S Fisica 2012 1

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(1)S oluci o n a r i o Examen de admisión UNI 2012-I Física - Química. Física Tema P. PREGUNTA N.o 1. Análisis y procedimiento. Utilizando el sistema de poleas ideales mostrado en la figura, se desea que el bloque de 16 kg ascienda  con aceleración de 2 m/s2. Determine la fuerza F necesaria para lograr este objetivo.. Piden F , donde. . . F =– F j . (φ). Para determinar F, graficamos la fuerza transferida sobre cada cuerda. Luego, en el bloque, aplicamos la segunda ley de Newton.. F F ĵ î A) – 47,24 j. F 2F 2F. bloque. B) – 39,24 j. C) – 32,00 j. D) +39,24 j . 4 F a=2 m/s Fg=156,96. Tema: Dinámica. FR=mbloquea. Recuerde En una polea ideal (mpolea=0). 4F – 156,96=(16)(2). a F De la segunda ley de Newton. → ∴. F – 2T=(0)a 1 T= F 2. 2F 4F. E) 47,24 j. Resolución. FR=mpoleaa. F. T T. F=47,24 N . (γ). (γ) en (φ). . F =– 47,24 j N. Respuesta – 47,24 j. Alternativa. A. 1.

(2) UNI. Física. PREGUNTA N.o 2. Un bloque de 20 kg está en reposo sobre un plano inclinado rugoso que hace un ángulo de 60º con la horizontal, siendo este el máximo ángulo tal que el bloque no resbala sobre el plano. El coeficiente de fricción cinético entre el bloque y el plano es 0,5. Calcule la fuerza, en N, que se debe aplicar al bloque, paralelamente al plano inclinado, para que empiece a moverse hacia arriba, así como la aceleración en m/s2, con que posteriormente se moverá si la fuerza no cesa. (g=9,8 m/s2) A) 339,5; 6,04 C) 319,5; 6,04 D) 319,5; 7,04 . El ángulo q es máximo cuando el bloque está a punto de deslizar. Luego, de la geometría de la figura, el ángulo de rozamiento estático máximo es 60º. →. qS(máx)=60º. Para qS(máx) tan qS(máx)=mS →. mS=tan60º. →. µS = 3. B) 339,5; 7,04. Luego se aplica F.. E) 299,5; 8,04. Para que el bloque esté a punto de deslizar hacia arriba, se debe cumplir que la fuerza de rozamiento sea máxima.. Resolución Tema: Estática y dinámica. Fg. Recuerde que para garantizar el equilibrio mecánico de traslación se debe cumplir que FR = 0. Fg cos60º (Primera condición de equilibrio) F. Pero si la F R ≠ 0, entonces el bloque experimentará aceleración y de la segunda ley de Newton se tiene que. FR = m·a. Fg sen60º fS(máx) fN. θ=60º. Para que el bloque deslice aceleradamente hacia arriba, se tiene que. Análisis y procedimiento. F ≥ Fgsen60º+fS(máx). En la condición inicial Fg. F ≥ mgsen60º+mS fN ← Fgcos60º F ≥ 339,5N La mínima fuerza para que empiece a moverse es. fS(máx). θ=60º. f θS(máx)N Rpiso. F=339,5 N Ahora, cuando el bloque desliza, se manifiesta la fuerza de rozamiento cinético.. 2.

(3) UNI. Física. Fg a Fg cos60º. Fg sen60º fK. F. Resolución. Tema: Energía mecánica - cantidad de movimiento Análisis y procedimiento. fN=Fg cos60º. I.. θ=60º. De la segunda ley de Newton tenemos que FR = ma . Verdadero Para las fuerzas conservativas (Fg; Fe) la cantidad de trabajo mecánico desarrollado mediante estas fuerzas no depende de la trayectoria seguida por el cuerpo y su cantidad de trabajo no modifica la EM. Por lo tanto, la energía mecánica es la misma en cualquier posición; es constante.. II. Verdadero En un choque entre dos partículas. F − (Fg sen60º + fK ) = m · a  µ K fN. F. Reemplazando se obtiene que. F. La fuerza interna (F), es muy grande comparada con las externas. Luego las fuerzas externas se desprecian, entonces:. a=6,04 m/s2. . Respuesta 339,5; 6,04. . Alternativa. F. (externa). . →. A. =0. P sistema : se conserva. III. Verdadero De la relación.. PREGUNTA N.o 3 Establezca la veracidad o falsedad de los siguientes enunciados: I. Para una partícula, la energía mecánica total es constante si las fuerzas que actúan sobre ella son todas conservativas. II. En todo choque entre dos partículas, elástico o inelástico, se conserva la cantidad de movimiento lineal total. III. Si la fuerza neta sobre una partícula es nula se conserva su cantidad de movimiento lineal. A) VFF B) VVF D) FFV . C) VFV E) VVV. . . I res = PF − P0. . . . . F res ⋅ ∆t = P F − P 0. . . Como para el sistema F res = 0, entonces . P0 = PF. La cantidad de movimiento se conserva.. Respuesta VVV. Alternativa. E. 3.

