Download examen22-7

Nombre:
C.I.:
Examen Física General I (Biociencias – Geociencias)
22/7/2005
Datos: Calor específico del hielo: 2090 J/kg ° C, Calor específico del agua: 4186 J/kg ° C, Calor latente de fusión del agua:
3,33 x 105 J/kg, aceleración de la gravedad: 9,8 m/s2, densidad del agua: 1000 kg/m3
1.
Una persona sostiene con su mano una masa de 5 kg. Considere su antebrazo como una barra horizontal como se
muestra en la figura. La fuerza F es proporcionada por la contracción muscular del bíceps. Suponiendo que el codo es el punto
fijo O, que el bíceps actúa a 4 cm del mismo, y que la distancia de la masa a O es de 32 cm, determine la fuerza F realizada por
el bíceps para equilibrar este peso. Desprecie la masa del antebrazo.
a)
b)
c)
d)
e)
49 N
62 N
276 N
196 N
392 N
F
O
2.
Dos resortes de constantes k1 y k2 son comprimidos una misma longitud x, por dos cuerpos de masa m. Una vez
liberados, dichos cuerpos llegan al extremo de la mesa con velocidad v1 y v2 respectivamente, golpeando el suelo a una
distancia d1 y d2 respectivamente, tal que d1 = 2d2 ; tales distancias son medidas con respecto al pie de la mesa. El cociente
k1/ k2 es:
a)
b)
c)
d)
e)
0,2
2,0
4,0
8,0
16,0
m
m
v1
k1
v2
k2
d1
d2
3.
Un globo de goma tiene 8 g de masa cuando está vacío. Para conseguir que se eleve se infla con un gas. Sabiendo que
la densidad del aire es de 1,29 kg/m3 y la del gas 0,53 kg/m3 determinar el volumen que, como mínimo, ha de alcanzar el
globo para que comience a elevarse.
a) 10,5 litros
b) 2,0 litros
c) 5,5 litros
d) 12,0 litros
e) 15,0 litros
4.
Al abrir una canilla se observa que la corriente de agua descendente varía su diámetro a medida que baja.
¿Cómo y por qué cambia la sección del chorro de agua, a medida que está más abajo?
a)
b)
c)
d)
e)
Disminuye debido a que la presión del agua aumenta.
Aumenta debido a que la velocidad disminuye y el caudal permanece constante.
Disminuye debido a que la velocidad del agua aumenta y el caudal permanece constante.
Aumenta debido a que la velocidad del agua aumenta y el caudal permanece constante.
Disminuye debido a que la velocidad del agua permanece constante y el caudal disminuye.
5.
A un bloque de 1 kg de hielo se le entregan 177 kJ de calor. Inicialmente el bloque está a una temperatura de -5° C.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
a)
El estado final del sistema es hielo a –4,9° C
b)
Se derritió la mitad del hielo
c)
La temperatura final del sistema es de 64° C
d)
El estado final del sistema es mezcla de agua y vapor a 100 ° C
e)
La temperatura final del sistema es de 85 ºC
P
6.
Un gas ideal realiza un ciclo ABCDA (ver figura). El proceso AB es a
temperatura constante. Indicar cuál de las siguientes afirmaciones es correcta.
a)
WAB = - WCD y QCD<0
b)
WAB > 0 y QCD < 0
c)
WDA = 0 y QAB < 0
d)
WCD > 0 y QDA > 0
e)
WBC = 0 y QAB = 0
A
B
D
C
V
7.
En muchas ocasiones los caminos que se construyen para subir a cerros hacen espirales alrededor de los mismos en
lugar de ir en línea recta por la pendiente. Un ejemplo se puede ver en el camino que va hasta la cumbre del cerro San Antonio
en Piriápolis. En este ejercicio analizaremos las ventajas y desventajas que tendría cada uno de los dos diseños de caminos
planteados (espiral, recto).
a) Un ciclista que asciende a un cerro (por ejemplo al San Antonio). En una oportunidad lo hace por un camino en espiral y
en otra oportunidad por un camino recto. Si asumimos que en cada caso parte del mismo lugar y llega a la cumbre del
cerro en dónde se detiene ¿cuánto varía su energía mecánica en cada caso? Dibuje un esquema representando cada uno de
los trayectos y las cantidades involucradas en su cálculo de la variación de energía mecánica.
b) Si el ciclista quiere realizar el ascenso a una velocidad de 20 km/h respecto al camino ¿es igual la potencia mínima que
tendrá que aplicar para ascender por el camino espiral que la que tendrá que aplicar para ascender por el camino recto?
c) ¿Qué tipo de camino es mejor para el ciclista y por qué?
Nombre:
C.I.:
8.
En un árbol una manzana cuelga de la punta de una rama a 3 m del piso. La rama tiene 2 m de longitud y puede
considerarse como un cilindro homogéneo de 25 kg de masa cuyo eje forma un ángulo de 45º con respecto a la vertical.
a)
Realizar un diagrama de las fuerzas que actúan sobre la rama y calcular explícitamente la fuerza que la mantiene
unida al árbol.
b) Calcular el momento de fuerzas (torque) ejercido por el peso de la rama y el peso de la manzana respecto al punto de
unión con el árbol.
c) Si la manzana se desprende de la rama, ¿cuánto tarda en llegar al suelo?
d) La manzana cae en un balde con agua y flota de forma que el 50 % de la misma sobresale de la superficie, ¿Cuál es el
empuje de Arquímedes ejercido por el agua en este caso?
Datos: masa de la manzana = 180 g