe un movimiento circular

A. uniforme, porque su velocidad angular se incrementa linealmente con el tiempo.B. uniforme, porque su velocidad angular permanece constante con el tiempo.C. uniformemente acelerado, porque su velocidad angular permanece constante con el tiempo.D. uniformemente acelerado, porque su velocidad angular se incrementa linealmente con el tiempo.

RESPONDA LA PREGUNTA 7 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Una esfera atada al extremo de una cuerda se mueve con velocidades constante, describiendo una trayectoria circular, tal como se ilustra en la figura.

8. Un estudiante tenía algunos resortes de diferentes longitudes y quería saber cuál de ellos era el más elástico. Para esto colgó una masa de 500 g a cada uno de los resortes y midió cuánto se estiraban. Un compañero de clase desea corroborar la exactitud de las medidas realizadas. Para esto, él pide prestado los resortes a su compañero y vuelve a hacer mediciones asegurándose de

A. usar la misma masa para probar todos los resortes.B. que todos los resortes terminen estirados la misma longitud.C. estirar todos los resortes al mismo tiempo.D. que todos los resortes inicien con una misma longitud.

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Altura (m) Masa (kg)Velocidad de caída (m/s)

5

1045

20

30

52020 20

45

10

105

5

530

1010

Según los valores observados, ¿de qué depende la velocidad de caída de los balones?

A. De la altura y la gravedad.B. De la masa del balón solamente.C. De la masa y de la altura.D. De la gravedad solamente.

g = aceleración gravitacional

x

y

z

Donde T=tension; W=peso; Fc=fuerza centripeta

W

Fc

T

W

Fc

T

Fc

W

T

W

T

A. B.

C. D.

7. Para la situación anterior, el diagrama de cuerpo libre sobre la esfera es

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9. Miguel y Andrés arman una carpa y para mantenerla elevada atan el centro del techo a dos cuerdas, como se muestra en el dibujo.

10. En 1687, Newton descubrió que la fuerza de atracción entre dos cuerpos debida a la gravedad está dada por

Donde G es una constante positiva llamada la constante de gravitación universal, m1 y m2, las masas de los cuerpos en interacción y d, la distancia de separación entre éstos. Esta fuerza entre el sol (de masa Ms) y la Tierra (de masa mt), es la encargada de mantener la Tierra en la trayectoria descrita en la figura.

11. La figura 1 muestra el centro de masa de varias figuras geométricas, cuya masa esta distribuida uniformemente

Se tiene un disco de masa uniforme, que rueda sobre una superficie horizontal como se muestra en la figura 2.

¿Cuál de la siguientes gráficas representa la trayectoria vertical (Y ) del centro de masa del CM

disco?

12. La figura muestra una pesa para hacer ejercicio

El centro de masa de la pesa está en su centro porque cada extremo tiene igual masa y la barra tiene densidad uniforme. Si se duplica la masa del extremo derecho, ¿qué pasa con el centro de masa?

T1 T2

Cuando el sistema está en equilibrio se cumple que

A. T sen = T cos . 1 1 2 2

B. T cos = T cos . 1 1 2 2

C. T sen = T sen .1 2 2 1

D. T sen = T sen1 1 2 2

Fuerza = _____m1m2

d2

mt

mt

mt

mt

Ms

d3

d4

d1

d2

2

1

4

3

La posición donde es mayor la fuerza que ejerce el Sol sobre la Tierra es

A. 3 B. 4C. 1 D. 2

Centro de masa (CM)

Figura 1

Figura 2

A.

ycm

Tiempo

B.

ycm

Tiempo

C.

ycm

Tiempo

D.

ycm

Tiempo

Centro de masa

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A. Se desplaza hacia la derecha, porque el centro de masa está más cerca de los cuerpos con más masa.B. Se desplaza hacia la izquierda, porque el centro de masa está más cerca de los cuerpos con menos masa.C. no cambia, porque la barra tiene densidad uniforme.D. No cambia, porque la pesa tiene una masa en cada extremo.

13. Una balanza se encuentra en equilibrio cuando se cuelgan en sus brazos dos objetos de 10 g cada uno, como muestra la figura.

A. En 3, porque el equilibrio es independiente de la masa.B. En 4, porque la fuerza sobre el brazo ha aumentado.C. En 2, porque la masa se ha duplicado.D. En 1, porque la fuerza sobre el brazo ha disminuido.

14. Cuando se aplica una fuerza a un objeto con el fin de hacerlo girar en torno a un eje, se genera un momento de torsión o torque que resulta perpendicular tanto a la fuerza (F) como a la distancia de aplicación de la fuerza (r). La figura muestra un objeto que puede girar en un eje sin fricción y sobre el cual actúan dos fuerzas, (F ) y (F ). 1 2

15. Cuando un bloque se desliza por una superficie horizontal, se observa que queda en reposo después de recorrer una distancia x. Esta situación ocurre porque

A. se realiza trabajo debido a la fuerza de fricción que ejerce la superficie sobre el bloque.B. la energía cinética se transforma en energía potencial gravitacional.C. el estado natural de todos los cuerpos es el reposo.D. la fuerza normal que ejerce la superficie sobre el bloque se opone al movimiento.

16. Un camión de carga contiene una caja sin amarras en la parte delantera de su platón como ilustra la figura. Al arrancar, la caja se desliza hacia la parte trasera del platón.

10g 10g

5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm1 2 1 4

¿En cuál punto debe colocar la nueva pesa de 20 g para que el sistema se mantenga en equilibrio?

F1

r2

F2

r1

Eje de giro

A.

B.

C.

D.

Si el objeto gira en sentido contrario de las manecillas del reloj, la figura que muestra la dirección de los torque T y T es1 2

Izquierda Derecha

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7Mientras se desliza, la fuerza de fricción sobre la caja se dirige hacia la derecha porque.

A. respecto al piso, la caja se mueve hacia la izquierda.B. la fricción es la reacción de la fuerza neta sobre la caja que va hacia la izquierda.C. el camión se desplaza en la misma dirección.D. respecto al camión, la caja se mueve hacia la izquierda.

17. El coeficiente de fricción entre un bloque y la superficie sobre la que se desliza es De las siguientes situaciones, aquella en la que la fuerza de fricción sobre el bloque es la menor es

18. En el sistema solar los planetas giran alrededor del Sol en órbitas definidas. Estas órbitas no presentan cambios perceptibles ante la presencia de un planeta cerca del otro, porque

A. entre los componentes del sistema solar no existe ninguna fuerza que los haga interactuar.B. las masas de los planetas y, por tanto, la fuerza de atracción entre ellos es muy pequeña comparada con la masa y la fuerza de atracción que ejerce el Sol.C. las fuerzas que hacen todos los plañeras sobre cada uno de ellos, se anulan y equilibran entre sí. D. debido a la gran distancia que hay entre planetas, la fuerza de atracción entre ellos es cero.

19. Para ver los efectos de la aceleración y la velocidad sobre un péndulo, un estudiante realizó el siguiente experimento: colocó péndulos de diferentes masas y longitudes dentro de un camión; cuando éste se mueve hacia adelante con velocidad constante, el estudiante observa que los péndulos toman la posición que se muestra en la figura 1, y cuando el camión acelera los péndulos toman la posición que se indica en la figura 2.

A. La teoría de la relatividad.B. Las leyes de Newton.C. El principio de Arquímedes.D. Los postulados de Copérnico.

20. Observe la siguiente gráfica.

A. B.

30°

60°45°

C. D.

Figura 1

Dirección del movimientodel camión

Figura 2

Dirección del movimientodel camión

El estudiante concluye que en la figura 1 la fuerza resultante sobre los péndulos es nula, mientras que en la figura 2 la fuerza es diferente de cero. ¿Qué concepto físico utilizó el estudiante para llegar a estas conclusiones?

Tiempo (s)

Velo

cidad (

m/s

)

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8La gráfica muestra cómo cambia la velocidad, en función del tiempo, de un nadador cuando se sumerge en una piscina. Según la gráfica ¿cómo es la aceleración del nadador?

A. Negativa, porque el nadador se sumerge.B. Negativa, porque la velocidad disminuye.C. Cero, porque la velocidad disminuye.D. Cero, porque el movimiento es uniforme.

21. Un estudiante quiere fabricar un paracaídas de tal forma que cuando se suelte verticalmente desde una misma altura, el tiempo que se demore en llegar al suelo sea mayor. El encuentra el modelo que muestra la figura: un trozo de plástico circular atado a un cubo de madera.

22.Un acto de circo consiste en que un payaso en bicicleta se deja caer desde una altura (H) y sin tener que pedalear da la vuelta completa en un bucle de radio (R), como se muestra

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Modelo Lado del cubo Peso del cubo Área del plástico Tiempo de caída

C.

1

23

Modelo Tiempo de caída Grosor del plástico

D.

1

23

Grosor de las cuerdas Área del plástico

Modelo Masa del cubo Longitud de las cuerdas Forma del plástico Grosor de las cuerdas

B.

1

23

Modelo Longitud de las cuerdas Área del plástico Tiempo de caída

A.

1

23

Masa del cubo

El estudiante le realiza diferentes modificaciones a este modelo para lograr su objetivo. ¿Cuál de las siguientes tablas de datos le permitirá al estudiante registrar sus datos para evaluar sus diseños?

H

R

Bucle

En el circo hay tres payasos: Pepini de 50 kg, Mecatin de 70 kg y Furny de 90 Kg. La siguiente tabla muestra los datos cuando dos payasos dan la vuelta o se caen.

