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PROBLEMARIO E.T.S. FÍSICA II

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 13

“RICARDO FLORES MAGÓN”

PROBLEMARIO PARA EL E.T.S. DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA II

PRIMER PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 1: RAP (1, 2, 3, 4, 5, 6 Y 7)UNIDAD 2: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS, ESCRIBIENDO LOS DATOS, CONVERSIONES, DESPEJES, SUSTITUCIÓN DE DATOS CON UNIDADES, ELIMINACIÓN DE UNIDADES Y RESULTADOS CON UNIDADES.

1) El esfuerzo de una varilla es de 6x104 Pa, su límite elástico o módulo de Young es de 4x1010 Pa, su deformación es de 0.007, su longitud es de 5m. Determine:

a) El incremento de longitud.b) La magnitud de la fuerza, tomando en cuenta que la sección transversal de

la varilla es de 8x10−2 m2.c) El diámetro de la varilla en m.

2) Se tiene un alambre de 990 mm de longitud, el cual tiene una sección circular con un radio de 0.35 cm, si su límite es de 1.6x108 Pa y su módulo de elasticidad o módulo de Young es de 12.5x1010 Pa. Determinar:

a) La fuerza máxima que puede soportar sin rebasar su límite elástico en Nw.b) La variación de su longitud (incremento) en m.

3) Una varilla de 2x104 mm de longitud tiene un diámetro de 3 cm, la cual soporta una carga de 5x104 Newton y experimenta un incremento de longitud de 8x10−3 m; determinar:

a) El esfuerzo del material.b) La deformación unitaria.c) El límite elástico o módulo de Young.

4) Por una tubería de 3.81 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuyo valor es de 3mseg . En una parte de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 2.54 cm,

que valor de velocidad llevara el agua en ese punto y demuestre que el gasto es el mismo.

AUTOR: ING. BERNARDINO SÁNCHEZ TORRES |


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5) Un tubo de cobre tiene un volumen de 0.009 m3 a 10°C y se calienta a 200°C. Calcular:

a) ¿Cuál es el volumen final?b) ¿Cuál es la dilatación cúbica en m3 y en litros?

6) Un cable de 1m de longitud de acero, tiene un diámetro de 0.1 cm, ¿Cuál es la fuerza

sobre el cable cuando se le estira 0.3 cm? Y acero=20 x1010 Nwm2

7) Un prisma rectangular de cobre que cuenta con una base igual a 36 cm2 y tiene una altura de 10 cm, se encuentra suspendida de un alambre y se sumerge hasta la mitad en un recipiente que contiene alcohol. Tomando en cuenta que δ alcohol=0.79gr /ml . Calcular:

a) ¿Qué volumen de alcohol desaloja en m3?b) ¿Qué empuje recibe en Nw?c) ¿Cuál es el peso aparente del prisma debido al empuje, si su masa real es

de 3.2 kg?

8) El diámetro del embolo menor de una prensa hidráulica es de 15cm y emite una fuerza de 26 Nw. El embolo mayor tiene un área de 0.035 cm2, determinar:

a) La fuerza en el embolo mayor y la presión hidráulica.

9) Se tiene una barra de aluminio de 25 x 35 x 8000 mm, la cual se encuentra a compresión y experimenta un decremento de 0.68 m, si el modulo de Young del aluminio es de 90 terapascales, determinar:

b) El esfuerzo en Pascales.c) La deformación unitaria.d) La carga máxima en Nw.



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10) Se tienen 1200 gr de una aleación metálica a una temperatura de -273°K y se le aplican 8000 calorías, originando que la temperatura final sea de 120°F; determinar:

a) Ce en cal /gr °CINSTITUTO POLITECNICO NACIONAL





11) Considerando que los coeficientes de dilatación lineal para el cobre αCu = 1.7x10−5 1°C y para el acero α acero = 1x10−5

1°C ; determinar el incremento de longitud de

ambos materiales, cuando se tiene una cinta métrica de acero que se utiliza para medir una barra de cobre de 2800 mm, si inicialmente están ambas a 44°F y se varía la temperatura a 160°F.

12) Se tiene una masa metálica de 600 gr con una temperatura inicial de 0°C y se le aplican 2500 cal, si su calor específico es de 25 cal /g°C ; determinar su temperatura final en °K y °F.

13) El modulo de Young del aluminio es de 70 GigaPascales, de este material se tiene una barra de 20 x 30 x 5000 mm, esta a compresión y experimenta un decremento de longitud de 0.8 cm, si el Le = 5x108 Nw /m2. Determinar:

a) El esfuerzo.b) La deformación unitaria.c) La carga máxima.

14) Un tubo de acero con un Y = 200000 MegaPascales, tiene un diámetro exterior de 5cm, un diámetro interior de 4.5 cm y una longitud de 5600 mm, si está soportando una carga de 5000 Kilodinas. Determinar:

a) El modulo de Young en Pascal.b) La deformación unitaria.

15) Se tienen 4800 litros de alcohol con densidad relativa de 0.65 y escapa a través de un orificio de 25 cm2; determinar:

a) La densidad del alcohol.b) La altura en que se encuentra la caída libre.



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c) La presión hidráulica.d) El gasto o caudal.e) El peso específico.f) El tiempo que tarda en pasar todo el volumen.






16) Un cilindro de 56 cm de diámetro, con una longitud de 2500 cm, que pesa 56x109dinas (gramos - fuerza) y está sumergido en un líquido con una densidad relativa de 1.2; determinar:

a) La densidad del líquido.b) La fuerza de empuje.c) ¿flota o se hunde?

