Temático 23

[Ivafol]

Buenas, soy nuevo en este foro y me acabo de apuntar a los exámenes semanales.

He hecho el temático de esta semana y tenía algunas dudas con varias preguntas, algunas las he encontrado en temas anteriores, pero hay otras que no, las pongo a continuación:

50.- En las cataratas del Niágara el agua cae desde una altura de 50 m, y en las Yosemite, desde 736 m de altura. Si toda la variación de energía potencial se transforma en calor y éste es absorbido por el agua, ¿cuál es la variación de temperatura que experimentará ésta en cada una de las cataratas?

La respuesta correcta es la 1. 0.118°C y 1.73°C, pero no se como llegar a ella.

53.- Una escalera de 10 m de longitud apoyada en una pared se desliza sobre ésta. La velocidad de desplazamiento del extremo inferior es de 0.5 m/s. ¿Cuál es la velocidad de desplazamiento del extremo superior en el instante en que el extremo inferior se encuentra a una distancia de 8 m de la pared?

Esta tampoco se como se hace, la respuesta es: -2/3m/s

67.- Un cilindro uniforme sólido con masa de 8,25 kg y diámetro de 15,0 cm está girando a 220 rpm sobre un eje delgado sin fricción que pasa a lo largo del eje del cilindro. Se diseña un sencillo freno de fricción para detener el cilindro empujando el freno contra el borde exterior con una fuerza normal. El coeficiente de fricción cinética entre el freno y el borde es de 0,333 ¿Qué fuerza normal debe aplicarse para detener el cilindro después de girar 5,25 revoluciones?

Será facil pero tampoco se hacerla.

69. La ecuación de una onda armónica que se propaga de izquierda a derecha viene dada por la ecuación: y=ymaxsen(wt-kx). Esto es equivalente a:
1. y=ymax sen(kx-wt+π)
2. y=ymax cos(wt-kx-π/2)
3. y=ymax cos(kx-wt+π/2)
4. 1 y 3
5. Todo lo anterior.

En esta ponen correccta la 4, pero yo creo que es la 5 porque la 2 creo que también es correcta.

90. Un coche sin derrapar por una carretera de montaña a 50 Km/h, lleva atado un maletín en el techo. En la subida se conserva:
1. La cantidad de movimiento del maletín.
2. La energía mecánica del maletín (cinética más potencial)
3. La energía cinética del maletín
4. El momento angular del maletín.
5. No se conserva ninguna magnitud.

Esta no se si estará bien ya que yo creo que son correctas la 1 y la 3.

96. La energía de un ion en un cristal de NaCI está dada por la expresión: E, = -a[(b/r)^(1/9)(b/r)^9], donde a = 1.43x10-18 J y b = 2,82x10-10m y r es la distancia de separación entre los iones Na y Cl vecinos. La energía de disociación es:
1. 0.
2. 1.27x10-18 J/molécula.
3. 1.43x10-18 J/molécula.
4. 2.54x10-18 J/molécula.
5. 2.86x10-18 J/molécula.

Esta si la he encontrado en el foro, pero haciendo lo que dicen, que es derivar E con respecto a r e igualarlo a 0, para obtener la r de equilibrio, me queda r=0. No se como obtener la respuesta correcta.

104. Se coloca un cilindro homogéneo sobre otro igual pero que permanece fijo. El cilindro móvil rueda sin deslizar, de manera que los ejes de ambos son paralelos. Si parte del punto más alto con velocidad despreciable, determine el coseno del ángulo rotado antes de separarse.
1. 5/8
2. 5/6
3. 1/2
4. 3/2
5. 4/7

Otra que no se como hacer.

134. Un resorte (de masa despreciable) se utiliza para impulsar una masa puntual sobre una superficie horizontal donde existe un tramo rugoso de longitud D (el resto de la superficie horizontal es lisa). El tramo rugoso comienza a una distancia de la posición inicial de la masa superior a la longitud natural del resorte. La masa no está sujeta al extremo del resorte. En un primer experimento se comprime el resorte 16,0 cm y se observa que la masa, luego de desprenderse del resorte, llega al reposo justo en la mitad del tramo rugoso. Si se desea impulsar la masa de manera tal que quede en reposo justo al final del tramo rugoso, ¿cuánto se debe comprimir inicialmente el resorte?
1. Nos faltarían datos
2. 32 cm
3. 22,6 cm
4. 64 cm
5. 11,3 cm

Yo creo que la respuesta es la 2, ya que si la fuerza de rozamiento debe recorrer el doble de distancia, la fuerza que hay que dar al bloque debe ser el doble, como la fuerza elástica es proporcional a lo que se comprime, habría que comprimirlo el doble, o sea 32 cm.

Gracias por adelantado a todos y ya se que he puesto un montón de preguntas, para ser mi primer post , pero prefería no tener ninguna duda .

Saludos.

[Mandelbrot]

Hola y bienvenido!
Bueno, pues lo siento mucho, pero solo te voy a poder ayudar con una de tus dudas, el resto, o las he hecho un poco por intuición (q muchas veces no es muy fiable) o ni siquiera me he parao a pensarlas en serio.

La pregunta con que puedo ayudarte es con la de las cataratas. La cuestión es q la energía potencial q tiene el agua arriba de la catarata se transforma en calor, osea: mgh=c·m·T, y lo que tenemos q sacar es la T. La masa se simplifica, y la c es la capacidad calorífica (4,18J/gºC). Y así sale.

Pues eso, las otras no sé. Si las pienso o llego a alguna conclusión, ya lo escribiré.

Un saludo

[Ivafol]

Muchas gracias por la respuesta, es lo que había pensado yo, lo que pasa es que no se porqué estaba convencido de que la capacidad calorífica del agua era 1 J/k y creía que me faltaba algo más.