Payaso H(m) R(m) Acción

Pepini

Furny6

6

124

918

12

6

46

66

22

23

Da la vuelta.Se cae.

Da la vuelta.

Da la vuelta.

Da la vuelta.

Se cae.Se cae.

Se cae.

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9Para que Mecatin pueda dar la vuelta sin caerse, debe lanzarse

A. desde una altura promedio de 16 m.B. hacia un bucle de radio promedio de 2 m.C. desde una altura inicial que sea el triple del radio del bucle.D. hacia un bucle donde el radio sea la mitad de la altura inicial.

23. Al chocar dos partículas se puede afirmar:

I. La suma de las energías cinéticas de las dos partículas se conserva.II. La suma de la energía total de las dos partículas se conserva.III. La suma de las energías cinéticas de las dos partículas no se conserva.

De estas afirmaciones, son correctas

A. solamente III. B. II y III.C. solamente I. D. I y II.

24. Un carro de masa M, se mueve sobre una superficie horizontal con velocidad v en la 1

dirección que ilustra la figura (a). En cierto instante un objeto de masa m que se mueve perpendicular a la superficie, cae en el interior del carro y continúan moviéndose los dos como se muestra en la figura (b).desprecie el rozamiento entre la superficie de la carretera y el carro.

La rapidez del carro después de que el bloque cae dentro de el

A. disminuye porque la cantidad de masa que se desplaza horizontalmente aumenta.B. aumenta porque durante el choque el carro adquiere la velocidad del objeto que cae.C. aumenta porque al caer el objeto le da un impulso adicional al carro.D. no cambia porque el momentum del objeto es perpendicular a la del carro.

25. La cantidad de movimiento lineal (p) de un objeto de masa (m), que se mueve con velocidad (v), se define como el producto de la masa por la velocidad (p = mv). Un payaso de masa m se mueve con velocidad v y choca con una colchoneta que lo define como se observa en la figura.

¿Qué cambio provoca, en la cantidad de movimiento lineal del payaso, la fuerza que ejerce la colchoneta sobre el payaso?

A. Una disminución en la cantidad de movimiento lineal del payaso, porque la velocidad disminuye.B. Una disminución en la cantidad de movimiento lineal del payaso, porque la masa disminuye.

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V1M

m

Antes

Figura (a) Figura(b)

Después

V= ?m

v

Antes del choque Después del choque

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10C. Un aumento en la cantidad de movimiento lineal del payaso, porque la velocidad disminuye.D. Un aumento en la cantidad de movimiento lineal del payaso, porque la masa disminuye.

26. Una pequeña caja de masa m se encuentra sobre una mesa de altura L. la distancia entre el suelo y el techo es H.

27. Una estudiante quiere determinar cómo cambia su energía total, cinética más potencial, mientras desciende por un rodadero. La siguiente tabla muestra el registro de su energía total en cuatro momentos diferentes de su movimiento.

¿Qué concepto físico ayuda a entender el cambio de la energía total mientras desciende?

A. La fuerza de fricción.B. La conservación de la energía.C. La conservación del momento lineal.D. La fuerza es igual a la masa por la aceleración.

28. Se sabe que la energía cinética de una naranja al caer depende de la masa m y del cuadrado de su velocidad. Entonces es correcto afirmar que un Joule es

2A. 1 kg . m/s B. 1 kg . m /s2 2 2 2 2

C. 1 kg . m /s D. 1 kg . m /s

29. Un jugador de hockey se encuentra inicialmente en reposo sobre una pieza de hielo sin fricción. El jugador se quita el casco y lo arrojo hacia el borde de la pista, por lo cual, el jugador retrocede en dirección contraria a la del lanzamiento. El retroceso del jugador lo explica el hecho de que en este sistema, durante el lanzamiento

A. la energía mecánica se conserva. B. el momentum lineal se conserva.C. la masa del patinador disminuye. D. la energía cinética se conserva.

30. Se introduce una esfera de oro en un recipiente con agua y se observa que se hunde por completo. De este experimento es correcto afirmar que

A. el agua aumento la densidad de la esfera.B. el agua redujo la densidad de la esfera.C. la esfera es menos densa que el agua.D. la esfera es más densa que el agua.

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y

x

L

H

Suelo

Techo

m

La energía potencial gravitacional de la caja respecto al techo es

A. mg(L – H).B. mg(L + H).C. mgH.D. mgL.

4 600 0

Momento

1

23

Energía total (J)

750700650

Altura (m)

1,51

0,5

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1131. Dos objetos de masas iguales flotan en el agua como ilustra la figura.

El cubo tiene lado b, y el cilindro tiene altura H y base de radio b. la razón h1/h2 vale

A. 1/B. 1.C. D. b/H.

32. la figura muestra la densidad de un kg de agua a 1 atm de presión como función de la temperatura.

Al poner un cubo de hielo de 10 cm de lado a 0 ºC (densidad: 0.9998 kg/cm3) dentro de un recipiente con agua a 18 ºC, el hielo

A. se va al fondo del recipiente.B. flota con el 18 % de su volumen emergiendo del agua.C. se hunde completamente quedando suspendido en el agua.D. flota con 1% de su volumen emergiendo del agua.

33. Unos estudiantes encontraron la siguiente información en un libro:

La fuerza que experimenta un objeto hacia arriba, cuando se encuentra totalmente sumergido en un líquido, es proporcional a su volumen. El cambio del volumen de un objeto es directamente proporcional al cambio en su temperatura.

Los estudiantes hicieron un experimento en el que un objeto que previamente flotaba en un líquido fue sacado y sometido a un cambio de temperatura. Luego, al sumergirlo en el mismo líquido, observaron que el objeto se hundió. Con base en la información hallada en el libro, los estudiantes afirmaron que este fenómeno se presento porque

A. la temperatura aumentó y el volumen del objeto disminuyo. B. la temperatura y el volumen del objeto disminuyeron.C. la temperatura y el volumen de objeto aumento.D. la temperatura disminuyo y el volumen del objeto aumento.

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h2h1

H

b

b

Densidad del agua

Presión atmosferica

Temperatura°C

3D

en

sid

ad

g/c

m

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220,998

0,9982

0,9984

0,9986

0,999

0,9988

0,9996

0,9994

0,9992

0,9998

1

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1. Se tienen tres cuerpos iguales aislados del medio ambiente, a temperatura T , T y T , tales 1 2 3

que T > T > T .1 3 2

Se ponen en contacto como muestra la figura

2. Se tienen agua fría a 10 ºC y agua caliente a 50 ºC y se desea tener agua a 30 ºC, la proporción de agua fría: agua caliente que debe mezclar es

A. 1 : 1 B. 1 : 2C. 1 : 4 D. 1 : 5

3. Una cubeta con hielo recibe constantemente calor de un mechero como se aprecia en la figura.

De la gráfica de temperatura como función del tiempo, para la muestra, se concluye que entre

A. t y t el agua cambia de estado líquido a gaseoso. 4 5,

B. t y t el hielo cambia de estado sólido a líquido.1 2,

C. t y t el agua cambia de estado líquido a gaseoso.2 3,

D. t y t el hielo cambia a estado líquido.0 1,

RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 Y 5 TENIENDO EN CUENTA

La siguiente es la gráfica de la temperatura de 1 kg de helio como función del calor que este absorbe a presión atmosférica.

4. El calor de una sustancia es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para que la sustancia sufra un cambio de estado. De acuerdo con esto, el calor latente de evaporación del helio según la gráfica es

A. 45 kJ/kg B. 35 kJ/kgC. 25 Kj/kg D. 20 Kj/kg

1 2 3

T1 T2 T3

Inicialmente es correcto afirmar que

A. 1 cede calor a 2 y 2 cede calor a 3. B. 1 cede calor a 2 y 3 cede calor a 2.C. 2 cede calor a 1 y 3 cede calor a 2. D. 2 cede calor a 1 y 2 cede calor a 3.

Tiempot1 t2 t3 t4 t5

t0

100

T°C

-10

Hielo

T(K)

14

12

10

8

4

25 45 65 85 105 Q(kJ)

liquido

gaseoso

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135. De la gráfica se puede concluir que a 4K, la muestra de helio

A. absorbe calor sin elevar su temperatura.B. absorbe calor y, así mismo, eleva su temperatura.C. mantiene constante el calor absorbido y su temperatura.D. mantiene constante el calor absorbido y aumenta su temperatura.

6. Los cuerpos experimentan dilataciones en su longitud con el aumento de temperatura. La expresión que relaciona la longitud final (L ) con estos cambios es L = L [1 + a (T - T)]. Donde L f f 0 f i 0

es la longitud inicial del cuerpo; a, el coeficiente de expansión lineal que depende del material del cuerpo; T , la temperatura final y T, la temperatura inicial del cuerpo.f i

La gráfica que relaciona la longitud final del cuerpo con el cambio de temperatura es

7. Un tanque metálico lleno de gas es sumergido en un depósito de agua cuya temperatura es mayor a la del tanque. Después de sumergido el tanque en el agua sucede que

RESPONDA LAS PREGUNTAS 8 A 10 TENIENDO EN CUENTA

Dos bloques del mismo material de masas M y m (M>m), tienen temperaturas de 10°C y 40°C respectivamente. Al ponerse en contacto térmico y aislado del exterior, se encuentra que después de un tiempo los dos bloques tienen una temperatura de 20°C.