17) El diámetro del émbolo mayor de una prensa hidráulica es de 56 cm y emite una fuerza de 34 kN, el émbolo menor tiene un área de 0.15 cm2. Determinar:

a) La fuerza en el émbolo menor.b) La presión hidráulica.

18) Un tubo de Venturi tiene diámetros de 450 y 120 mm, y circula a través de él un gasto o caudal de 56 ¿ /min . Determinar:

a) La velocidad en cada diámetro en m /seg .

19) La densidad del mercurio a 32°F es de 13600 kg /m3 y su coeficiente de dilatación volumétrica es de 1.8x10−4 °C−1 . Calcular la densidad del mercurio a 400°K.

20) Una cinta métrica de acero se utiliza para medir la longitud de una barra de cobre de 1200 mm, cuando ambas se encuentran a 50°F y tienen la misma longitud. Tomando en cuenta que el coeficiente de dilatación lineal del acero es de 1.1x10−5 1/°C y el del cobre es de 1.7x10−5 1/°C . Determinar el incremento de longitud cuando su temperatura es de 200°F.

21) Una barra de plata pesa 4.5 Nw y esta a una temperatura de 400°K, enseguida se le aplican 45 kilocalorías, tomando en cuenta que el calor específico de la plata es de 0.056 cal /gr °C . Determinar la temperatura final en °C.



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22) Un matraz de vidrio de 240 ml, se encuentra completamente lleno de mercurio y la temperatura de cada cual es de 300°K y 400°K respectivamente. Tomando en cuenta que el coeficiente de dilatación volumétrica del mercurio es de 182x10−6 /° C y el del vidrio es de 21.9x10−6 / °C . Calcular cuánto mercurio se derrama.

23) Se tienen 12000 gr. De una aleación metálica a una temperatura de -273°K y se le aplican 8000 calorías, originando que la temperatura final sea de 120°F, determinar el calor específico de la substancia.

24) Se tiene una masa metálica de 600 gr. Con una temperatura inicial de 0°C y se le aplican 250 calorías, considerando que su calor específico es de 25 cal /gr °C , obtener la temperatura final en °K y en °F.

25) Una cinta de cobre se utilizo para medir la longitud de una varilla de acero de 2700 mm con la observación de que ambos materiales están a 75°F y mantiene la misma longitud, determinar la variación de la longitud cuando cambia la temperatura a 180°F, y la longitud final de cada material.

26) Hallar la variación de volumen experimentada, por un bloque de fundición de 10 x 12 x 9 cm, cuando se calienta desde 280°K hasta 315°K. Tomando en cuenta que α = 1x10−5 1/°C .

27) 300 gr. de alcohol etílico, ocupan un volumen de 0.000425 m3. Calcular:

a) ¿Cuál es su densidad?b) ¿Cuál es su peso específico?c) ¿Cuál es su densidad relativa?

28) El modulo de Young de una varilla es de 5x108 Nw /m2 y su diámetro de 4cm. Si tiene una longitud de 5 m y una deformación unitaria de 0.05 determinar:



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a) El incremento en la longitud.b) El área de la sección transversal de la varilla.c) La fuerza aplicada.






29) Por una tubería de 3 cm de diámetro fluyen 600 litros de agua durante 2 minutos. Calcular:

a) El gasto en m3

seg

b) La velocidad del fluido en mseg

30) Un cable de 1 m de longitud de acero, tiene un diámetro de 0.1 cm ¿Cuál es la fuerza

sobre el cable cuando se le estira 0.3 cm? Y acero=20 x1010 Nwm2

31) El diámetro del émbolo menor de una prensa hidráulica es de 15 cm y emite una fuerza de 26 Nw, el émbolo mayor tiene un área de 0.035 cm2 ; determinar la fuerza en el émbolo mayor y la presión hidráulica.

32) Una vía de ferrocarril de acero tiene una longitud de 30 m cuando la temperatura es de 0°C ¿Cuál su longitud en un día caluroso cuando la temperatura es de 40°C? α acero = 11x10−6 °C−1

33) El modulo de elasticidad (Young) de una aleación metálica es Y = 5x108 Pascal, forma una varilla de 4x103 mm, de longitud con un diámetro de 3 cm, su deformación unitaria es 0.002; determinar:

a) El incremento de longitud en metros.b) La magnitud del esfuerzo del material en Pa.c) La magnitud de la fuerza en Newton.

34) Escapa agua por un orificio de 3cm. de diámetro, con una velocidad de 10 m /seg. Determinar:



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a) La altura de la caída libre ó tensión superficial del líquido.b) La presión hidráulica.c) El gasto ó caudal.






35) Una varilla de 2x104 mm de longitud, tiene un diámetro de 3cm, la cual soporta una carga de 5x104 Newton y experimenta un incremento de longitud de 8x10−3m; determianr:

a) El esfuerzo del material.b) La deformación unitaria.c) El límite elástico o modulo de Young.

36) Por una tubería fluyen 6813 lts. de salmuera en un minuto, con una densidad de

1.2 grcm3

, calcular:

a) El gasto en m3/seg

b) El flujo en kgseg

37) Determinar el incremento de volumen y el volumen final que experimenta un bloque de acero de 7 x 15 x 12 cm, cuando se calienta desde 300°K hasta 360°K.

Si α = 1x10−5 1°C .

38) Si el calor específico del Acero es de 0.22 cal /gr °C y se tienen 4500 gramos de este material a una temperatura de 476°K para mezclarse con 3200 gramos de agua a 300°K, obtenga la temperatura final en °C de esta mezcla.



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39) La velocidad de la glicerina por una tubería de 6000 milímetros de diámetro es de 5.64

m /hr . Determine qué velocidad alcanzara la glicerina en mseg , cuando se reduce el

diámetro del tubo a 150 milímetros.