(4) UNI. Física. PREGUNTA N.o 4. Análisis y procedimiento. Un sistema de masa resorte realiza un movimiento armónico simple, cuyas energías están dadas según la gráfica, con m=1 kg, amplitud máxima de 10 cm y frecuencia angular de 3 rad/s. Calcule su energía potencial E P (en mJ) en la posición x mostrada.. Se tiene que. E. EP. EC b. X (cm) E. x. – 10. 10. EP liso. x P. E.. EK – 10. x. A) 11,25 B) 22,50 D) 33,75 . 10. A. X (cm). C) 31,80 E) 45,00. A=0,1 m. Por conservación de la energía EM(x)=EM(P.E.) EC+EP=Emáx . Resolución. Del gráfico, en x tenemos EC=EP. Tema: Movimiento armónico simple (MAS). En (I) tenemos. En una MAS la energía mecánica del sistema se conserva. EP + EP = 2EP =. liso. E sist. M =EC+EP=EC(máx)=EP(máx) Gráfico de EC y EP en un oscilador armónico.. (I). 2 mVmáx 2. mϖ 2 A 2 2. EP =. mϖ 2 A 2 4. EP =. 1(3)2 (0,1)2 4. EP=0,0225 J. E ∴. EP. EC. EP=22,5 mJ. Respuesta 22,50 X (cm). –A. A. Alternativa. B. 4.

(5) UNI. Física. PREGUNTA N.o 5 3. Para elevar 10 m de agua hasta el tanque elevado de un edificio, el cual se encuentra a 40 m de altura, se utiliza una bomba que tiene un motor de 2 kW. Si la eficiencia del motor es 80%, ¿en cuánto tiempo aproximadamente se logra subir el agua? (g=9,81 m/s2) g    ρ H 2O = 1, 00  cm 3  A) 36 min 20 s C) 45 min D) 52 min 30 s . Pútil =. Pútil =. E) 1 hora. Pútil = t=. Tener presente. gana 2O. EH. t. En este caso se considera que la energía cinética del agua no varía, luego. B) 40 min 50 s. Resolución Tema: Potencia mecánica. EPg t mgh t. mgh Pútil. Entonces. Pútil n= Pentregada E P= t . La bomba sirve para elevar la masa de agua (m) desde el piso hasta el techo del edificio, donde. donde n: eficiencia Pútil: potencia útil Pentregada: potencia entregada. t=. (I). Por otro lado n=. donde E: energía en J t : tiempo en s P: potencia en W. ρVgh Pútil. Pútil Pentregada. Pútil=nPentregada . (II). Reemplazando (II) en (I). Análisis y procedimiento. t=. Graficando lo que acontece. ρVgh nPentregada. Reemplazando datos t=. h=40 m. masa de agua: m. (1000)(10)(9, 81)(40) 0, 8(2000). t=2452,5 s t=40 min 52 s. bomba. Respuesta 40 min 52 s. Pentregada=2kW=2000 W. Alternativa. B. 5.