8. La gráfica de temperatura como función del tiempo que representa esquemáticamente este proceso es

9. De acurdo con esta información se puede concluir que mientras están en contacto térmico el bloque que cede calor es el de masa

A. M porque su temperatura aumenta durante el proceso.B. m porque su temperatura disminuye durante el proceso.C. M porque es el bloque más pesado.D. m porque es el bloque más denso.

A. Lf

(Tf-Ti)

B. Lf

(Tf-Ti)

C. Lf

(Tf-Ti)

D. Lf

(Tf-Ti)

GAS

Agua Caliente

A. la temperatura del gas aumenta y su presión disminuye.B. la temperatura y la presión del gas disminuyen.C. la temperatura y la presión del gas aumenta.D. la temperatura del gas disminuye y su presión aumenta.

m

M10

20

40

T(°C)

tte

A.

m

M

10

20

40

T(°C)

tte

B.

mM

10

20

40

T(°C)

tte

D.

m

M

10

20

40

T(°C)

tte

C.

te: tiempo de equilibrio

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10. de acuerdo con el cambio de temperatura de los dos bloques se puede concluir que la relación entre las masas de los bloques es

A. m = M/4 B. m= M/2C. m = M/10 D. m = M/3

11. Se ubica dos recipientes a y b con dos gases distintos separados por una pared transparente y se envía un rayo de la luz monocromática desde el recipiente A al recipiente B, como se indica en la figura de la derecha.Si el gas dentro del recipiente A tiene menor densidad que el gas del recipiente B se espera que

A. la frecuencia de las onda dentro del recipiente A sea menor que en el recipiente B.B. la velocidad de propagación de la luz dentro del recipiente A sea mayor que en el recipiente B.C. la frecuencia de la onda dentro del recipiente A sea mayor que en el recipiente B.D. la velocidad de propagación de la luz dentro del recipiente A sea menor que en recipiente B.

Un recipiente hermético contiene un gas ideal en su interior. El gas se encuentra inicialmente a presión P , volumen V y temperatura T . La tapa del recipiente puede moverse o puede 1 1 1

mantenerse fija.

Sobre el gas se realiza dos ciclos. Para el primer ciclo se muestra los diagramas PT y PV. Para el segundo ciclo se muestra el diagrama PT. Los distintos procesos involucrados en cada ciclo esta rotulados con números romanos.

12. El diagrama PV del ciclo 2 es

A. B. C. D.

13. Durante el proceso III del ciclo 1, la densidad del gas aumenta. Esto lo explica el hecho de que

A. el volumen disminuye.B. el número de partículas disminuye.C. la presión se mantiene constante.D. la temperatura disminuye.

Emisorde luz

Pared transparente

Recipiente A Recipiente B

GAS Tapa

Pv = NRT

III

I

T1

P1

P2

T2

II

III

I

v1

P1

P2II

v2 T1

P1

P2

T2

P

T

P

v

P

T

V

VI

VII

IV

CICLO 1CICLO 1 CICLO 2

v1

P1

P2

v2

P

v

VI

VIIIV

V

v1

P1

P2

v2

P

v

VI

VIIIV

V

v1

P1

P2

v2

P

v

IV

VVI

VII

v1

P1

P2

v2

P

v

IV

VVI

VII

FÍSI

CA

3


1514. Se introdujo una cuchara metálica a una temperatura T en una sopa “caliente” que se C

encontraba a una temperatura superior T (T > T ). La sopa estaba aislada del medio ambiente. S S C

Después de un tiempo, el sistema alcanza una temperatura de equilibrio T y se realiza las e

siguientes afirmaciones:

I. T > T II. T < Te S e C

III. T > T IV. T < Te C e S

De las anteriores afirmaciones, son correctas

A. II y IV. B. III y IV.C. I y II. D. I y III.

15. Los cuerpos experimentan dilataciones en su longitud con el aumento de temperatura. La expresión que relaciona la longitud final (L ) con estos cambios es f

L = L [1 + a (T – T)]f 0 f i

Donde L es la longitud inicial del cuerpo; a, el coeficiente de expansión lineal que depende del 0

material del cuerpo; T , la temperatura final y T, la temperatura inicial del cuerpo.f i

Un material A tiene un coeficiente de expansión lineal que es dos veces el coeficiente de expansión de un material B, si ambos tienen la misma longitud inicial y son sometidos a los cambios de temperatura es correcto afirmar que

A. el cambio en la longitud del material es el mismo, porque sus cambios de temperatura son los mismos.B. el cambio en la longitud del material es el mismo, porque sus longitudes iniciales son las mismas.C. el cambio en la longitud del material A será mayor a la del material B, porque su coeficiente de expansión es mayor. D. el cambio en la longitud del material A será menor a la del material B, porque su coeficiente de expansión es mayor.

16. Conductividad térmica: es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad para conducir calor, y es la cantidad de energía que fluye calor a través de una superficie de contacto entre dos regiones con cierta diferencia de temperatura.Cuando se pisa con los pies descalzos la alfombre y el piso de mármol que están en una misma habitación, da la sensación de que el mármol esta más frío que la alfombre. Esta sensación se debe principalmente a que

A. a conductividad térmica de la alfombre es menor que la del mármol.B. el calor especifico de la alfombre es menor que el del mármol.C. el calor específico de la alfombra es mayor que el del mármol.D. la temperatura de la alfombra es mayor que la del mármol.

17. A un recipiente con hielo, inicialmente a una temperatura de -30°C, se le suministra calor (Q) por medio de una estufa hasta que alcanza una temperatura de 130°C. La relación entre la cantidad de calor (Q) y la temperatura (T) para el hielo se muestra de manera cualitativa en la siguiente gráfica:

mejor saberfec s


-30

0

100

130

1

2

3

45

Q

T(°C)

FÍSI

CA


16

mejor saberfec s


De acuerdo con la gráfica, ¿en qué zona se puede tener agua líquida y vapor de agua simultáneamente?

A. 2 B. 3C. 4 D. 5

18. La radiación es un proceso de transferencia de energía mediante la transmisión de ondas electromagnéticas. Los cuerpos calientes, como el Sol, transmiten energía en forma de radiación térmica. Un objeto a una distancia x del Sol recibe una cantidad de energía directamente proporcional a su área transversal A, e inversamente proporcional a x .2

La siguiente tabla muestra el área transversal y la distancia al Sol de cuatro satélites de Júpiter.

Con base en la información anterior, puede concluir que

A. Calisto recibe menos radiación, porque es el más lejano del Sol.B. Ganimedes recibe más radiación del Sol porque tiene mayor área. C. Europa recibe más radiación porque es el más cercano al Sol y tiene menos área. D. los cuatro satélites reciben la misma radiación porque la distancia al sol es similar.

19. El calor latente de una sustancia es el calor necesario para que un kilogramo de esta sustancia cambie de estado. Si el cambio de estado es de solido a liquido se denomina calor latente de fusión y si es de liquido a vapor, se denomina calor latente de vaporación. La siguiente tabla muestra los valores de estos calores para cuatro sustancias distintas.

A. el nitrógeno necesita menos calor que el oxigeno para cambiar de estado sólido a liquido, pero más para cambiar de liquido a gas.B. el azufre necesita más calor que el plomo para cambiar de estado sólido a líquido, pero menos para cambiar de líquido a gas.C. el nitrógeno necesita menos calor que las demás sustancias para tener cualquier cambio de estado.D. el plomo necesita más calor que las demás sustancias para tener cualquier cambio de estado.

20. La figura muestra un proceso cíclico para un gas ideal.

FÍSI

CA

Satélite 2Área transversal (km ) Distancia al sol (millones de km)

IoEuropa

Ganimedes

Calisto

20.846.743

15.310.370

43.493.220

35.508.513

800

799

801

802

Plomo 2,45 8,70

Sustancia

Nitrógeno

Oxigeno

Azufre

Calor latente de fusión4

(x 10 J/kg)

2,551,38

3,81

Calor latente de 5

fusión (x 10 J/kg)

2,012,13

3,26

3V(m )

P(Pa)B C

DA

P(Pa)

T(K)

A

BP(Pa)

T(K)

A

B

P(Pa)

T(K)

A

B

P(Pa)

T(K)

A B

C. D.

A. B.

De acuerdo con esta información, se puede concluir que

La gráfica de presión en función de la temperatura para el proceso AB es

3


1721. Se tiene un gas ideal en una caja herméticamente sellada, pero no aislada térmicamente, con una pared móvil indicada en la figura entre los puntos A y B. Manteniendo constante la temperatura, se coloca sobre la pared movible un bloque de masa M que comprime el gas muy lentamente.

22. La gráfica muestra el comportamiento de la temperatura de un gas ideal en función de su volumen.

La gráfica que representa la presión del gas en función del volumen para proceso AB es

23. La primera ley de la termodinámica relaciona las cantidades físicas de energía interna (ΔE), calor (Q) y trabajo (W = PΔV) mediante la ecuación Q = ΔE + PΔV, donde P y V son presión y volumen, respectivamente. A un recipiente cerrado que contiene un gas ideal se le suministra calor por medio de un mechero; si todo el calor se convierte en energía térmica del gas, se sabe que éste

A. no se realiza trabajo porque es un proceso isotérmico.B. no realiza trabajo porque es un proceso isovolumétrico.C. realiza trabajo porque es un proceso adiabático.D. realiza trabajo porque es un proceso isobárico.