40) Un eje de acero tiene un diámetro de 50 milímetros a 303°K. Calcular la temperatura en °C que debería existir para que encaje perfectamente en un agujero de 51 milímetros de diámetro. Considerando que el coeficiente de dilatación lineal del acero vale 11x10−6 ° C−1.






41) Una varilla de acero de 24 mm de diámetro y 54600 mm de longitud con un modulo de Young = 200x109 Pascal, soporta una carga de 500 kNw, experimenta un incremento de longitud de 0.09 cm. determinar:

a) El esfuerzo del material.b) La deformación unitaria.c) La fuerza que actúa.

42) Un alambre de acero tiene una longitud de 8500 cm y un coeficiente de dilatación

lineal de 1.2x10−5 1°C , su temperatura inicial es de 273°K y su temperatura final es de

150°F. determinar el incremento de longitud.

43) En la parte inferior de una varilla de acero de 800 mm de largo y 650 cm de diámetro, se solda un bloque de 800 Kg, cuantifique la magnitud de la deformación de la varilla si

Y = 3.2x1010 Nm2

.

44) Se desea iluminar una cancha de básquetbol, en un extremo a 38 m del centro de la cancha se coloca un reflector de 1500 bujías y al otro extremo uno de 20000 bujías; a qué distancia en metros se coloco el segundo reflector.



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45) A qué altura se elevara el agua por las tuberías de un edificio si un manómetro situado

en la planta baja indica una presión de 3 Ncm2

.

46) Determine la variación de volumen presentada por un bloque para fundición de 800 pie3, al calentarlo desde 288°K hasta 800 °K considere que el coeficiente de

dilatación lineal vale 1x10−5 1°C .

47) Una mezcla de .600 Kg de agua a 194°F se mezcla con .400 Kg de agua a 185°F considere que no hay perdidas de calor en los alrededores, ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla?






48) En un proceso industrial de electrodeposición de estaño se produce una capa de 200 millonésimas de centímetro de espesor. Hallar los metros cuadrados que se pueden cubrir con 3 Kg de estaño cuya densidad relativa es de 7.3.

49) Un volumen de 0.7752 m3 de aire pesa 3 Nw. Hallar la densidad del aire en grcm3

y en

grlitro .

50) Una barra de cobre mide 800 mm a 15°C. Hallar la variación que experimenta su longitud al calentarla hasta 35°C considerando que el coeficiente de dilatación lineal

del cobre vale 17xón lineal del cobre vale 17x10−6 1°C .



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51) Por una tubería uniforme de 90 mm de diámetro fluye agua con una rapidez de 4 kmhr .

Calcular el gasto en m3

seg y en m

3

hr .

52) Una muestra de 65 Kg de agua a 200°K se mezcla con 80 gr. de agua a 300°K determine ¿cuál es la temperatura final de la mezcla?

53) Hallar la densidad absoluta en m3

seg y la densidad relativa de la gasolina si .052 kg,

ocupan un volumen de 90 cm3.

54) Un alambre de acero de 0.034 km de longitud tiene un diámetro de 5 mm, tiene un

modulo de Young de 1.9x1011 Nwm , experimenta un incremento de longitud de 0.8 cm;

determinar:

a) La carga máxima que soporta en Nw.b) El esfuerzo de tensión del material.c) La deformación unitaria.

55) Se tiene un calentador que transmite 150Kcal, la masa es de 45Kg, con un calor

específico de 1.910−4 calgr °C , se desea determinar:

a) El incremento de temperatura en °F y °K.INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL





56) Una prensa hidráulica tiene un émbolo mayor con un área de 25000 cm2 y un émbolo menor con un área de 44000 mm2. Si aplicamos 23000 dinas al émbolo menor, determinar:

a) La fuerza en Newton en el émbolo mayor.

b) La presión del líquido en Nwm2

y Dinascm2

.



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57) De un tinaco escapa agua con una velocidad de 3500 cm /min a través de un orificio de 8mm de diámetro, determinar:

a) A qué altura se encuentra la tensión superficial.

b) La presión hidráulica en Nwm2

.

c) El gasto o caudal en mseg que pasa por el orificio.

58) Un tubo metálico de 5x104 mm de longitud tiene un diámetro exterior de 5cm y soporta una carga de 250 megadinas, y experimenta un decremento de longitud de 0.009 m. Determinar:

a) El esfuerzo del material en Nwm2

.

b) La deformación unitaria.

c) El modulo de Young o modulo de elasticidad en Nwm2

y Dinascm2

.

59) Los diámetros de los émbolos de una prensa hidráulica son de θ = 150 cm y θ = 30 cm. si se aplica al embolo más pequeño una fuerza de 8.25 Nw, ¿Cuál es la fuerza resultante sobre él otro émbolo? Expresa el resultado en Newton y Dinas (gramos - fuerza).

60) Se sabe que el modulo de Young para una barra de metal es de Y = 68900 MPa, y que su sección transversal es de 0.0047 m2, al aplicarle una fuerza de 763 Nw, su longitud crece un poco siendo este del .018 % de su longitud inicial. Hallar la longitud inicial de la barra metálica.






61) Por una tubería fluyen 6900 litros de huevo pasteurizado, en un tiempo de 15 min. Si

el huevo tiene una densidad de 1.5 grcm3

. Determinar:



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a) El gasto en m3

seg .

b) Del dato del inciso anterior y considerando una velocidad de flujo de 3 mseg

, ¿Cuál será el diámetro de la tubería?

c) El flujo en kgseg .

62) En el extremo inferior de una varilla de acero de 100 cm de longitud y 0.5 cm de diámetro se cuelga una carga de 200 Nw de peso. Calcular el alargamiento de la ciada

varilla en metros, tomando el modulo de Young del material Y = 3.2x106 Nwm2

.