(6) UNI. Física. PREGUNTA N.o 6. De (II). Una piedra se deja caer desde cierta altura h. Después de descender la distancia 2h/3, desde el punto inicial de su movimiento, choca con otra piedra que había partido en el mismo instante lanzada desde el piso verticalmente hacia arriba. Calcule la altura máxima a la que habría llegado la segunda piedra si no hubiese chocado con la primera. A) 3h/8 B) 5h/4 D) 3h/4 . H máx =. → t = te = → hA = 2. De donde. Tema: MVCL. v2 =. A B. =. h h = 0+v v. 1 2 gt (v0 = 0 ) 2 2. → 2. h 1 h2 = g 3 2 v2. 3 gh 4. Reemplazando en (α) tenemos  3 g h   4  = 3h H máx = 8 2g. Respuesta. t. h. h v0A + v0B. h 1  h = g  3 2 v. Resolución. A. (α). De (I). C) h/2 E) h/3. En el MVCL, para el caso particular de 2 móviles uno al encuentro del otro, se puede emplear la ecuación del tiempo de encuentro.. v2 2g. t = te = t. h. 3h/8. v0A + v0B. Alternativa. A. B. PREGUNTA N.o 7. Análisis y procedimiento Caso I A v0=0 t h. En caso que B no choque. B vF=0. 2 h=h A 3 A B. t. Caso II. hmáx. h =h B 3 B v. B v. En el gráfico  que se muestra, determine el módulo del vector T (en m), donde: T = FE + EG + DE − FD AB = AD = 5 2 m AH = 12 m A) 10 B) 17 C) 13 2 D) 2 97 E) 26. Resolución Nos piden Hmáx en términos de h.. Z (m). B. C. A E. D F. H X (m). Y (m). G. 6.

(7) UNI. Física. Tema: Análisis vectorial. Luego.  . Si se tiene un sistema de coordenadas cartesianas. Z. T =. (5 2 ) 2 + (5 2 ) 2 + ( 24 ) 2. T = 26 m. k. Respuesta. î. 26. Y. X. Alternativa. E. Los vectores unitarios son , , , donde | |=| |=| |. PREGUNTA N.o 8. Análisis y procedimiento. La superficie circular sobre la que se apoya la bolita es perfectamente lisa. Calcule la aceleración, en m/s2, que debe tener el carrito para que la bolita adopte la posición mostrada. (g = 9,8 m/s2) Dato: sen16º=7/25. Z (m) B. 5 2 A. 5 2. C. D 12. A) B) C) D) E). E H. F Y (m) G. X (m). 9,80 8,33 6,25 5,66 4,57. 37º. a. . 37º. Nos piden T. Luego T = FE + EG + DE − DF Del gráfico DE + EG = DG . Resolución. Donde T = FE + EG + DE − FD. En (I) T = FE + DG + DF . (I). Tema: Dinámica rectilínea Análisis y procedimiento. (II). •. Realicemos el DCL de la esfera. O. Luego. FE = 5 2 ( − ) m DG = 12 ( − ) m DF = 5 2 ( −. Fg. ) + 12 (− ). m. 37º. a. 37º. R. En (II) se tiene que. . T = 5 2 (−. ) + 12 (− ) + 5. T = 5 2 (−. )+5. . 2 (−. 2 (−. ) + 12 (− ). ) + 24 (− ). 53º. 37º. 7.

(8) UNI. Física. Nos piden a.. . PREGUNTA N.o 9. . Como la F R y la a tienen igual dirección a FR 37º. Obtenemos la fuerza resultante con la suma vectorial.. A) B) C) D) E). 4Ω Mgsen16º. 16º Fg=Mg. R 53º. En la figura mostrada el bloquecito de masa m0 parte del reposo desde una altura h=12 m y se desliza sobre la superficie lisa semicircular de radio R = 15 m. Al llegar a la parte inferior el bloquecito choca elásticamente con el bloque de masa M = 3m0 que se encuentra en reposo. Como resultado de esta colisión el bloque de masa M sube hasta una altura H (en metros) igual a 3 4 6 9 12. m0 M. h. a. Resolución Tema: Energía y cantidad de movimiento. FR=Ma. 37º 37º. Análisis y procedimiento Primero desarrollemos el choque elástico. v. Del triángulo sombreado. sen 37º =. M g sen 16º. m0. 3m0 vB. m0. 3m0. vA. Ma. después del choque.  7  (9, 8)    25  3 = 5 a →. v=0. antes del choque. Por ser choque elástico se tiene que e =1 v A + vB = 1 → v A + v B = v v. a=4,57 m/s2. (I). Por conservación de la cantidad del movimiento. El módulo de la aceleración que presenta el carrito es 4,57 m/s2.. Respuesta.  sist  sist. P0 = PF. m0(+v)+3m0(0)=m0(– vA)+3m0(+vB) 3vB – vA=v . 4,57 m/s2. Alternativa. E. (II). De (I) y (II) se tiene que v v A = vB = 2. 8.