24. La figura muestra un proceso cíclico para un gas ideal.

mejor saberfec s


FÍSI

CA

MA B

De la primera ley de la termodinámica se puede concluir que durante la compresión, la energía interna del gas permanece constante porque

A. todo el calor que absorbe el sistema se transforma en energía potencial intermolecular.B. el trabajo hecho sobre el sistema se convierte en energía potencial intermolecular.C. todo el calor que absorbe el sistema se transforma en trabajo.D. el trabajo hecho sobre el sistema es cedido al exterior en forma de calor.

3V(m )

T(K)

A B

A.

3V(m )

P(Pa)

B.

3V(m )

P(Pa)

A B

A

AB

C.

3V(m )

P(Pa)

A

B

D.

3V(m )

P(Pa) A

B

3V(m )

P(Pa) B

A D

CEs correcto afirmar que el trabajo hecho por el gas es

A. cero en el proceso BC.B. cero en el proceso DA.C. menor en el proceso BC respecto al proceso DA.D. mayor en el proceso BC respecto al proceso DA.


18

mejor saberfec s


25. En un proceso isotérmico de un gas ideal monoatómico, el calor (Q) es igual al área bajo la curva de un diagrama P.V. en un ciclo de Carnot, la eficiencia η se puede expresar como

Donde Q y Q representan el calor de dos procesos isotérmicos deferentes. Cuando más 1 2

cercano sea este valor a la unidad, el ciclo es más eficiente.¿Cuál de las siguientes gráficas representa un ciclo de Carnot con mayor eficiencia?

26. la eficiencia para una máquina térmica se define como η= W/Q , donde W es el trabajo A

realizado por la máquina, y Q es el calor suministrado a la máquina. Una máquina realiza un A

trabajo W = Q - Q , donde Q es el calor cedido por la máquina al medio. La eficiencia para este A C C

proceso es menor que 1 porque

A. el calor suministrado es mayor que el calor cedido.B. el calor cedido es mayor que el calor suministrado.C. el trabajo realizado por la máquina es igual al calor suministrado.D. el trabajo sobre la máquina es igual al calor cedido.

27. Se coloca una resistencia eléctrica dentro del recipiente y se conecta a un circuito cerrado para que sobre ella fluya una corriente eléctrica. Como resultado de esta conexión el gas se calienta. Esta situación ocurre porque

A. sobre el gas pasa una corriente eléctrica.B. aparece una resistencia térmica en el circuito.C. el gas le entrega energía térmica a la resistencia.D. la resistencia le transmite energía térmica al gas.

FÍSI

CAη = 1 - Q2

Q1

Todas las escalas son iguales

Isoterma Q2

Isoterma Q1

Isoterma Q2

Isoterma Q1

A. B.

P

T

P

T

Isoterma Q?

Isoterma Q1

Isoterma Q2Isoterma Q2

Isoterma Q1

C. D.

P

T

P

T

P

T

3


19

mejor saberfec s


FÍSI

CA


1. El péndulo esquematizado en la figura oscila entre los puntos 1 y 2. El tiempo que tarda en ir del punto 1 al punto 2 es 1 segundo

2. Una niña varia la longitud de la cuerda y la masa de un péndulo y en cada caso mide el periodo de oscilación. Las medidas realizadas las registra en la siguiente tabla.

¿Qué pregunta podría responderse a partir de estos datos?

A. ¿El periodo del péndulo depende de su longitud?B. ¿El periodo del péndulo depende de la gravedad?C. ¿Qué variables determinan la longitud de un péndulo?D. ¿Qué relación hay entre la masa y la longitud del péndulo?

3. Cuatro sistemas masa – resorte 1, 2, 3 y 4, de idénticos resortes y diferentes masas, se colocan en una región con campo eléctrico E sobre una superficie sin fricción, como se muestra en la figura.

4. Al lanzar una pieza al agua se produce una onda que se aleja de la fuente y finalmente desaparece. Lo que se propaga por el lago es

A. la energía que la piedra le transmite al agua.B. una capa superficial de agua que puede vibrar.C. el aire que se encuentra entre dos capas de agua.D. el agua que inicialmente se encontraba en reposo.

L

1 2

En el péndulo anterior, la cuerda de longitud L, se cambia por otra de longitud 4L. Comparada con la frecuencia de oscilación f, la nueva frecuencia es

A. 2f B. f/4C. igual a f D. f/2

20 1 2,01

Peso (N)

101020

Longitud (m)

0,51

0,5

Período (s)

1,422,011,42

k m+q

1

E

k2m-q

2

k3m-q

3

k4m+q

4

Respecto a la magnitud de la deformación del resorte (|x|), puede afirmarse que es

A. mayor para 1, porque tiene menor masaB. igual para todos, porque tienen la misma constante elástica.C. menor para 4, porque la carga es positiva.D. igual solo para 2 y 3, porque tienen igual carga.


20

mejor saberfec s


RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 Y 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Un estudiante realiza un experimento para determinar las características de las ondas estacionarias en una cuerda como se muestra en la figura.

Los datos obtenidos en la práctica se consignan en la siguiente tabla.

De lo propuesto por el estudiante se puede afirmar que es verdadero

A. I y II solamente. B. I y III solamente.C. I solamente. D. II solamente.

6.Con base en los resultados obtenidos en el experimento, se puede concluir que para una masa constante

A. la longitud de onda no cambia.B. la longitud de onda es proporcional al número de antinodos. C. al aumentar los antinodos, la longitud de la cuerda aumenta mientras que la longitud de la onda disminuye.D. al disminuir los antinodos, la longitud de la cuerda aumenta mientras que la longitud de onda disminuye.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 7 Y 9 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓNUn estudiante construye un instrumento musical de viento, que consta de tres tubos del mismo diámetro y distinta longitud. Los tubos I y II están abiertos en ambos extremos mientras que el tubo III está cerrado solo por uno de sus extremos como lo indica la figura.

Las frecuencias f , f y f indicadas en la figura corresponden al primer armónico de cada tubo. 1 2 3

Para representar esqueléticamente la intensidad de una onda estacionaria a lo largo de un tubo, se usa la siguiente convención:

FÍSI

CA

Antiniodos

λ (longitud de onda)

Generador de ondas

L(longitud de la cuerda)

m(masa)

Número de antinodos

m (kg) L (m) λ (m)

0,02

0,03

0,06

12

312

312

3

0,1850,3700,5550,2150,4300,6450,3000,6000,900

0,37

0,43

0,60

0,370,37

0,430,43

0,600,60

5. A partir de los resultados obtenidos, el estudiante cree que:

I. Al aumentar el número de antinodos, la longitud de onda aumenta para una masa determinada.II. Al aumentar la masa en la cuerda, aumenta la longitud de onda.III. Al aumentar la masa, la longitud de onda permanece constante.

1 cm

2 cm

3 cm

TUBO If1

TUBO IIf2

TUBO IIIf3

3


21

7. Si se tapa el tubo más corto (tubo I) por uno de sus extremos, la frecuencia de la onda generada disminuye, por lo que se puede afirmar que

A. la longitud de onda aumenta.B. el aire se hace menos denso.C. la amplitud de la onda aumenta.D. la onda se propaga más rápido.

8. la figura que mejor representa la intensidad de las ondas estacionarias a lo largo de los tubos II y III es

9. Se acciona un parlante que emite a una frecuencia de 9f cerca de los extremos abiertos de 3

los tres tubos. Ante este estimulo, solamente dos de los tubos exhiben respuesta acústica. Este hecho se puede explicar en cuenta que

A. los tubos I y II entran en resonancia acústica a la frecuencia 9f3.

B. la frecuencia de los armónicos de tubo III son múltiplos pares de f .3

C. la frecuencia 9f es un armónico de los tubos II y III.3

D. el tubo II entra en resonancia solo a la frecuencia f .3

10. Sobre una carretera recta se mueven con igual rapidez y en la misma dirección, un motociclista y un carro de policía. En el instante t , la sirena del carro de policía empieza a emitir 0

un sonido de frecuencia f constante. La frecuencia del sonido escuchado por el motociclista es 0

f. es correcto afirmar que inicialmente

A. f = f , y después f aumenta.0

B. f = f , y después f disminuye.0

C. f = f , y f permanece constante.0

D. f = 0, y después f aumenta f = 2f0

11. Un rayo de luz viaja en el medio 1 con índice de refracción n , incide sobre la superficie del 1

medio 2 con índice de refracción n mayor que n , como muestra la figura. El rayo se divide en 2 1

dos partes: el rayo 1 que es reflejado hacia el punto B y el rayo 2 que es refractado hacia el punto C.

mejor saberfec s


FÍSI

CA

Nodos (Mínima intensidad)

Antinodos (Máxima intensidad)

A. B. C. D.

i

r

Medio 1

Medio 2

B

A

C

Rayo 1

Rayo 2

Rayo incidente


22

mejor saberfec s


FÍSI

CASi la distancia entre los puntos A y B es igual a la distancia entre A y C, el tiempo que tarda el rayo 1 en ir del punto A al B es, respecto al tiempo que tarda el rayo 2 en ir de A a C,

A. mayor porque la velocidad del rayo 1 es mayor.B. menor porque la velocidad del rayo 1 es menor.C. mayor porque la velocidad del rayo 1 es menor.D. menor porque la velocidad del rayo 1 es mayor.

12. Se sumerge una vara recta dentro de una cubeta con agua, como muestra la figura.

A. los rayos de luz que van del punto B al ojo sufren refracción al pasar del agua al aire.B. los rayos de luz que van del punto A al ojo sufren refracción al pasar del agua al aire.C. los rayos de luz que van del ojo al punto B sufren refracción al pasar del aire al agua.D. los rayos de luz que van del ojo al punto A sufren refracción al pasar del aire al agua.