63) El modulo de Young de una aleación metálica es de 5 x108 Gigapascal, forma una varilla de 4 x103 mm de longitud, con un diámetro de 5cm. Y con una deformación unitaria de 2 x10−3, al soportar un peso de 8500 Nw, considere que el limite elástico

de esta aleación metálica es de 5 x108 Nwm2

, calcular:

a) La variación de longitud en metros.b) El esfuerzo que puede soportar la varilla en pascal.c) La magnitud de la fuerza en Nw.d) El peso específico.e) La densidad absoluta.f) La densidad relativa.g) ¿Cuál será el peso máximo que puede soportar la varilla?

64) La red pluvial de una colonia tiene una tubería de 3 cm de diámetro, donde fluyen 600 lts de agua, durante 2 minutos, calcular:

a) El gasto a caudal en m3

seg.

b) La velocidad del fluido en m

seg.

c) La densidad absoluta y la densidad relativa del fluido.d) El peso especifico.





PRIMER PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 1: RAP (1, 2, 3, 4, 5, 6 Y 7)



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UNIDAD 2: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

e) Considerando que en la colonia uno de los vecinos tiene una cisterna que esta sobre el nivel del piso y tiene 3m por lado, ¿Cuál será el volumen del liquido que almacena?, ¿Cuál será la velocidad con la que sale el líquido por la salida que tiene al nivel del piso?, ¿a qué altura estará la superficie libre?, ¿Cuál será la presión hidrostática en el fondo de la cisterna?, si la salida del líquido es de 2.5 cm de diámetro, ¿Cuál es el gasto y el flujo generados?.

65) Calcular el diámetro que debe tener el embolo mayor de una prensa hidráulica, para obtener una fuerza de 2 KNw, cuando en el embolo menor presenta un diámetro de 100 mm y se aplica una fuerza de 2 x105 Dinas, además calcular la presión hidráulica de cada embolo en pascal.

66) Un prisma rectangular de aluminio tiene de base 150 cm2 y una altura de 150 mm, se encuentra suspendida de un alambre que lo sumerge hasta en ¾ partes en un recipiente que contiene agua, calcular:

a) ¿Qué volumen desaloja de agua?b) ¿Cuál es el empuje que recibe?c) ¿Cuál es el peso aparente del prisma, considerando que su masa real es de

15.4 kg?

67) Una fabrica cuanta con un contenedor de alcohol que tiene 150000 mm de

profundidad, considerando que el alcohol tiene una densidad de .79 grcm3

, determine

la presión en el fondo del contenedor debida al líquido y la correspondiente densidad relativa del alcohol.

68) Un tubo de cobre tiene un volumen de 9000 cm3 a 50 °F y se calienta hasta 392 °F,

considerando que el coeficiente de dilatación del cobre es de 1.7 x10−5 1° c , calcular:

a) ¿Cuál es el volumen final?b) ¿Cuál es la dilatación cubica en m3 y en litros?





PRIMER PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09



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UNIDAD 1: RAP (1, 2, 3, 4, 5, 6 Y 7)UNIDAD 2: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

69) Considerando que los coeficientes de dilatación lineal para el cobre es de 1.7

x10−5 1° c y para el acero de 1 x10−5 1

° c , determine el incremento de longitud de

ambos materiales, ¿Cuándo se tiene una cinta métrica de acero que se utiliza para medir una barra de cobre de 2800 mm, si inicialmente ambas están a 55 °F y se presenta una variación de temperatura de hasta 170 °F?.

70) Hallar la variación de volumen experimentada por un bloque de fundición de 60 x 30 x 60 mm, ¿Cuándo se calienta desde 25 °F hasta 400 °F?, considerando que α = 1 x10−8 1°c .

71) Una via de ferrocarril tiene una longitud de 1800 mm cuando la temperatura esta a 32 °F, ¿Cuál será su longitud en un día caluroso, cuando la temperatura es de 104 °F?,

tome en cuenta que el coeficiente de dilatación lineal para el acero es de 11 x10−6 1° c

.





SEGUNDO PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRE



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TURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 3: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS, ESCRIBIENDO LOS DATOS, CONVERSIONES, DESPEJES, SUSTITUCIÓN DE DATOS CON UNIDADES, ELIMINACIÓN DE UNIDADES Y RESULTADOS CON UNIDADES.

1) Se tiene una frecuencia de 620 kHz de un sonido y la temperatura que gobierna es de 50°C; determinar:

a) La velocidad del sonido.b) La longitud de onda y el periodo.c) La distancia que recorre la onda en 7 seg.

2) Si las olas tienen una longitud de onda de λ = 150 cm, y viajan a una velocidad de v =

36 kmhr . Calcular:

a) La frecuencia.b) El periodo.

3) Una lámpara incandescente de 500 Watts, esta a una distancia de 5m de una pantalla; determinar:

a) La intensidad luminosa sobre la pantalla en candelas.b) La iluminación sobre la pantalla en lux.c) ¿A qué distancia se colocará una lámpara de 100 Watts, para obtener la

misma intensidad luminosa sobre la pantalla?

4) Un día por la mañana se detecta una onda sonora a una velocidad de 89 kmhr . Hallar

¿cuál es la temperatura en ese momento?

5) ¿Cuál es la iluminación en lux qué produce un foco de 100 Watts, que se encuentra a una distancia de 100m?, determinar:

a) La intensidad luminosa en candelas.b) ¿A qué distancia se colocará otro foco de 60 Watts, para obtener la misma

intensidad luminosa sobre el área que se desea iluminar?







