fis130-certamen_2-2.2009-pauta

FÍSICA 130 CERTAMEN # 2 27 de Noviembre 2009

AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRE

ROL USM - PARALELO

EL CERTAMEN CONSTA DE 9 PÁGINAS CON 15 PREGUNTAS EN TOTAL. TIEMPO: 120 MINUTOS

IMPORTANTE: LEA TRES VECES LAS PREGUNTAS ANTES DE RESPONDER DEBE FUNDAMENTAR TODAS SUS RESPUESTAS

SE CORREGIRÁ LA JUSTIFICACIÓN Y/O DESARROLLO DE LAS RESPUESTAS CORRECTAS PREGUNTAS OMITIDAS NO DAN PUNTAJE

INFORMACION UTIL

UNIDADES – CONSTANTES - FORMULAS

1 [cal] = 4,184 [J]; 1 [W] = 1 [J/s] ; 0 [ºC] = 273,15 [K]

1 [atm] =1.013 105 [N/m

2] ; 1 [litro] =1 [L] = 1 [dm

3] ; 1[angström] = 1 [Å] = 10

-10 [m]

R = 0,08214 [L∙ atm / K ∙ mol] = 8,314 [J / K ∙ mol], kB 1,38∙ 10-23

[J / K] ; NA 6 ∙ 1023

[ 1 / mol]

1 pascal = 1 Pa = [N/m2]; g = 9.8 [m/s

2].

Volumen molar en condiciones normales 22,4 [L / mol]

Densidades (kg/m3): Aire = 1.2; Hielo = 0.92*10

3; Agua = 1.00*10

3; Agua de mar = 1.03*10

3

Presión en un fluido de densidad uniforme: 2 1 2 1( )p p g y y , g = 10 [m/s

2].

dpg

dy;

dVQ Av

dt;

21.

2p gy v const ; ( , ) cos( )y x t A kx t ; /v k ; 2 /k ;

2 2

2 2

( , ) 1 ( , )y x t y x t

x v t; Potencia

de una onda 2 2 2( , ) s ( )P x t F A en kx t ; velocidad de una onda en diferentes medios: /v F ;

/v B ; /v RT M ; /v Y ; nivel de intensidad de sonido:0(10 )log( / )dB I I ;

2 2

1 2 2 1/ /I I r r .

1. El visor circular de vidrio que tiene la escafandra de un buzo tiene un diámetro de 20 cm. El buzo

está sumergido 10[m] bajo la superficie del mar. Si se considera que la presión atmosférica en un

día normal es de 1 [atm], entonces la fuerza total sobre el visor de la escafandra, es

aproximadamente de:

a) 6354 [N] b) 4615 [N] c) 3546 [N] d) 3181 [N] e) Ninguna de las anteriores

Justificación de su respuesta:

2. Un tubo de manómetro en “U” permite determinar la densidad de un fluido (por ejemplo, aceite) si

se procede de la siguiente manera: se llena parcialmente con agua, luego se vierte aceite, el cual no

se mezcla con el agua, hasta que la diferencia de alturas entre el aceite y el agua es de 20 [cm], tal

como se muestra en la figura. El tubo está abierto en ambas ramas al aire a presión atmosférica.

Entonces la densidad del aceite es, aproximadamente,

a) 2000 [Kg/m3] b) 1000 [Kg/m

3] c) 500 [Kg/m

3] d) 250 [Kg/m

3] e) N.A.

3. Un objeto de densidad uniforme ρ flota en el agua con un tercio de su volumen fuera de ella.

Entonces la densidad relativa del objeto respecto a la densidad ρagua del agua, ρ/ρagua, es:

a) 1/3 b) 2/3 c) 3/2 d) 4/3 e) N. A.


40 cm 20 cm


4. Con el siguiente procedimiento se puede determinar la densidad de un objeto. Suponga que el

dinamómetro de la figura marca una fuerza de 60 [N] cuando el objeto se cuelga en el aire; luego,

el objeto se sumerge en agua, como se muestra en la figura y el dinamómetro marca 40 [N].

Entonces la densidad del cuerpo es:

a) 3000 [Kg/m3]

b) 2500 [Kg/m3]

c) 1500 [Kg/m3]

d) 1000 [Kg/m3]

e) Ninguna de las anteriores

5. Un estanque cilíndrico cuya sección transversal tiene 10 [m2], contiene agua hasta una altura de 4

[m] y está abierto a la atmósfera. En cierto instante se abre un orificio circular de 5 [cm] de radio

en el fondo del estanque. Entonces, el volumen de agua que sale por este orificio durante el primer

segundo es, aproximadamente:

a) 70 Litros

b) 250 Litros

c) 750 Litros

d) 2500 Litros

e) Ninguna de las anteriores



6. La figura muestra un medidor Venturi, que se usa para medir la rapidez de flujo en una cañería por

la cual circula un fluido, que en este caso es agua. La parte más ancha tiene una sección A1 y la

parte angosta, llamada garganta, tiene una sección A2. Si h = 10 [cm] es la diferencia de altura del

líquido en los dos tubos verticales y A1 = 3A2, entonces, la rapidez del agua en la sección más

ancha es:

a) v1 = 3 [m/s] b) v1 = [2 m/s] c) v1 = 1 [m/s] d) v1 = 0.5 [m/s] e) no se puede determinar