13. Una persona hipermétrope no puede ver con nitidez objetos cercanos. Tres estudiantes explican el defecto óptico y dan solución a éste de la siguiente manera:

Estudiante 1: sucede, porque la imagen se forma detrás de la retina y se corrige con una lente convergente.Estudiante 2: sucede, porque la imagen se forma delante de la retina y se corrige con una lente divergente.Estudiante 3: sucede, porque la imagen se forma delante de la retina y se corrige con una lente convergente.

El análisis de estas afirmaciones permiten concluir que

A. las explicaciones 2 y 3 son correctas pero la solución de 3 no lo es.B. la explicación de 1 y su solución son correctas.C. la explicación de 3 y su solución son correctas.D. la explicación de 2 y su solución son correctas.

14. Para comprobar la resistencia de un puente ante movimientos bruscos se envían ondas de ultrasonidos de diferentes frecuencias que genera movimientos armónico forzado en este.

El puente exhibe el fenómeno de resonancia cuando la frecuencia de la onda emitida se acerca a la frecuencia natural de oscilación del puente es máxima.

En una prueba particular se obtuvieron los datos ilustrados en la siguiente gráfica:

A

B

Para un observador, la vara parece quebrarse y no se ve en el punto A como se esperaría, sino en el punto B. Este fenómeno ocurre debido a que

Frecuencia de la onda emitida (MHz)

100 500 1000 1500 1900

Amplitud de oscitación del

puente A partir de la grafica se puede concluir que la frecuencia natural de oscilación del puente está entre

A. 1000 y 1500MHzB. 1500 y 1900MHz.C. 100 y 500MHz.D. 500 y 1000MHz.

3


23

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FÍSI

CA

15. Un rayo de luz del sol atraviesa la atmósfera y pasa de un medio con índice de refracción menor (el vacío) a otro de índice de refracción mayor (la atmósfera). De acuerdo con esto, las figuras que mejor representan las posiciones real y aparente del sol para un observador en la Tierra son (nota: los efectos han sido magnificados por claridad)

A. III y IV B. I y IIIC. II y III D. II y IV

16. De los sistemas mostrados, constituidos por tres lentes, el que ilustra correctamente la trayectoria de los rayos de luz, el es número

A. 1 B. 2C. 3 D. 4

17. Al poner una lupa sobre un papel bajo los rayos del Sol, el papel puede quemarse si se ubica a la distancia adecuada. Este fenómeno ocurre debido a que la lupa hace que

A. los rayos se reflejen en su superficie, aumentado la intensidad de la luz.B. los rayos se difracten aumentando la intensidad de la luz.C. los rayos diverjan alejándose entre si, aumentando la intensidad de la luz.D. los rayos converjan hacia punto, aumentando la intensidad de la luz.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 18 A 20 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Carlos y Fernando han organizado una fiesta donde el sistema de sonido tendrá potentes amplificadores y la iluminación contara con lámparas de destellos.

Fernando ha llevado a la fiesta un estroboscopio. El objeto es un disco con una ranura que gira alrededor de un eje central, como se observa en la figura.

posición aparentey real del sol

posición aparente

posiciónreal

posiciónreal

posición aparente

posición aparente

posiciónreal

I II III IV

1. 2. 3. 4.


24

mejor saberfec s


FÍSI

CA

19. El animador de la fiesta hace que un disco gire más rápido de lo normal para acelerar la música. Con esto logra que

A. aumente la intensidad del sonido.B. aumente la frecuencia del sonido.C. disminuya la sonoridad de la música.D. disminuya el volumen de la música.

20. En uno de los equipos la amplificación aparece una etiqueta que dice “20.000 Watts.” Esto quiere decir que

A. la corriente eléctrica que consume el equipo es de 20.000 Watts.B. la resistencia por unidad de longitud del amplificador es de 20.000 Watts.C. la energía por unidad de tiempo que suministra el amplificador es de 20.000 Watts.D. el voltaje del amplificador puede suministrar una descarga de 20.000 Watts.

21. Considere una piñata que cuelga del techo como se muestra en la figura.

A. El periodo aumenta, porque la masa de la piñata aumenta.B. El periodo no cambia, porque depende de la aceleración de la gravedad.C. El periodo disminuye, porque la longitud aumenta.D. El periodo aumenta, porque la longitud aumenta.

22. En la clase de física quieren analizar el movimiento del péndulo, el cual consta de una cuerda y una esfera que cuelga de ella, las cuales oscilan como se muestra en la figura.

El período del péndulo se define como el tiempo que tarda en realizar un ciclo completo de movimiento

18. Fernando observa a través del estroboscopio una lámpara que emite luz permanente y con cierta frecuencia f emite un destello de luz de mayor intensidad. Si la frecuencia con la que gira el estroboscopio también es f; puede deducirse que Fernando a través el estroboscopio vera luz

A. encendida brevemente y después apagadaB. encendida intermitentemente sin destellos.C. encendida cada dos vueltas del estroboscopio.D. encendida dos veces por vuelta del estroboscopio.

L

Esta piñata podría oscilar, respecto a la posición de equilibrio. El periodo (T) de oscilación esta dado por la ecuación.

Donde L es la longitud de la cuerda y g la aceleración de la gravedad. Si a la piñata se le añaden juguetes y se alarga la cuerda, ¿cómo cambia el periodo de oscilación?

1

23

T = 2π Lg

3


25El docente les pide a sus estudiantes analizar cómo cambia el período de este péndulo si se le modifica la longitud de la cuerda. ¿Cuál sería la tabla más apropiada para registrar sus datos?

23. El docente les pide a sus estudiantes que midan la velocidad máxima con un sensor de velocidades. Para medir la velocidad máxima, cuatro estudiantes tienen acceso al péndulo y cada uno lo hace de manera distinta. El estudiante que midió con mayor precisión la velocidad máxima fue

A. el que repitió el experimento tres veces colocando el sensor en el punto 2 y sacó el promedio.B. el que repitió el experimento tres veces colocando el sensor en el punto 3 y sacó el promedio.C. el que hizo el experimento una vez colocando el sensor en el punto 3.D. el que hizo el experimento una vez colocando el sensor en los puntos 1, 2 y 3 sacó el promedio.

mejor saberfec s


FÍSI

CA

A. B.

C. D.

Longitud Periodo Longitud Periodo Masa

Longitud

Masa Periodo

Longitud Periodo Peso


26

mejor saberfec s


FÍSI

CACOMPONENTE 4. FÍSICA

1. El diagrama que describe el comportamiento de la carga eléctrica en una esfera conductora al acercarle una esfera plástica con carga positiva es

2. Las líneas de campo que representan correctamente la interacción entre una placa uniforme cargada positivamente y una esfera cargada negativamente son

RESPONDA LAS PREGUNTAS 3 Y 4 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Una carga de +2C se encuentra a 2 m, de una carga de -2C, como muestra la figura

+ + + ++ + + + + +

+ + + ++ +

+ +

+ ++ + + ++ +

+ +

+ ++ + + +

+ + + + + +++ + +

Esfera plástica

+ + + ++ + + + + +

+ + + ++ +

+ +

+ ++ + + ++ +

+ +

+ ++ + + +

+ + + + + +++ + +

Esfera plástica+ + + +

-+

---+++

+

----

-+

++---+

++

++--

--+++

+

----

A. Esfera conductora+

++

+-+-

--

+

+

+

+

-

-

--

- +

+ +--- ++

+

+-

--+

+

+

+

--

-

-

B. Esfera conductora

+

-

-

+ + + ++ + + + + +

+ + + ++ +

+ +

+ ++ + + ++ +

+ +

+ ++ + + +

+ + + + + +++ + +

Esfera plástica

+ + + ++ + + + + +

+ + + ++ +

+ +

+ ++ + + ++ +

+ +

+ ++ + + +

+ + + + + +++ + +

Esfera plástica

+ + +

+++

++

++---

----

----

C. Esfera conductora

-----

- - - -

- -

+

+++++

++

++

+++

+++

++

+ +- - -

----

- -- -

D. Esfera conductora

-----

----

--

+

+++++

++

++

--- ------

-- --

-- ---- -

-- ---

--- ------

-- --

-- ---- -

-- ---

C. D.

--- ------

-- --

-- ---- -

-- ---

--- ------

-- --

-- ---- -

-- ---

A. B.

2m

-2C+2CX

Y

3


272

3. Si la magnitud de la fuerza eléctrica que una carga ejerce sobre otra es Kq q /r , donde K = 9 x 1 . 2 9 2 210 Nm / C , entonces la fuerza que ejerce la carga positiva sobre la negativa es

9A. 9x10 N, en la dirección positiva del eje X.

9B. 9x10 N, en la dirección negativa del eje X.

9C. 1/9 x 10 N, en la dirección positiva del eje X.9D. 1/9 x 10 N, en la dirección negativa del eje X.

4. De las siguientes sugerencias que se dan para duplicar los valores de las fuerzas anteriores, la acertada es

A. duplicar la distancia entre las cargas.B. reducir a la mitad la distancia entre las cargas.C. duplicar la magnitud de las dos cargas.D. duplicar la magnitud de una de las dos cargas.

5. Una carga A (de valor Q) se desplaza a una velocidad constante v, mientras otra carga idéntica B se encuentra en reposo. Es correcto afirmar que

A. las cargas A y B producen solamente campos eléctricos.B. la carga A produce solamente campo eléctrico mientras la B produce campo eléctrico y magnético.C. la carga A produce campo eléctrico y magnético mientras la carga B solamente campo eléctrico.D. las cargas A y B producen campos eléctricos y magnéticos.