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SEGUNDO PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 3: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

6) Un rayo luminoso de luz amarilla llega a la superficie de separación entre el aire y el vidrio con un ángulo de incidencia de 53°. Calcular el ángulo de refracción, sabiendo que el índice de refracción del vidrio es de 1.63.

7) Se tienen dos lámparas, la primera de ellas de 66 Cd y la segunda de 77 bujías, la primera se encuentra a 250 mm. Calcular:

a) La distancia en metros de la segunda lámpara.b) La iluminación en Watts de las dos lámparas.

8) Calcular la frecuencia en Hertz y kilohertz y el periodo en segundos de las ondas producidas en una cuerda de guitarra, se tienen una velocidad de propagación de 60 kmhr , y las ondas formadas tienen una longitud en tres crestas y cresta de 0.003 cm.

9) Una onda sonora viaja a través de una masa de aire a 20°C, y pasa a otra masa de aíre adquiriendo un índice de refracción igual a 0.5; determinar:

a) La velocidad del sonido a 20°C.b) La velocidad que adquiere al refractarse.c) La temperatura en que viaja la onda refractada.

10) Una onda sonora viaja a 340 mseg , y cuenta con una frecuencia de 2 kilohertz;

determinar:

a) La temperatura que gobierna.b) La longitud de onda.c) El periodo.

11) Un barco sube y baja por el efecto del paso de las olas cada 0.55 seg, entre valle y valle hay una distancia de 25750 milímetros; determinar:

a) La frecuencia en Hertz y kilohertz.b) La longitud de onda en metros.

c) La velocidad en mseg , con la que se mueven las olas.






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12) Se tiene dos lámparas, la primera de ellas es de 1000 Watts a una distancia de 72 cm, y la segunda de 75 Watts; determinar:

a) ¿A qué distancia se encuentra la segunda lámpara?b) ¿Qué iluminación producen las dos lámparas?

13) Se tiene una frecuencia de 50 kHz de un sonido, la temperatura que gobierna es de 30°C, determinar:

a) La velocidad del sonido.b) La longitud de onda y el periodo.c) La distancia que recorre la onda en 3 seg.

14) Una onda sónica tiene una velocidad de 338 mseg en el aire, después entra a otro

medio con un índice de refracción de 1.3; determinar la velocidad del sonido refractado.

15) Un observador detecta el resplandor de la luz de una explosión, y 8 seg después escucha el sonido detonador, si la temperatura es de 50°F; determinar:

a) La velocidad del sonido.b) La distancia entre el observador y la explosión.

16) Las olas tienen una longitud de 15 m, y viajan a una velocidad de 45 kmhr ; determinar:

a) La frecuencia.b) El periodo.

17) La iluminación que produce una lámpara de alumbrado público es de 3.8 lux a una distancia de 10m, determinar ¿Cuál es la intensidad luminosa de la lámpara?

18) ¿Cuál es la iluminación medida en lux que produce un foco de 100 Watts sobre una mesa que esta a una distancia de 5m?

19) Calcular la iluminación que produce una lámpara eléctrica de 500 candelas a una distancia de 4m.





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20) Un rayo luminoso llega a la superficie de separación entre el aire y el vidrio, con un ángulo de incidencia de 60°. Calcular el ángulo de refracción.

21) Dos espejos planos forman un ángulo de 30°; determinar el número de imágenes virtuales al colocar una moneda entre ellos.

22) Calcular la intensidad luminosa de una pantalla situada a 0.9 m, sabiendo que se produce sobre ella la misma iluminación de una lámpara de 32 bujías, situada a 60 cm de dicha pantalla. Calcular además:

a) La iluminación de las dos lámparas.b) La intensidad luminosa dada en candelas.

23) Una onda sonora viaja a una velocidad de 355 mseg en el aire, instantáneamente entra

a otro medio con índice de refracción de 1.3, determinar:

a) La temperatura a la que viaja la onda en °C.b) Si el periodo es de 0.55 min, ¿Cuál es su longitud de onda en metros?c) La velocidad de la onda sonora refractada.

24) Calcular la intensidad luminosa de una pantalla situada a 580 cm, considerando que sobre la misma se produce igual iluminación que una lámpara de 29.090 Watts, situada a 1200 cm de dicha pantalla, obtenga además, la iluminación que produce cada lámpara en lux.

25) La luz también es un movimiento ondulatorio, cuya longitud de onda está comprendida entre 38x10−10 cm y 78x10−10 cm, considerando que su velocidad de

propagación es de 300000 kmseg . determine ¿Cual es la frecuencia máxima y la mínima

de la luz visible así como su correspondiente periodo?

26) Una cancha de futbol es iluminada por un extremo con una lámpara de 1800 Watts y está ubicada a 50000 cm del centro de la cancha, en el otro extremo a una distancia de 60000 cm, ¿Qué lámpara en Watts se colocara para que se produzca la misma iluminación y cuál será la iluminación en luxes de cada lámpara?




19





27) Un rayo de luz se mueve en el aire hacia un líquido, el rayo incide sobre el líquido con un ángulo de 30°, el ángulo de refracción es de 22°. ¿Cuál es el índice de refracción del líquido y de que liquido se trata?

28) ¿Cuál es la iluminación en lux que produce un foco de 100 Watts, que se encuentra a un distancia de 100 m? determinar también la intensidad luminosa en candelas y a que distancia se colocara otro foco de 60 Watts, para obtener la misma intensidad luminosa sobre el área que se desea iluminar.

29) Calcule el número de imágenes que aparecerán sobre dos espejos planos que forman un ángulo de 74°, al colocar entre ellos un vaso de precipitado.