7. En el problema anterior la sección más ancha tiene 100 [cm2]

entonces la diferencia de presión

entre los puntos 1 y 2 y el caudal son respectivamente:

a) 1[kPa] y 5 [L/s] b) 2 [kPa] y 5 [L/s]

c) 4 [kPa] y 2 [L/s] d) 5 [kPa] y 4 [L/s] e) no se puede determinar.



8. Una onda senoidal se propaga hacia en una cuerda hacia la derecha. Las alternativas muestran la

velocidad y la aceleración de tres puntos de la cuerda para un tiempo arbitrario. La alternativa

correcta que describe tanto velocidad como aceleración de estos puntos en la cuerda es:

e) Ninguna de las anteriores. (RESPUESTA a)

yv

ya

yayv

yv

ya

0ya

0yv)a

yv

ya

yvya

ya

yv

0yv

0ya)b

yv

ya

yv

ya

ya

yv

0yv 0ya

)cyv

ya

yv

ya

ya

yv

0yv

0ya

)d


9. Una cuerda de 2.5 [m] de largo y 0.120 [kg] de masa es tensada de forma que una onda transversal

con una frecuencia de 40 [Hz] tiene una longitud de onda de 0.75 [m]. Entonces la tensión con

que ha sido estirada la cuerda es, aproximadamente:

a) 43.2 [N] b) 46.5 [N] c) 50.0 [N] d) 60.0 [N] e) Ninguna de las anteriores

10. Una onda viajera en una cuerda está descrita por ( , ) sin( )y x t A kx wt , siendo A=1[m],

k = 2 [m-1

] y el periodo de la onda T=2 [s]. La rapidez con que viaja la onda en la cuerda

y la rapidez máxima de un punto cualquiera de ella son respectivamente:

a) π [m/s] y π/2 [m/s] b) π/2 [m/s] y π [m/s]

c) 3π/2 [m/s] y 2π [m/s] d) π/3 [m/s] y π [m/s] e)Ninguna de las anteriores



11. A lo largo de una cuerda de 0,2[kg/m] de densidad lineal de masa viaja una onda armónica

transversal. En la figura adjunta se muestra la forma de un trozo de la cuerda en cierto instante.

Entonces la longitud de onda es:

a) 1 [m] b) 2 [m] c) 0.5 [m] d) 0.75 [m] e) Ninguna de las anteriores

12. La frecuencia de la sirena de una ambulancia, cuando está detenida, es de 400 [Hz]. Entonces, la

longitud de onda y la frecuencia medidas por un receptor estacionario cuando la ambulancia se

mueve con una rapidez de 40 [m/s] hacia el receptor, son respectivamente:

a) 0.95 [m] y 357.3 [Hz] b) 0.75 [m] y 453.3 [Hz]

c) 0.95 [m] y 453.3 [Hz] d) 0.75 [m] y 357.3 [Hz] e) Ninguna de las anteriores.


2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

metrosm

etr

os


13. Una patrulla de policía, cuya sirena en reposo emite una onda sonora de 300 [Hz] de frecuencia, se

mueve con una rapidez de 30 [m/s] hacia un muro, intentando atravesar una puerta que hay en él.

El conductor de la patrulla escucha la onda reflejada en el muro con una frecuencia de:

a) 329 [Hz] b) 358 [Hz] c) 275.7 [Hz] d) 273.5 [Hz] e) Ninguna de las anteriores

14. Dos parlantes, A y B, emiten ondas senoidales en fase y están dispuestos como se muestra en la

figura, siendo las distancias AQ = 2 [m], QB=1 [m] . Si la rapidez del sonido es de 350 [m/s] ¿cuál

es la frecuencia más baja de la onda sonora emitida por los parlantes que presenta interferencia

constructiva en el punto P, que se encuentra a 4 [m] de la línea que une los dos parlantes?

a) 500 [Hz] b) 750 [Hz] c) 1000 [Hz] d) 1500 [Hz] e) Ninguna de las anteriores


1


P

A BQ

15. Una cuerda de guitarra, de 1 [m] de largo, vibra en su frecuencia fundamental de 425 [Hz]. La

longitud que debería tener un tubo cerrado en un extremo para que tenga la misma frecuencia

fundamental de 425 [Hz], es de:

a) 20 [cm] b) 40 [cm] c) 80 [cm] d) 100 [cm] e) 200 [cm]


1

fis130-certamen_2-2.2009-pauta

Documents