6. La fuerza electrostática que ejerce un campo eléctrico sobre una carga eléctrica se describe según la expresión

Dos sistemas masa – resorte 1 y 2 se colocan en una región con campo eléctrico E como se muestra en la figura.

Si las esferas se sueltan desde la posición de equilibrio, estas se moverán

A. 1 y 2 a la derecha, porque las fuerzas sobre ellas tienen la misma dirección.B. 2 a la derecha y 1 a la izquierda, porque las fuerzas sobre ellas son contrarias.C. 1 y 2 a la izquierda, porque las fuerzas sobre ellas son negativas.D. 1 a la derecha y 2 a la izquierda, porque el campo empuja las cargas en direcciones opuestas.

7. La figura siguiente ilustra la componente x del campo eléctrico (Ex) que produce una esfera metálica hueca con radio R y carga positiva +Q, como función de la coordenada x. el centro de la esfera esta en x = 0.

La gráfica que mejor representa la componente x de la fuerza eléctrica que experimenta la carga negativa -Q como función de la coordenada x es

mejor saberfec s


FÍSI

CA

F = qE

k+Q

1

E

k-Q

2

Ex

KQ2

R

Rx


28

mejor saberfec s


FÍSI

CA

8. Cuando una persona conecta un instrumento eléctrico a una toma de corriente y no funciona, empieza a mover el enchufe en todas las direcciones y observa que el instrumento se enciende y apaga. Cuando el instrumento se apaga es porque el circuito eléctrico tomacorriente – enchufe se encuentra

A. abierto y permite el flujo de electricidad.B. abierto y no permite el flujo de electricidad.C. cerrado y permite el flujo de electricidad.D. cerrado y no permite el flujo de electricidad.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 9 A 10 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

A. aumenta, porque aumenta la resistencia equivalente en el circuito.B. disminuye, porque disminuye la resistencia equivalente en el circuito. C. aumenta, porque disminuye la resistencia equivalente en el circuito.D. disminuye, porque aumenta la resistencia equivalente en el circuito.

10. Las relaciones entre voltaje y entre corriente es:

A. V < V < V y I = I = I B. V = V = V y I = I = I 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

C. V < V < V y I < I < I D. V = V = V y I < I < I 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

11. Una estudiante quiere conocer la relación que existe entre el voltaje y la corriente. Para ello, construye un circuito que tiene un bombillo y mide la corriente que pasa por éste con un amperímetro (A).

A. La corriente es independiente del voltaje. B. La corriente depende exponencialmente del voltaje.C. La corriente es directamente proporcional al voltaje.D. La corriente es inversamente proporcional al voltaje.

x

Fx

2KQ2

R

0 x

A.Fx

2KQ2

R

0 x

B.

- 0

Fx

xx

0

Fx

R

D.C.

8 30

Corriente (amperios)

10

20

Número de pilas

2

4

La estudiante incrementa el voltaje aumentando el número de pilas que conecta en el circuito. La tabla muestra los valores medidos por la estudiante.

Según sus resultados ¿qué relación hay entre el voltaje y la corriente en el bombillo?

Un circuito eléctrico consta de tres resistencias en serie, R = R, R = 1 2

2R y R = 3R, conectadas a una batería que suministra un voltaje V, 3

produciendo una corriente I, como se muestra en la figura.

9. Si se agrega una cuarta resistencia en serie de cualquier denominación al circuito entre las resistencias R y R , la corriente I en 2 3

el circuito

R2 = 2R

R3 = 3R

R1 = R

V +-

I

3


2912. Para la iluminación interna de una casa, un arquitecto propone el siguiente circuito.

Un electricista le dice al arquitecto que debe cambiar el circuito porque al fallar uno de los bombillos se apagarán los demás. El explica que en un circuito en serie, la corriente es la misma en todos las partes del circuito, mientras que en un circuito en paralelo, la diferencia de potencial es la misma en todas las partes del circuito. De acuerdo con lo que explica el electricista, ¿cuál es el mejor diseño que debería elaborarse para que la casa siempre esté iluminada si se daña un bombillo?

La FiestaCarlos y Fernando han organizado una fiesta donde el sistema de sonido tendrá potentes amplificadores y la iluminación contara con lámparas de destellos.

Fernando ha llevado a la fiesta un estroboscopio. El objeto es un disco con una ranura que gira alrededor de un eje central, como se observa en la figura.

14. El cable de conexión del amplificador se ha perdido y Carlos usa un cable del mismo material pero más delgado para reemplazar el original. Con respecto al cable original el cable delgado se calienta debido a que

A. pone en corto al sistema. B. conduce potencia más fácilmente.C. produce más voltaje por unidad de tiempo. D. opone más resistencia al paso de corriente.

15. Si la potencia que disipa la consola de sonido es de 12kW, y la corriente, máxima es de 40Amp. La consola debe alimentarse con

A.300 V. B.480 V.C. 30 V. D. 60 V.

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FÍSI

CA

A. B. C. D.

13. En uno de los equipos de amplificación aparece una etiqueta que dice “20.000 Watts”. Esto quiere decir que

A. la corriente eléctrica que consume el equipo es de 20.000 Watts.B. la resistencia por unidad de longitud del amplificador es de 20.000 Watts.C. la energía por unidad de tiempo que suministra el amplificador es de 20.000 Watts.D. el voltaje del amplificador puede suministrar una descarga de 20.000 Watts.


30

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FÍSI

CA16. La figura muestra una situación en la que un bombillo se encuentra apagado y otra en la que se encuentra encendido. Alrededor de uno de los cables que conectan el bombillo con la batería se colocan varias brújulas que en el momento en el que se enciende el bombillo cambian de posición como indica la figura.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 17 Y 19 TENIENDO EN CUENTA

En 1909, Robert Millikan calculo la carga eléctrica de los electrones con ayuda del montaje experimental que se esquematiza en la figura.El experimento consiste en un atomizador que rocía gotas muy pequeñas de aceite sobre el gas atrapado entre las placas metálicas. Las gotas caen libremente, pero cuando se activa un campo eléctrico adecuado entre las placas, se puede lograr que algunas gotas de aceite que queden suspendidas.

17. Si se aumenta la intensidad del campo eléctrico entre las placas, es de esperar que las gotas

A. suban, porque la fuerza electrostática será mayor que la gravitacional.B. oscilen con amplitud proporcional al campo, porque las gotas tienden a volver al equilibrio.C. bajen más rápido, porque la fuerza electrostática sobre ellas aumenta.D. sigan suspendidas, porque la intensidad del campo no influye en el movimiento.

18. Si se enciende un campo magnético (B) cuando las gotas están suspendidas, las gotas

A. se mueven, porque las cargas eléctricas siempre reaccionan a los campos magnéticos.B. no se mueven, porque el campo magnético no interactúa con cargas en reposo.C. se mueven, porque la gota cargada es una corriente eléctrica.D. no se mueven, porque las gotas solo tienen carga eléctrica y no magnética.

19. La linterna de Andrés emite muy buena luz; pero, a pesar de que las baterías están nuevas, no enciende, porque los polos positivos de las pilas están en contacto, y cuando eso pasa

A. la corriente eléctrica no puede fluir y no llega a la bombilla.B. la linterna consume la energía de las pilas instantáneamente.C. la suma del voltaje de las pilas es negativa y repele a los electrones.D. la resistencia eléctrica de la linterna se vuelven cero inmediatamente.

El cambio en la orientación de las brújulas, puede explicarse porque

A. las cargas eléctricas en movimiento producen un campo magnético.B. un campo magnético en movimiento produce cargas eléctricas positivas.C. las cargas eléctricas en movimiento producen un campo gravitacional. D. un campo magnético en movimiento produce cargas eléctricas negativas.

Apagado Encendido

- - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + +

dCampoeléctricouniforme

3


3120. Una resistencia R se conecta en paralelo a otra resistencia R, como indica la figura. Si se 0

tiene que la resistencia equivalente entre los puntos a y b es igual a R /4, se debe cumplir que el 0

valor de R es igual a

A. R /3 B. R /20 0

C.R /4 D. R0 0

21. Se realiza un experimento para medir el voltaje en función de la corriente para un material que tiene una resistencia (R) de 40 Ω y que cumple la ley de Ohm (V = IR). La gráfica que representa el voltaje (V) en función de la corriente (I) es

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FÍSI

CA

R0

a

b

R

A.

Corriente(A)

Vo

lta

je(V

)

01 2 3

40

80

120 B.

Corriente(A)

Vo

lta

je(V

)

02 4 6

40

80

120

C.

Corriente(A)

Vo

ltaje

(V)

0

1 2 3

40

80

120

0 4

D.

Corriente(A)

Vo

ltaje

(V)

0

2 4 6

40

80

120


32

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FÍSI

CAMovimiento rectilíneo uniforme

Característica → v = constanteAceleración igual a cero. a = 0 Recorre espacios iguales en tiempos iguales.X = V T; V = X / T ; T = X / VX = distancia V= velocidadT = tiempo transcurrido

Movimiento uniformemente acelerado

Característica → aceleración constante, diferente de cero y mayor que la unidad. a >1Tiene iguales incrementos de velocidad en tiempos iguales.

V = V + a T0

2X = X + V * T + ½ a T 0 0

Movimiento uniformemente retardado.

Característica → aceleración constante, diferente de cero y menor que la unidad. a < 1Pierde iguales incrementos de velocidad en tiempos iguales.