30) Un rayo luminoso que llega a la superficie de separación entre el aire y el vidrio, con un ángulo de incidencia de 60°, si el índice de refracción del vidrio es de 1.5, determinar el ángulo de refracción.

31) Calcular la frecuencia y el periodo de las ondas producidas en una cuerda de guitarra,

si tienen una velocidad de propagación de 220 mseg y su longitud de onda es de 0.5 m.

32) En tu radio receptor sintonizas una escala de 350 KHz, ¿Cuándo la temperatura es de 30°, determina:

a) La velocidad del sonido.b) La longitud de onda del sonido.c) El periodo.

33) Se conecta un vibrador de 260 Hz, el cual está unido a una cuerda de 2.5 m de longitud, la cuerda resuena en cuatro segmentos, encontrar la velocidad de las ondas transversales.






20



34) Un sonido es un movimiento ondulatorio que se propaga en el aire a 340 mseg , si un

sonido tiene una frecuencia de 512 Hz, ¿Cuál será su longitud de onda, será percibido por el oído humano?

35) A que distancia de una pantalla una lámpara de 27 bujías proporcionara la misma iluminación que una lámpara de 25 bujías que se encuentra colocada a 5m de la pantalla.

36) Una onda longitudinal tiene una frecuencia de 20 KHz con una longitud de onda de 0.0001716 cm, determine:

a) La velocidad del sonido en mseg

b) El periodo en segundos.c) La temperatura del aire en °F.

37) Una lámpara incandescente de 500 Watts está a una distancia de 500 cm de una pantalla, determine:

a) La intensidad luminosa en bujías.b) ¿A qué distancia se pondrá la otra lámpara de 100 Watts para obtener la

misma intensidad luminosa sobre la misma pantalla?c) La iluminación en luxes de cada lámpara.

38) Un rayo de luz viaja en el aire e incide en un trozo de vidrio, con un ángulo de 37° con respecto a la normal, si el índice de refracción del vidrio es de 1.5, determine:

a) ¿Cuál es el ángulo de refracción?b) ¿Cuál es el ángulo del rayo reflejado?c) Realiza tus esquemas.





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39) La superficie de un estacionamiento rectangular está igualmente iluminada por dos lámparas, una de 150 Watts a 4 m de distancia en la parte norte y la otra a 500 cm de distancia en la parte sur, determine:

a) La intensidad luminosa en bujías de la lámpara de 150 Watts.b) La iluminación en luxes de cada lámpara.c) ¿De qué capacidad en Watts se debe instalar la otra lámpara para que

transmita la misma iluminación?

40) Un rayo luminoso incide sobre la superficie de un diamante con un ángulo de incidencia de 60° con respecto a la normal, determina las direcciones de los rayos reflejado y refractado, considerando que el índice de refracción para el diamante es de 2.5, realiza tus esquemas.

41) Una onda sónica tiene una velocidad en el aire de 350 mseg , con un ángulo de

incidencia de 30° con respecto a la normal, también existen un índice de refracción entre el aire y el otro medio de diferente densidad y es de 2.5, determine:

a) El ángulo de la onda refractada con respecto a la normal.

b) La velocidad en el otro medio en mseg

c) La temperatura en el medio ambiente en °F



Estacionamiento

Norte Sur

4m 500 cm


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42) Un observador detecta el resplandor de la luz y 6.99 microsegundos después escucha el sonido detonador de una descarga atmosférica, si la temperatura del medio ambiente en ese instante es de 70 °F, determine:

a) La velocidad del sonido emitido por el rayo en mseg y en

kmh .

b) La distancia entre el observador y el ruido de la descarga en metros y en kilómetros.

43) Las olas tienen de valle a valle 1500 cm y viajan a una velocidad de 68 kmmin ,

determine:

a) La frecuencia en Hz y KHz.b) El periodo en segundos, minutos y horas.c) La distancia que recorren las olas en 15 min.

44) El ruido del silbato de un ferrocarril viaja con una rapidez de 1278 kmh en el aire,

instantáneamente entra a otro medio con un índice de refracción de 1.3, obtenga:

a) La temperatura a la que viaja el ruido en °C y en °K.b) Si el periodo del ruido es de 0.77 min, ¿Cuál será la longitud de onda?c) La velocidad de la onda refractada.

45) La luz también es un movimiento ondulatorio, cuya longitud de onda está comprendida entre 38 x10−10cm y 78 x10−10 cm, considerando que su velocidad de

propagación es de 3 x105 kmh , determine ¿Cuál es la frecuencia máxima y la

frecuencia mínima de la luz visible, así como su correspondiente periodo en segundos?



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46) Dos espejos angulares proyectan 45 imágenes, determine a que ángulo se deben colocar estos.

47) Un rayo luminoso incide del agua a un cristal de cuarzo a 60°, obtenga ¿Cuál será el ángulo de refracción en el cuarzo, considerando N H2O = 1.33 y N cuarzo = 1.46?, realice el esquema correspondiente.

48) En el Palacio de los Deportes se presentara el espectáculo de lucha libre WWE, determine las distancias a las que se deberán colocar dos reflectores que alumbraran el ring que está en el centro del local, considere que P1 = 18000 watts y P2 = 25000 watts, E1 y E2 = 0.495 luxes.

49) Calcule la velocidad de la luz cuando pasa del vacío a los siguientes cristales: vidrio Flint con n = 1.61, vidrio Crown con n = 1.52.

