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Nombre:
C.I.:
Examen Física General I (Biociencias – Geociencias)
26/2/2009
1.
El cuadro BC de la figura cuelga de una pared vertical mediante un cordón AC que se encuentra
en posición horizontal. El cuadro forma un ángulo β = 65º con la pared. Si la parte inferior del cuadro no
está fija, ¿cuál debe ser el mínimo valor del coeficiente de rozamiento entre pared y cuadro para que este
último permanezca en equilibrio?
a) 0,15
b) 0,27
c) 0,42
d) 0,57
e) 0,93
2.
Un hombre se eleva sobre una plataforma en la que permanece de pie por medio de una cuerda y una polea, tal
como se muestra en la figura. El hombre tiene una masa de 100kg y y la plataforma de 50kg. Suponga que la cuerda y la
polea no tienen masa, y que no hay rozamiento durante el movimiento, y desprecie cualquier balanceo de la plataforma.
¿Cuál es la fuerza de contacto ejercida por el hombre sobre la plataforma si asciende con una aceleración uniforme de 5
m/s2 ?
a)120N
b)360N
c)1110N
d)370N
e)740N
3.
A una distancia de 20 m de un muro de 10 m de altura, se lanza un cuerpo de modo que
pase por encima y caiga al otro lado, a otros 20 m de distancia. ¿Cuál es la velocidad mínima v 0
con que se debe lanzar el cuerpo?
a) 10 m/s
b) 15 m/s
c) 20 m/s
d) 30 m/s
e) 45 m/s
4.
Un tubo en forma de U de 1cm2 de sección tiene la rama derecha abierta a la atmósfera
y la rama izquierda tapada. Contiene un líquido de densidad 10g/cm3 que deja encerrado un gas
ideal en la rama izquierda. En equilibrio, la columna de gas mide L = 20cm y la diferencia de
alturas del líquido entre las dos ramas vale h = 3cm, como muestra la figura. Si ahora se agrega
líquido por la rama derecha, ¿cuál será el volumen del gas cuando el nivel del líquido alcance el
borde abierto del tubo si la temperatura se mantuvo constante en el proceso?
a) 16,7 cm3
b) 17,6 cm3
c) 7,8 cm3
d) 15,4 cm3
e) 18,1 cm3
5.
Un astronauta en la luna deja caer una pluma y un martillo desde la misma altura para verificar que demoran el
mismo tiempo en llegar al piso. En la luna la aceleración de gravedad es la sexta parte que en la Tierra. Si la altura desde la
que soltó los objetos es de 1,30 m; ¿Cuánto tardan en llegar al piso?
a) 0,13 s
b) 0,52 s
c) 0,80 s
d) 1,26 s
e) 2,52 s
6.
Un gas ideal se encuentra inicialmente ocupando un volumen de 1 litro. Supongamos que se expande hasta ocupar
4 litros de dos maneras diferentes. Primero manteniendo la presión constante, y en otro caso manteniendo la temperatura
constante. ¿Cual es el cociente Wp/Wt entre los valores del trabajo mecánico realizado a presión constante Wp y a
temperatura constante Wt?
a) 1,00
b) 1,54
c) 2,16
d) 3,52
e) 3,72
7.
Un futbolista patea una pelota (que cumple las normas oficiales de la FIFA) que inicialmente está quieta en el piso y
logra que la misma vuelva a tocar el piso a una distancia de 50 m. De acuerdo a las normas de la FIFA la presión
interna de un balón de fútbol es unos 8 x 104 Pa mayor que la presión atmosférica y su masa es de unos 430 gramos.
a)
¿Cuál es el valor mínimo que debería tener el módulo de la velocidad inicial de la pelota para que pueda cubrir
esa distancia? Explique claramente la razón por la que el valor encontrado es un mínimo.
b) Si el tiempo de contacto entre el pie del futbolista y la pelota es de aproximadamente 0,1 s ¿cuál es la fuerza
media que ejerció sobre la pelota durante el impacto?
c)
La pelota al caer se pincha al golpear con algún objeto puntiagudo y comienza a perder aire por un pequeño
orificio. Estime cuánto vale la velocidad del aire que escapa por el orificio apenas se produjo el pinchazo.
d) ¿Cuánto vale la presión dentro del balón en el momento que el aire deja de escapar del mismo? Justifique su
respuesta.
Nombre:
C.I.:
Algunos datos que pueden ser útiles para todo el examen: densidad del agua: 1,0x103 kg/m3; calor específico del agua: 1,0 cal/g ºC;
calor latente de fusión del hielo: 3,33 x 105 J/kg; calor latente de vaporización del agua: 2,26 x 106 J/kg; g=9,8 m/s2; 1 cal =4,186 J; 1
atm=1,013 x 105 Pa; R=8,31 J/ºK.mol; densidad del Helio = 0,18 kg/m3; Calor específico del aire = 1000 J/kgºC; densidad del aire =
1,25 kg/m3; Calor específico del hielo = 2090 J/kgCº; calor especifico del hierro sólido = 448 J/kgºK; densidad hierro = 7,80103kg/m3;
calor específico del vapor de agua=6,03x104 J/kgCº; calor específico del vidrio=837 J/kg Cº; Momento de inercia de un disco =
MR2/2; Momento de inercia de un anillo= M(R12-R22)/2; G = 6,67 x 10-11 Nm2/Kg2; RTierra = 6378 km; MTierra = 5,96 x 1024 kg
8. Considere el pie de masa m de un hombre de masa M que se está agachando en el
piso con su peso distribuido uniformemente en ambos pies.
En la posición de puntas de pie, como muestra la figura, el tendón de Aquiles se
encuentra bajo una tensión considerable T que forma un ángulo α con la horizontal.
La tibia actúa en el tobillo con una fuerza F en un punto que se encuentra a la misma
distancia del piso que T, y formando un ángulo β con la vertical.
El contacto del pie con el piso se da a una distancia b de la vertical que pasa a través del
punto de contacto entre la tibia y el tobillo y el centro de masa del pie se encuentra
directamente debajo de dicho punto.
En función de M, m, d, b, y α y despreciando el rozamiento determine una expresión
para:
a)
b)
c)
la tensión que soporta el tendón de Aquiles.
β
la fuerza que ejerce la tibia en el pie.