V = V - a T0

2X = X + V * T - ½ a T 0 0

Caída libre.En este movimiento la aceleración que actúa es la gravedad (g) que permanece constante es decir un movimiento uniformemente acelerado.Tiene iguales incrementos de velocidad en tiempos iguales.

V = V + g T0

2Y = Y + V * T + ½ g T 0 02 2V =V + 2gY o

Lanzamiento vertical hacia arriba.En este movimiento la aceleración que actúa es la gravedad (g) que permanece constante es decir un movimiento uniformemente retardado. La aceleración actúa en sentido contrario al movimiento.Pierde iguales incrementos de velocidad en tiempos iguales.

V = V - g T0

2 2V = Vo + 2aX

2 2V = Vo - 2aX

Movimiento parabólicoComponentes de la velocidad inicial.En el eje “X”V = V cos ө0x 0

En el eje “Y”V = V sen ө0y 0

Posición en función del tiempo.Distancia horizontal. X = V * T 0x

Distancia vertical2Y = V t – ½ gt 0y

Velocidad en función del tiempo.En el eje “X”V = V = constantex 0X

En el eje “Y”

V = V - g Ty 0Y

La magnitud de la velocidad.

V =

La dirección. -1α = tan ( V / V )y X

Tiempo de subidaV = V – g t y 0y

Pero en la parte más alta la velocidad en Y vale cero. 0 = V – g t despejando t 0y s s

tenemos: t = V / gx 0y

Altura máxima alcanzada.2 2V =V - 2gYo

Obtiene la máxima altura cuando la velocidad es cero.

2 2V =V - 2gYy oy20= V - 2gYoy max

Despejando, se obtiene:2Y = Vmax oy

Tiempo total de vuelo.Se obtiene cuando la altura final es cero.

2Y = V * T - ½ g T 0y

20 = V * T - ½ g T 0y

0 = (V - ½ g T) T0y

0 = V - ½ g T 0y

T = 2V / g T 0y

Alcance horizontal(R).R = V T0x T

R = V 2V / g0x 0y

R = 2 V cos ө V sen ө / g0 02 R = 2V sen ө cos ө /g0

2R = V sen 2ө /g0

Máximo alcance horizontal

2 2V + Vx y

2Y = Vmax oy

2g

2ө = 45º luego R = V /gmáx 0

Movimiento circular uniformeEs el movimiento que describe un cuerpo sobre una trayectoria curva cerrada cuyos puntos se encuentran a igual distancia de uno llamado centro, y se mueve con rapidez constante. Rapidez = distancia / tiempoV = perímetro de la circunferencia T

por número de vueltas sobre el tiempo. RapidezV = 2RnT

Tiempo período.T = tiempo período, es el tiempo que gasta un cuerpo en dar una vuelta.T = t / nFrecuenciaFrecuencia (F ) = es el número de vueltas que da en la unidad de tiempo.

-1F = n / t. (vueltas /seg) = (1/S) = ST * F = (t / n)( n / t)T * F = 1Luego V = 2πRF.T

O también V = 2πR / TT

Velocidad angular (W)Barre ángulos iguales en tiempos iguales.W = ángulo (radianes) / tiempoW = ; W = 2rad

W = 2πFV = WRT

Aceleración centrípeta.

2 2a = V ; ac = w Rc T

a =WVc T

Movimiento circular uniformemente acelerado.En este movimiento la aceleración angular se representa por α y permanece constante. α >1.W = W + α t0

2ө = W t + ½ α t0

2 2W = W +2 α t0

Movimiento circular uniformemente retardado.En este movimiento la aceleración angular se representa por α y permanece constante. α < 1.W = W - α t0

t

t T

R

3


33

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FÍSI

CA

Máximo alcance horizontal

sen 2ө = 1 → 2ө = 90º

M = M +M +M +M +M +….. R 1 2 3 4 5

M = Σ MR i

Si el sistema se encuentra en equilibrio se cumple que la suma de los momentos de fuerza es cero.Para que se diga que un cuerpo se e n c u e n t r a e n e q u i l i b r i o (ESTATICA), debe cumplirse:

1. M = Σ MR i

2. Σ F = 0DINÁMICASe cumple que F = m aΣ F = Σ m a.A = Σ F / Σ mLEY DE HOOK Esta ley se cumple para los materiales elásticos.F ~ - X La fuerza es directamente proporcional a la elongaciónF = fuerza de reacción, la que ejerce el material elástico para recuperar su posición normal.X = elongación o distancia que se deforma el material elástico. F = -K X K = constante de elasticidad o constante de los resortes.TRABAJO (W).Se define como: W = F d cos ө El trabajo que produce la fuerza de rozamiento es: W = F d cos 180ºfr r

W = - F d fr r

El trabajo se expresa en julios en el sistema (MKS) y en ERGIOS en el sistema (cgs).El resultado es un escalar.POTENCIA (p)Se define como el trabajo realizado por unidad de tiempoP = W / TSe expresa en vatios pero como esta unidad es muy pequeña se usan los múltiplos. Kilovatio (Kv) y el Megavatio (Mv).Pero también se tiene P= Fdcos ө/TP = F ( dcos ө / T ) P = F VF = fuerza; V= velocidad.ENERGÍA

2Y = Y + V * T - ½ g T 0 02V2 = V – 2gYo

Leyes de Newton.Ley de la inercia: Todo cuerpo trata de permanecer en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, excepto si una fuerza exterior actúa sobre el cuerpo.

Σ F = 0 ; Ley de acción y reacción.Si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza, denominada fuerza de acción y aquel no sufre ninguna deformación, es porque el cuerpo ejerce una fuerza de reacción de igual magnitud a la primera, pero en sentido contrario. F = -Fa R

Ley de la dinámica.Si sobre un cuerpo de masa m actúan fuerzas cuya resultante es diferente de cero, el cuerpo adquiere una aceleración constante.La fuerza la masa y la aceleración se expresa matemáticamente así:

F = ma. Donde F = Σ Fi

Ley de fuerza de traccióngravitacional universalLa fuerza con que dos cuerpos se atraen es directamente proporcional al producto de su s masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que hay entre sus centros.

2F ~ -M m / d esta fuerzaactúa a lo largo de la

recta que une a sus centros y es de carácter de atracciónquitando la proporcionalidad obtenemos:

2 F = -G M m / d Donde “G” es la constante de atracción gravitacional y tiene

-8un valor de 6, 67x10 dinas-2 2cm /g

-11 2 2O también 6.67 x10 Nt- m /Kg .Para que esta fuerza sea notoria es necesario que las masas sean del tamaño de la tierra, los planetas, los satélites, y otros.MOMENTO DE FUERZA M = F D sen ө

permanece constante. α < 1.W = W - α t0

2ө = W t - ½ α t0

2 2W = W - 2 α t0

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA (Ep):

2Ep = ½ K X K = constante de elasticidadX = elongación ENERGÍA MECÁNICA INICIAL (E ) 0

E = U + E + E0 0 C0 P0

ENERGÍA MECÁNICA FINALE = U + E + EC P

ECUACIÓN DE LA CONSEVACIÓN DE LA ENERGÍAE = E0

U + E + E = U + E + E0 C0 P0 C P

2 2 2mgh + ½mv + ½KX = mgh+ ½mv + 0 0 0

2½KX ECUACIÓN DE LA ENERGÍA TENIENDO ENCUENTA LAS FUERZAS DISIPATIVAS.E = E + W0 Fr

U + E + E = + E +E + W0 C0 P0 C P Fr

2 2 2mgh + ½mv + ½KX = mgh+ ½mv + 0 0 0

2½KX + W Fr

MÁQUINAS SÍMPLES: PALANCAS – POLEAS – TORNO – PLANO INCLINADO.PALANCAS: Primer género: (punto de apoyo en el intermedio). Segundo género: (resistencia o carga en el intermedio) ejemplo tijeras.Tercer género: ( fuerza en el intermedio) ejemplo pinzas para sacar el hielo.P a = Q b P = fuerza que se ejercea = brazo de la fuerzaQ = cargab = brazo de cargaPOLEAS: FIJASP = Q MOVILES:P = Q

P = fuerza que se ejerceQ = cargan = número de poleas móvilesTORNO

n2


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FÍSI

CA

IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTOI = FΔt pero Δt <<<<< P = mvCantidad de movimiento antes del impacto es igual a cantidad de movimiento después del impacto Si el choque es elásticoSe conserva la cantidad de movimiento y la energía cinética.m V + m V = m V + m VA oA B oB A oA B oB

2 2 21/2m V +1/2m V = 1/2m V A oA B oB A A2+ 1/2m VB B

si el choque es inelástico Se conserva la cantidad de movimiento pero no la energía cinética.m V + m V = (m + m ) VA oA B oB A B

HIDROSTÁTICAPresión P = F / A F = fuerza ; A = área.P = ρgh ; ρ= densidad; g= gravedad h = profundidad PRINCIPIO DE PASCAL F / A = f / aPRINCIPIO DE ARQUÍMEDESTodo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta una fuerza ascendente que es igual al peso del líquido desalojado por el cuerpo.

F = ρgv e

ρ= densidad; g= gravedad v= volumen sumergido peso aparente P = mg - Faparente e

HIDRODINÁMICAPRINCIPÌO DE CONTINUIDAD

V A = V A O O

V = velocidad de entrada.O

A = área de sección transversal O

de entrada.