50) Para el clásico de futbol Chivas – América, el estadio Azteca cuenta con torres de reflectores de las siguientes características:

a) Del centro de la cancha al extremo Sur a 250000 mm, esta una concentración de reflectores de 6000 Kw y en el extremo Norte una de 8000 Kw, determine las intensidades en candelas de ambas concentraciones y la distancia del centro de la cancha al extremo Norte donde está la otra concentración.

b) Calcule la iluminación en luxes que emite cada concentración de reflectores en cada extremo de acuerdo al inciso anterior.

c) Considere también que del centro de la cancha a los costados hay otros dos reflectores, el primero del centro a 120000 mm con 55000 bujías y del otro costado con 77000 bujías, determine la distancia a la que estará el



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segundo reflector, la capacidad de cada reflector en watts y en Kw, y los niveles de iluminación en luxes.




PROBLEMARIO PARA EL E.T.S. DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA IISEGUNDO PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009

CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 3: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

d) Si en lo alto del estadio sobrevuela un helicóptero de Televisa que transmite el partido, este cuenta con un equipo de iluminación de 0.06111 luxes y 5500 bujías, determine a qué altura vuela está aeronave y ¿Cuál será la potencia en watts y en kw del reflector con el que esta equipado?

51) Un vigilante de la fábrica de equipo deportivo Nike, hace su recorrido de rutina por las instalaciones, en el momento de pasar por el área de producción percibe una luz intensa y 8.44 nano segundos después escucha el ruido de un corto circuito en la instalación eléctrica, considerando que la falla ocurre a las 23:00 horas, la temperatura del medio ambiente a esta hora es de 283 °K, determine lo siguiente:

a) ¿Cuál será la distancia en metros y en kilómetros, entre el vigilante y el ruido originado por el corto circuito?

b) La velocidad de propagación de la onda sonora producida por la explosión en el momento en que ocurre el corto circuito.

c) La longitud de onda en m y en km, así como el periodo en segundos, si la onda viaja a 0.060 KHz.

d) Considerando que en esta empresa cuenta con un área de vulcanizado de tenis, la temperatura y el medio ambiente cambian en este lugar por el calor que se acumula, generando que el ruido del corto circuito llegue con otra velocidad, originando un índice de refracción de hasta 1.55, determina la velocidad de la onda refractada ocasionada por el corto circuito.

52) Calcula la velocidad de la luz cuando viaja desde el vacio y pasa por los siguientes materiales: cuarzo con N = 1.46, diamante con N = 2.42 , alcohol N = 1.36 y agua con N = 1.33.

53) Alrededor de un observador se colocan 6 pares de espejos angulares, determine a que ángulo se deberán colocar cada uno para que generen: 10, 15, 3, 22, 35 y 7 imágenes.



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54) En el foro Sol de la ciudad de México se presentara en un magno concierto el DJ Tiesto, para iluminar el escenario se requiere colocar dos torres a los costados del escenario, con 20 reflectores de 600 watts, cada reflector para la primera torre que esta ubicada en el costado derecho a 12000 cm, la segunda torre cuenta con 35 reflectores de 500 watts cada reflector, determine lo siguiente:

a) La potencia total en watts y en kw que tiene cada torre.b) La intensidad luminosa total emitida por cada torre en candelas o bujías.c) ¿A qué distancia se deberá colocar la torre del costado izquierdo en m y en

cm? d) ¿Cuál será la iluminación generada por cada torre en luxes?



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TERCER PERIODO CICLO ESCOLAR SEM. “B” 2008 – 2009CUARTO SEMESTRETURNO VESPERTINOFECHA: 1-ENERO-09 A 30-JUNIO-09UNIDAD 4: RAP (1, 2, 3, 4, 5 Y 6)

RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS, ESCRIBIENDO LOS DATOS, CONVERSIONES, DESPEJES, SUSTITUCIÓN DE DATOS CON UNIDADES, ELIMINACIÓN DE UNIDADES, RESULTADOS CON UNIDADES Y EN ALGUNOS CASOS LOS DIAGRAMAS CORRESPONDIENTES.

1) Se tiene un campo eléctrico con una intensidad de 5x105 NwCoul y una carga eléctrica

de .0005 Coulomb, determine:

a) La magnitud de la fuerza.b) El numero de electrones en la carga eléctrica.

2) Calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas eléctricas, cuyos calores son: q1 = +20 Coul, q2 = -30 Coul, las cuales están separadas en el vacio por una distancia de 0.5m.

3) Determinar la distancia a la que se encuentran dos cargas eléctricas iguales de 2x10−8 Coul, al rechazarse con una fuerza de 8x10−3 Nw.

4) La fuerza de repulsión entre dos cargas eléctricas es de 30 Nw, separadas a una distancia de 10 cm, determinar la magnitud de las cargas considerando que ambas son iguales.

5) ¿Cuánto trabajo se requiere para llevar a un electrón desde la terminal positiva de una batería de 12 volts, hasta la terminal negativa, considerando que la carga del electrón es de 1.6x10−19 Coul?

6) Un electrón parte del reposo y cae a través de una caída de potencial de 100 volts, determinar la rapidez que adquiere considerando que su masa es igual a 1.9x10−31 kg.

7) Una palca metálica tiene una carga de 250 Coul, cuando su potencial es de 50 volts, ¿Cuál es la capacitancia generada?


I = ?

12V

R1 = 50 Ω

R3 = 10 Ω

R8 = 10 Ω

R5 = 30 Ω

R9 = 20 Ω

R2 = 20 Ω

R10 = 50 Ω

R7 = 100 Ω

R10 = 50 Ω

R1 = 50 Ω

R2 = 20 ΩR3 = 10 Ω

R6 = 30 Ω

R5 = 30 Ω

R8 =

10

Ω

R9= 20 Ω

12 V

I = ? R10 = 50 Ω

R1 = 50 Ω

R3 = 10 Ω

R6 = 30 Ω R9= 20 ΩR7 =

100

Ω

12 V

I = ?