(9) UNI. Física. Graficando desde que fue soltada m0 hasta la parte más baja de la trayectoria. A v=0 H=12 m. liso. v. Por conservación de energía mecánica EM0=EMF. PREGUNTA N.o 10. Una mol de gas ideal que se encontraba bajo una presión de 6×105 Pa se comprime isotérmicamente de 4 hasta 2. (La constante universal de los gases ideales es R = 8,3 J/mol·K). Dadas las siguientes proposiciones respecto del proceso: I. La presión aumenta 105 Pa. II. La presión disminuye 2 · 105 Pa. III. La temperatura del gas es aproximadamente de 15,8 ºC. Indique la secuencia correcta después de determinar si las proposiciones anteriores son verdaderas o falsas.. v 2 m0gH=m0  0   2  g(12) =. v2 2. A) VFV B) FFV D) FVV (α). Resolución. Graficando 3m0 luego del choque hasta que se detiene. B v=0 liso. v/2. h. Tema: Termodinámica •. En todo gas ideal, entre los parámetros macroscópicos se verifica que PV=nRT • Siendo para un proceso isotérmico (T=constante) P0V0=Pf Vf. Análisis y procedimiento • Por ser proceso isotérmico P0V0=Pf V0 (6×105)×4=Pf×2 Pf=12 · 105 Pa. Por energía EM0=EMf 3m v (3m0 ) gh =  0    2 2 gh =. C) VVF E) VFF. 2. Por lo tanto, la presión del gas aumentó en 6×105 Pa.. 2. 1 v − 4 2. •. Para el cálculo de la temperatura PV=nRT Al inicio 6×105×4×10 – 3=1×8,3×T T=289,15 K Convirtiéndolo a ºC T=289,15 – 273,15 → T=16 ºC la cual es aproximadamente a 15,8 ºC.. (b). De (a) y (b) h=3 m. Respuesta. Respuesta. 3. FFV. Alternativa. A. Alternativa. B. 9.

(10) uni. Física. Pregunta N.o 11. Una lente delgada convergente de distancia focal 30 cm debe colocarse entre una fuente luminosa puntual y una pantalla, de modo que sobre esta se forme nítidamente la imagen de la fuente. La distancia entre la fuente luminosa y la pantalla es 1,50 m. Las distancias, en cm, de las dos posiciones posibles en las que se debe colocar la lente respecto a la fuente son A) B) C) D) E). pantalla. 105,5; 44,4 106,5; 43,4 107,5; 42,4 108,5; 41,4 109,5; 40,4. 150 + 150 2 − 4(1)(4500) = 108, 5 cm 2. θ2 =. 150 − 150 2 − 4(1)(4500) = 41, 4 cm 2. Respuesta 108,5; 41,4. D. 150 cm. Pregunta N.o 12. Tema: Óptica geométrica Si se requiere el uso de una pantalla para proyectar una imagen, esta deberá ser real y, por lo tanto, invertida. Ahora, si la condición es que sea una imagen nítida, la formación de esta deberá estar en la misma posición donde se encuentra la pantalla.. Análisis y procedimiento Nos solicitan la distancia objeto (θ). Veamos Z.V.. O. θ1 =. Alternativa. Resolución. • •. Empleando la fórmula general para una ecuación cuadrática tenemos. Z.R.. Dadas las siguientes proposiciones referentes a las leyes de Kepler sobre los movimientos planetarios: I. La Tierra describe una órbita elíptica con el Sol en el centro de la elipse. II. El vector que va del Sol a la Tierra barre áreas iguales en tiempos iguales. III. El cubo del periodo de la órbita de la Tierra es proporcional al cuadrado de su semieje mayor. Son correctas:. pantalla. A) solo I B) solo II D) I y III . f=30 cm F θ. i=150 – θ. I. 150 cm. Por condiciones del problema, la imagen sería real y formada justo en la pantalla. •. Empleando la ecuación de Descartes tenemos 1 1 1 = + f i θ 1 1 1 = + 30 150 − θ θ 1 150 = 30 (150 − θ)· θ. → θ2 – 150θ + 4500=0. C) solo III E) II y III. Resolución Tema: Gravitación universal Análisis y procedimiento Nos piden las proposiciones correctas. I.. Falsa La primera ley de Kepler nos señala que los planetas describen trayectorias elípticas, donde el Sol se encuentra en un foco de la elipse y no en el centro como señala la proposición.. 10.