El momento de fuerza puede ser positivo o negativo. Es positivo cuando el giro que produce la fuerza es en sentido anti – horario. ө es el ángulo que forma la fuerza con respecto a la distancia. Si actúan varias fuerzas, estas generan momentos de fuerza y existirá un momento de fuerza resultante que se obtiene mediante la suma de los momentos, esto es:

T = 9/5 T +32 F C

T = T – 273 ºKc K

T = T - 273 K C

T = T + 273 C K

T = T + 273 ºKK c

DILATACIÓN LINEAL

L = L ( 1 + α ΔT)O

DIALTACIÓN SUPERFICIAL

A = A ( 1 + 2α ΔT)O

DIALTACIÓN VOLUMÉTRICA

V = V ( 1 + β ΔT )O

α = coeficiente de dilatación lineal

β = coeficiente de dilatación volumétrica

CAPACIDAD CALORIFICA Capacidad calorífica = Q / ΔT

CALOR ESPECÍFICO

C = Q(cal) mgr°c)

Calor que gana o pierde un cuerpo de masa m de calor específico c y cuya temperatura varía ΔT.

Q = c m ΔT CAMBIOS DE ESTADO:

Q = m·L L = calor de transformación o calor latente CALORIMETRIA:Calor ganado = Calor perdidoPROPAGACIÓN DEL CALOR POR CONDUCCIÓN: La cantidad de calor (flujo de calor) Q que atraviesa una lámina el espesor L desde la cara de área A, de temperatura T hasta la cara 2

opuesta de temperatura T ; está 1

dada por la siguiente ecuación.

La energía se expresa en julios ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL ( U): U = m g h m = masa; g = gravedad h = altura.ENEGIA CINÉTICA (E ):C

2E = ½ mv C

m = masa v = velocidad ;

Proceso isobárico: ocurre cuando la presión permanece constante, por lo tanto: U – U = Q – P(V – V ) 2 1 F i

Proceso isotérmico: este proceso se

realiza a temperatura constante. U 2

– U = 0; Q = W1

Proceso adiabático: en este proceso no hay intercambio de calor Q = 0 ; luego U – U = - W2 1

Proceso cíclico: es un sistema que por ciertas razones regresa a su estado inicial.RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA: El calor que puede transformar una máquina es: Q = Q – Qc f

De acuerdo con la primera ley de la termodinámica tenemos:ΔU = Q – W Pero la variación de energía es cero, luego: W = QLuego e l ca lo r ne to que se transforma en una máquina en un proceso cíclico es igual al trabajo realizado por la máquina.

S E G U N D A L E Y D E L A TERMODINÁMICAEl calor fluye espontáneamente del foco más caliente a uno más frío. No es posible ningún proceso cíclico cuyo único resultado sea la absorción

TORNOP R = Q rR = radio de la manivelar = radio del cilindro PLANO INCLINADO:F L = Q HF =fuerza paralela al plano inclinadoL = longitud del plano inclinadoQ = carga a subirH = altura a la que se levanta el cuerpo

R = W ; R = Q - Qc f

Qc Qc

R = 1 - Qf

Qc

3


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FÍSI

CA

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLEELONGACIÓN

x = A cos wt VELOCIDAD

v = - Aw sen wtACELERACIÓN

2a = - Aw cos wtCARACTERÍSTICA DEL MAS

2a = - x w TIEMPO PERÍODO EN LOS RESORTES

T = 2π

TIEMPO PERÍODO EN EL PÉNDULO SIMPLE

T = 2π

ENERGÍA TOTAL EN LOS RESORTES

2E = ½ KAT

ENERGÍA TOTAL2E = ½ Mv T máxima

MOVIMIENTO ONDULATORIOY = A sen (wt ± kx) w =; k =;

v =

Q = KA T – T2 1

LtV = velocidad de salida.

A = área de sección transversal de salida. PRINCIPIO DE TORRICELLILa velocidad con que un fluido de poca viscosidad sale por un orificio, es la misma que adquiere un cuerpo en caída libre por fuera del fluido desde el nivel del mismo hasta el sitio donde está ubicado el hueco.

1/2 V = (2gh)PRINCIPIO DE BERNOULLI

2 2 ½ρv + ρgh + P = ½ρv + ρgh + P o o O

TEMPERATURA - CALOR

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

La cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

Q - W = U – U 2 1

Proceso isócoro : ocurre cuando el volumen permanece constante. en este caso no hay trabajo y por

consiguiente Q = U – U 2 1

de calor de un foco y su transformación completa en trabajo.

LEY CERO DE LA TERMODINÁMICAsi dos sistemas distintos están en equilibrio termodinámico con un tercero, también tienen que estar en equilibrio entre sí. Esta propiedad compartida en el equilibrio es la temperatura.

S1 S2 S3

mk

Lg

T2π

2π

T

EN TUBOS SONOROSABIERTOS

F = nV

EN TUBOS SONOROSCERRADOS

F = (2n – 1 ) ( )LV4REFLEXION DE LA LUZ

Superficie lisa

Reflexión difusa

ESPEJOS CÓNCAVOS.Para encontrar la formación de imágenes en los espejos cóncavos, analicemos las líneas que representan la las ondas lumínicas.

2L

EJE PRINCIPAL

1

2

3

C F

V

difdo

di=

- f

1 1do di f

+ = 1

Ti

To

T Ti


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FÍSI

CA

RESISTENCIAS EN SERIE Reqv = R + R + R1 2 3

RESISTENCIAS EN PARALELO

LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LOS PUNTOS AB ES LA SUMA PARCIAL DE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL QUE HAY EN LOS EXTREMOS DE LAS RESISTENCIAS.V = V + V + VAB AC CD DB

CONDENSADORES O CAPACITORES

CONDENSADORES EN PARALELO C = C + C + C eqv 1 2 3

CONDENSADORES EN SERIE

CAMPO MAGNÉTICOcarga eléctrica que se mueve con una

POTENCIA ÓPTICA

f = distancia focal expresada en metrosP = potencia expresada en dioptrías.ELECTROSTÁTICALEY DE COULOMB

9 2 2K = 9 X 10 Nt * m / C

-19e = 1.6 x 10 Coul

CAMPO ELÉCTRICO E = F / Q (Nt / C)

CAMPO ELÉCTRICO ENTRE LÁMINAS PARALELAS

F = e E

ACELERACIÓN DE UNA CARGA ELÉCTRICA DENTRO DE UN CAMPO ELECTRICO

a = e E / m

REFRACCIÓN DE LA LUZEste fenómeno aparece cuando la luz presenta un cambio de medio.

n es el índice de refracción del 12

medio 2 con respecto al medio 1.

LEY DE SNELL

n SEN θ = n SEN θ 1 i 2 R

valor absoluto del aumento.

> 1 → el tamaño de la imagen es mayor que el objeto.

= 1 → el tamaño de la imagen es igual que el objeto.

< 1 → el tamaño de la imagen es menor que el objeto.

1. Cuando e l ob je to se encuentra entre el infinito y el centro de curvatura.

La imagen se forma delante del espejo, es decir que la imagen la podemos recoger en una pantalla, luego la imagen es real. La imagen es de menor tamaño que el objeto y es invertida. Vamos a utilizar las siguientes fórmulas y condiciones.

Y = A sen 2π ( ± )

VELOCIDAD DE LAS ONDAS EN LAS CUERDAS VIBRANTES

V = ;

ONDAS ESTACIONARIAS

EN CUERDAS VIBRANTES

F =

Tμ

Txt

Tμ2L

n

To

a

a = - di

do

a

a

i

R

n2

n1

CV

n=

P = 1f

F = KQ1Q22

d

11 1 1= + +

R1 R2 R3Reqv

QVAB

C =

11 1 1= + +

C1 C2 C3Ceqv

3


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FÍSI

CA

d = e Sen (θ – θ ) / Cos θ ri r

LENTES CONVERGENTES ðð

DELGADAS

LENTES CONVERGENTES DELGADAS

POTENCIAL ELÉCTRICOEs el trabajo que puede realizar el campo por unidad de la carga prueba, cuando este se desplaza entre los dos puntos.

POTENCIAL ELÉCTRICO ENTRE DOS PUNTOSV – V = W / qA B AB

W = q . E . XAB

V – V = E . X A B

POTENCIAL ELÉCTRICO DEBIDO A DOS CARGAS PUNTUALESV – V = (K . Q ) . ( 1 / d – 1 / d )A B A B

POTENCIAL ELÉCTRICO DEBIDO A UNA CARGA PUNTUAL

V – V = (K . Q ) . 1 / d A B A

CORRIENTE ELÉCTRICA

V = I R

velocidad “v” dentro de un campo magnético formando un ángulo θ. Se genera una fuerza F. F = q V x BF = q V B SEN θq

LA CARGA “q” SE DESPLAZA CON VELOCIDAD “V” DENTRO DE UN CAMPO MAGNÉTICO “B”, EJERCE UNA FUERZA “F” SOBRE DICHA CARGA, LA MAGNITUD ESTA DADA POR:

F = q ( V X B)

F = q ( V B SEN θ )

CAMPO MAGNÉTICO SOBRE UN CONDUCTOR

F = B i l senθ

θr

θi

nθi

θe

d

e

a

di

do

1 1 1+ =di f

f

do f

do=

-

=di

do

a

Ti = To

do

1 1 1+ =di f

di = - do fdo f+

B=F

qVSEN


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FÍSI

CA

PRUEBA DE FÍSICA FÍSICA - Escuela Gauss · Un estudiante quiere analizar el movimiento de un...

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