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8) Determine la resistencia equivalente total de los siguientes circuitos de resistencias en conexión mixta, si está conectada a 12 volts, así como también determine ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de corriente en Amperes?

a)

b) c)



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9) Tres cargas cuyos valores son: q1 = 4μC , q2 = 4 μC y q3 = -4 μC. Están colocadas en los vértices de un triangulo equilátero que mide 30 cm por cada lado como se observa la siguiente figura. Determine el valor de la fuerza resultante sobre la carga q2, así como el ángulo que forma con respecto al eje horizontal.

10) Determine la resistencia equivalente total en Ohms y la intensidad de corriente en Amperes que circula a través del siguiente circuito mixto de resistencias.


q3

q1 q2


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11) Determine la capacidad total del siguiente circuito con capacitores en conexión mixta.

12) Dos cargas eléctricas de igual signo y magnitud se rechazan con una fuerza de 30 Nw, que están separadas una distancia de 15 milímetros, calcular:

a) La magnitud de cada carga eléctrica en Coulomb


R2 =

5 Ω

R7 = 15 Ω

R4=

10 Ω

120 V

I = ?

12 V

C1 = 3FC2 = 5F

C3 =

1F

C7

= 5F

C8 = 3F C6 = 1F

C5 =

4F


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b) El numero de electrones en cada carga eléctrica.c) El campo eléctrico generado por cada carga.

13) En un resistencia de 15 KΩ circula una carga eléctrica de 3 Coul, en 0.5 seg. Determine lo siguiente:

a) La intensidad de corriente eléctrica en Amperes.b) La potencia eléctrica en Watts.c) El potencial eléctrico en Volts.

14) Si realizas 12 Joule de trabajo para empujar 0.001 Coul de carga, del punto A al punto B en un campo eléctrico. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B, y si la sueltas, cual es su energía cinética cuando pasa por el punto de partida A?, anote en que principio se basa tu respuesta.

15) Calcula la resistencia del filamento de un foco para que deje pasar 0.6 Amperes de intensidad de corriente al ser conectado a una diferencia de potencial de 120 Volts.






16) Considerando que la masa del electrón es de 9.1x10−31 kg y su carga eléctrica es de 1.602x10−19Coul, cuando se aplica un potencial eléctrico de 2 volts. Determine:

a) La energía cinética que adquiere en Joule.

b) La velocidad del electrón en mseg

17) Dos cargas puntuales q1 = 2 nC y q2 = -4 nC que se encuentran distribuidas de acuerdo a la siguiente figura, determine el campo eléctrico resultante en el vértice A.



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18) ¿Cuál será la distancia que hay entre dos cargas de 6 e- y 8 p+, respectivamente, si la fuerza de atracción es de 9x10−5 Nw?

19) Se tienen 6 resistencias colocadas en serie a una fuente de alimentación de 120 volts.

R1 = 30 Ω , R2 = 40 Ω, R3 = 120 Ω, R4 = 200 Ω; R5 = 12 Ω y R6 = 1200 Ω

Realice los diagramas correspondientes y determine:

a) La resistencia equivalente en Ohms.b) La intensidad de corriente del circuito y las I1, I2, I3, I4, I5 e I6 en amperes de cada

resistencia.c) El potencial eléctrico en cada resistencia y compruebe que la suma de estos es

igual a la fuente de alimentación.






20) Se tiene conectadas 5 resistencias en paralelo a una fuente de alimentación de 220 volts.

R1 = 2 Ω, R2 = 6 Ω, R3 = 8 Ω, R4 = 10 Ω y R5 = 1 Ω

Realice los diagramas correspondientes y determine:


+

-A

q1

q2

100x

250x


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a) La resistencia equivalente en Ohms.b) El potencial eléctrico en volts en cada resistencia.c) La intensidad de corriente del circuito y las I1, I2, I3, I4 e I5 en amperes.d) Utilizando la ley de Ohm y los valores de la resistencia equivalente y de la

intensidad de corriente, compruebe que obtenemos el potencial aplicado a la fuente de alimentación.

21) Determine la resistencia equivalente total, del siguiente circuito de resistencias en conexión mixta, dibuje los diagramas de toda la secuencia y determine la intensidad de corriente aplicando la ley de Ohm.

R1 = 1 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 4 Ω, R4 = 3 Ω, R5 = 2 Ω, R6 = 6 Ω, R7 = 7 Ω, R8 = 5 Ω y R9 = R10 = 12 Ω






22) Considerando que un núcleo atómico presenta una carga de +600e, determine cuál sería la diferencia de potencial de un punto situado a 1 x10−12m del núcleo antes mencionado, determine también la energía potencial de un pronto en este mismo punto.


I =

R2

R1R9R10

R7

R8

R6R5

R3

R4

120V


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23) Se conectan en serie 3 condensadores C1 = 15 nf, C2 = 30 pf y C3 = 10 nf, determine:

a) La capacitancia equivalente total.b) Aplicando un potencial de 500 volts, ¿Cuál será la carga en la combinación?c) El potencial eléctrico en cada capacitor.

24) Se conectan en paralelo dos capacitores C1 = 5 pf y C2 = 10 pf, determine:

a) ¿Cuál es su capacitancia equivalente?b) Si se aplica a la combinación una diferencia de potencial de 1000 volts, calcule la

carga y la diferencia de potencial en cada capacitor.

25) Cuanta energía se encuentra almacenada en un capacitor de 50 pf, cuando se carga a una diferencia de potencial de 200 volts.

26) Para hacer funcionar una linterna, se necesita que un capacitor de 100 µf contenga 50 joules de energía, determine:

a) ¿Cuál será el voltaje para cargar el capacitor?b) ¿Cuánta carga pasa por la linterna?


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