(11) uni. Física. II. Verdadera. t1 A1. Datos: Densidad del agua de mar=1,03×103 kg/m3 Densidad media del cuerpo humano=9,8×102 kg/m3 A) 6,56×102 B) 6,79×102 C) 6,94×102 D) 7,06×102 E) 7,31×102. A2. Resolución. t2. Tema: Empuje. La segunda ley de Kepler enuncia que área = constante tiempo Para el caso indicado, si t1=t2 → A1=A2 III. Falsa. Recuerde que para un cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido en reposo, el módulo de la fuerza de empuje se determina como g. tierra. Vsum. E. sol. ρlíq.. E=ρlíq. · gvsum.. R La tercera ley de Kepler nos señala que T2 = cte. R3 El cuadrado del periodo (y no el cubo como señala la proposición) es proporcional al cubo del radio.. Análisis y procedimiento Piden la densidad del flotador (ρF). Consideremos que la persona está parada sobre el flotador y este sistema se encuentra en equilibrio como se muestra en el gráfico. Fg. Por lo tanto, solo la proposición II es correcta.. 20% Vp. Respuesta. 80% Vp. solo II ρ. Alternativa. B. Pregunta N.o 13 En agua de mar, un flotador completamente sumergido soporta a una persona de 75,0 kg con el 20% del volumen de la persona fuera del agua. Si el volumen del flotador es de 0,040 m3, ¿cuál es la densidad media del flotador en kg/m3?. Eres Donde: mp: masa de la persona mF: masa del flotador Vp: volumen total de la persona VF: volumen total del flotador ρ: densidad media del cuerpo del flotador ρF: densidad media del flotador ρL: densidad del agua de mar Eres: módulo del empuje total sobre la persona y el flotador. 11.

(12) uni. Física. Para el equilibrio mecánico del sistema persona - flotador se cumple Fgsist=Eres (mp+mf)g=ρL g Vsum(total). Análisis y procedimiento. Nos piden la energía sonora E que emite la fuente en D t=1 h=3600 s.. mp+mF=ρL(80%Vp+VF) mp   m p + ρ F · VF = ρ L  0, 8 × + VF    ρ. r=4,3 m x fuente sonora. 75   75 + ρ F × 0, 04 = (1, 03 × 10 3 )  0, 8 × + 0, 04    9, 8 × 10 2. ρF=7,31×102 kg/m3. Respuesta 7,31×102. Alternativa. E. Se cumple que E=P D t E=(IA) D t E=(I × 4pr2) D t E=(0,026 × 4 × 3,14 × 4,32) × 3600 E=2,17 ×104 J. Respuesta. Pregunta. N.o 14. 2,17. Desde una fuente puntual se emiten ondas sonoras tal que la intensidad es de 0,026 W/m2 a una distancia de 4,3 m de la fuente. ¿Cuánta energía sonora en 104 J, emite la fuente en una hora si su potencia se mantiene constante? A) 2,17 B) 2,27 D) 2,47 . C) 2,37 E) 2,57. Resolución Tema: Onda sonora F : fuente sonora r F. x. En el punto x tenemos que • La potencia sonora se calcula así E E: energía sonora que emite la P= ∆t fuente. • La intensidad sonora se calcula así . I=. P. A. A: área de la esfera de radio r.. Alternativa. A. Pregunta N.o 15 Calcule la presión manométrica en Pa, directamente debajo de un bloque cúbico de madera de 10 cm de arista y densidad 0,5 g/cm3 que flota con 2/3 de su volumen sumergido tal como se muestra en la figura. ( g=9,8 m/s2) A) B) C) D) E). 130 230 340 410 490. madera. aceite. agua. Resolución Tema: Hidrostática Cuando un cuerpo se encuentra interactuando con un líquido, experimenta la presión debido al líquido, pero también debido al medio (la atmósfera) que rodea al líquido. De manera que la presión total se determina como Ptotal=Plíq.+Patm. 12.

(13) uni. Física. Ahora, los instrumentos para medir la presión se calibran para no registrar la presión atmosférica. A la presión que registran se le denomina presión manométrica (Pman). Por lo tanto, en nuestro caso Pman=Plíq.. Análisis y procedimiento Haciendo el DCL sobre el bloque tenemos Fg. Pregunta N.o 16. Consideremos el modelo del átomo de Bohr de hidrógeno, donde el electrón tiene una carga negativa de q=1,6×10 – 19 C. El electrón gira con una rapidez de 2,18×106 m/s y con un radio de giro de 5,2×10 – 11 m. Este electrón en movimiento circular puede ser visto como una espira con corriente. ¿Cuál sería aproximadamente la intensidad de corriente de esta espira en mA? A) 1,0 B) 2,0 D) 4,0 . E Del equilibrio del bloque tenemos E=Fg=mg (*) E=(ρcuboVcubo)g . Resolución Tema: Electrodinámica. . El empuje ( E ) surge cuando el cuerpo se encuentra sumergido (parcialmente) tanto en agua como en aceite. Sin embargo, como se está pidiendo determinar la presión manométrica (presión del líquido) en la base del cubo, es mejor determinar el empuje y relacionarlo con esta presión.. Análisis y procedimiento El giro del electrón en el átomo de hidrógeno se puede asemejar a una espira con corriente, tal como se muestra en el gráfico.. •. núcleo. El empuje es la resultante de las fuerzas que el líquido ejerce sobre el cubo. Nótese que en este caso la resultante será vertical y hacia arriba y estará definida por la fuerza del líquido sobre la base del cubo..  . E = F R(líq). \. E=Plíq. base · Abase. Reemplazando en (*) Plíq. base · Abase=(ρcuboVcubo)g. r. Considerando la rapidez del electrón constante, este atraviesa la sección transversal en el tiempo que da una vuelta (periodo). Se puede considerar como una corriente continua formada por una sola partícula (el electrón). En consecuencia tenemos. Plíq. base (10– 2)=(500)(10– 3)(9,8). \. sección transversal. electrón. Plíq. base •. C) 3,0 E) 5,0. I=. Plíq. base=490 Pa. q q = e t T. (I). El periodo (T) se determina aplicando la relación del MCU en la trayectoria.. Respuesta 490. Alternativa. E. 2πr T= v. r: radio de giro v: rapidez del electrón. 13.

(14) UNI. Física. Reemplazando en (I) tenemos. q v (1, 6 × 10 −19 ) ( 2,18 × 10 6 ) I= e = = 0, 001 A 2πr 2 ( 3,1416 ) (5, 2 × 10 −11 ) = 1 mA. Donde la REq se calcula. 10 Ω. 30 Ω. 20 Ω. Respuesta 1,0. Alternativa. A. En paralelo. PREGUNTA N.o 17. 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0. 10 · 30 = 7, 5 Ω 10 + 30. R. Calcule la corriente en A, a través de la resistencia de 20 Ω del circuito mostrado en la figura. A) B) C) D) E). R=. 10 Ω. 30 Ω. En serie REq=7,5+20. 20 Ω. 82,5 V. Resolución Tema: Electrodinámica Análisis y procedimiento. 20 Ω. REq=27,5 Ω Piden I. En el circuito equivalente V=IREq →. 82,5=I · 27,5. →. I=3 A. Respuesta. Representemos en un gráfico las corrientes. 3,0. Alternativa 10 Ω. I2. I1. 30 Ω. I. I. PREGUNTA N.o 18 82,5 V. El circuito equivalente es. I. 82,5 V. E. 20 Ω. REq=27,5 Ω. En la figura se representa una barra conductora de masa 20 g y longitud 10 cm, suspendida por dos hilos rígidos también de material conductor y de masas despreciables. La barra se coloca en un campo magnético, formando la conocida “balanza magnética”. Si al circular una corriente I de 2 amperios, por la barra, esta se inclina formando un ángulo q=45º con la vertical,  determine la intensidad de inducción magnética B en Teslas.. 14.

(15) UNI. Física. Nota: Se ha considerado para el módulo de la aceleración de la gravedad lo siguiente: g = 9,8 m/s2. Respuesta 0,98. I. Alternativa. B. B A) 0,098 B) 0,98 D) 98 . PREGUNTA N.o 19. C) 9,8 E) 980. Resolución Tema: Fuerza magnética Análisis y procedimiento La fuerza magnética (Fmag), por la regla de la palma izquierda, actúa de la siguiente manera:. Se construye una terma solar con una caja de un material térmicamente aislante, como se muestra en la figura. La tapa superior de la caja es transparente y tiene un área de 3 m2. ¿Cuánto tiempo necesitaría la terma para calentar 60 litros de agua desde 20 ºC hasta 60 ºC? Considere que la terma no tiene pérdida de calor y que la densidad del agua es constante todo el tiempo. ρagua=1000 kg m – 3; Cagua=1,0 cal×g – 1 (ºC) – 1 intensidad de radiación del Sol que ingresa por la tapa: 550 Wm – 2 (1 cal=4,186 J). m=20 g<> 0,02 kg. A. T I=2. B. Fmag. L=1 0. g 45º. A. T. Fg. X. material aislante. Y. observador. cm<. A) B) C) D) E). >0,. 1m. Para el observador. 45º. 2T Fmag Fg. Nos piden B. Del equilibrio mecánico de la barra tenemos 2T 45º Fg Fmag. Z. Fmag=Fg BIL=m · g B×2×0,1=0,02×9,8 B=0,98 T. 54 minutos 1 hora 7 minutos 1 hora 14 minutos 1 hora 35 minutos 1 hora 41 minutos. Resolución Tema: Física moderna - Calorimetría La intensidad de una radiación se calcula como P E I= = A At donde P : A: E : t :. potencia (W) área de incidencia (m2) energía (J) tiempo (s). 15.

(16) UNI. Física. Análisis y procedimiento. De acuerdo al enunciado y considerando que la radiación incide en forma perpendicular a la tapa superior tenemos. H2O. III. No tiene masa pero transporta energía. Son correctas: A) solo I B) solo II C) I y III . C) solo III E) I y II. Resolución Tema: Física moderna. material aislante. Análisis y procedimiento. La energía entregada por la radiación es absorbida completamente por el agua y esto le permite variar la temperatura de 20 ºC a 60 ºC. Luego Energía=Qabsorbida. I.. Falsa C. C. C. C. C. E=CeH. · m·∆T 2O. E=1 cal/g ºC×60 000 g×40 ºC El fotón en el vacío presenta la rapidez de la luz (C), pero al ingresar a un medio es absorbido y remitido por los átomos de este, observándose un retraso en la salida del fotón; por ello, se suele plantear la rapidez media, para el medio en mención. Esta rapidez media dependerá de la estructura del medio.. E=24×105 cal=24×105×(4,186 J) 5. E=100,464×10 J Como E I= At Entonces E t= A·I t=. II. Falsa A diferencia de otras partículas como el electrón o el quark, debido a los resultados de experimentos y a consideraciones teóricas se cree que la masa del fotón es exactamente cero. Algunas fuentes utilizan también el concepto de masa relativista para la energía expresada con unidades de masa. Para un fotón con longitud de onda λ o energía E, su masa relativista es h/λC o E/C2. Este uso del término masa no es común actualmente en la literatura científica.. 100, 464 × 10 5 J 3 m 2 × 550 W/m 2. t=6088,72 s t≈1 hora 41 minutos. Respuesta 1 hora 41 minutos. Alternativa. E. PREGUNTA N.o 20 En relación a las propiedades del fotón, se tienen las siguientes proposiciones: I. Viaja a la velocidad de la luz en cualquier medio. II. Posee una masa muy pequeña, comparable con la del electrón.. III. Verdadera Según Planck, la energía del fotón es EF=hf, donde h es la constante de Planck y f, la frecuencia de la radiación. Nota: En la proposición I se está considerando que velocidad de la luz → velocidad de la luz en el vacío. Respuesta solo III. Alternativa. C. 16.

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