[merino721]

Bienvenido Ivafol, a ver si te puedo echar una mano en alguna,
La 67 para hallar el resultado, tienes que aplicar : tao = I·alfa siendo tao el momento de la fuerza, alfa la aceleración angular e I el momento de inercia del cilindro, entonces primero tao, que es rxF = rFsen(90º) = rF y F es la normal por el coeficiente de rozamiento, la normal es lo que te piden. El momento de inercia del cilindro sólido es 1/2 m r^2 y alfa se halla con la ecuación w^2 = w0^2 - 2·alfa·tita, siendo tita las 5,25 revoluciones , entonces hallas alfa y lo sustituyes en la primera y ya lo tienes.
En la 90 estoy de acuerdo contigo, se debe de conservar el momento de la maleta también
En la 134 yo también puse la 2, de hecho dude entre esta y que nos faltarían datos
El resto de preguntas no las tengo muy claras, habrá que mirarlo más y por otro lado os pongo alguna duda más:

35.- En los puntos situados a 5 m de un foco sonoro la intensidad de la onda es de 10^4 w·m^-2. Suponiendo que una intensidad de 10^6 w·m^-2 puede producir rotura de tímpano, la mínima distancia de separación entre persona-foco para evitar dicha rotura habrá de ser:
1. 0,5 m esta es la que dan como buena, pero yo operando me salía 0,05 m un resultado que ni siquiera aparece en las opciones, yo no se que hago mal la verdad, aplico I1R1=I2R2.

76.- En un patrón de difracción en el que la intensidad del máximo central es I0. La intensidad I en un punto en donde la diferencia de fase total entre las ondas de la parte superior e inferior de la rendija es de 66 radianes es:
5. I = 9,2 · 10^-4 I0
Esta es la que dan como buena, y no se hacerla

145.- Se lanzan tres pelotas idénticas (A,B y C) desde lo alto de un edificio, todas con la misma velocidad inicial. La pelota A se lanza horizontalmente, la B con cierto ángulo hacia arriba de la horizontal, y la C con el mismo ángulo por debajo de la horizontal. ¿Cuál de las pelotas lega con más velocidad al suelo?
1. La A
2. La B
3. La C
4. Las tres igual
5. Ninguna es correcta
Dan como buena la 3, igual que en una pregunta anterior de este mismo examen que te preguntaba cual llegaba antes al suelo, ahí si que era la pelota C, pero en este caso yo creo que llegarían con la misma velocidad las pelotas B y C , y por otro lado A con menos velocidad.

Ya me diréis que opináis

[Ivafol]

Gracias por las respuestas, ahora te digo lo que opino de tus dudas:

35.- En los puntos situados a 5 m de un foco sonoro la intensidad de la onda es de 10^4 w·m^-2. Suponiendo que una intensidad de 10^6 w·m^-2 puede producir rotura de tímpano, la mínima distancia de separación entre persona-foco para evitar dicha rotura habrá de ser:
1. 0,5 m esta es la que dan como buena, pero yo operando me salía 0,05 m un resultado que ni siquiera aparece en las opciones, yo no se que hago mal la verdad, aplico I1R1=I2R2.

En esta me pasa lo mismo, no me sale ningún resultado de los marcados, me preguntaba si estaba anulada pero según las respuestas no.

76.- En un patrón de difracción en el que la intensidad del máximo central es I0. La intensidad I en un punto en donde la diferencia de fase total entre las ondas de la parte superior e inferior de la rendija es de 66 radianes es:
5. I = 9,2 · 10^-4 I0
Esta es la que dan como buena, y no se hacerla

A mi usando esta fórmula que tengo en unos apuntes de hace años: \(I_r =I_0(1+\cos{(2\pi\frac{r_1-r_2}{\lambda})})\) tomando todo lo del parentesis como 66 radianes me queda \(I=I_0* 7.05*10^{-4}\)que por lo menos es algo del mismo orden. Buscando por internet he visto otras fórmulas algo distintas, supongo que será alguna de ellas

145.- Se lanzan tres pelotas idénticas (A,B y C) desde lo alto de un edificio, todas con la misma velocidad inicial. La pelota A se lanza horizontalmente, la B con cierto ángulo hacia arriba de la horizontal, y la C con el mismo ángulo por debajo de la horizontal. ¿Cuál de las pelotas lega con más velocidad al suelo?
1. La A
2. La B
3. La C
4. Las tres igual
5. Ninguna es correcta
Dan como buena la 3, igual que en una pregunta anterior de este mismo examen que te preguntaba cual llegaba antes al suelo, ahí si que era la pelota C, pero en este caso yo creo que llegarían con la misma velocidad las pelotas B y C , y por otro lado A con menos velocidad.
En esta no me di cuenta que pedían la velocidad, creía que habían puesto la misma pregunta dos veces sin darse cuenta, de todos modos la respuesta está mal, llegarían las 3 a la vez. La forma más facil de demostrarlo es que la energía cinética más la potencial en lo alto del edificio es igual para las 3 pelotas (ya que el módulo de la velocidad es el mismo para las tres y están a la misma altura), cuando llegan al suelo toda la energía potencial se habrá transformado en cinética, y como era la misma para las tres pues tienen la misma velocidad.
Solo se me ocurre que la respuesta sea la C si se tienen en cuenta el rozamiento, como la C es la que llega antes está menos tiempo con la fuerza de rozamiento en su contra por tanto tendrá más velocidad.

Espero haberte ayudado.

[Checa]

Pregunta 145:

Yo en este tipo de preguntas soy un desastre, pero segun el ultimo razonamiento...¿si estas arriba de un edificio y disparas una pistola a una velocidad v con un angulo de 90 º (hacia el cielo) y desde la misma altura con la misma velocidad a un angulo de -90º (hacia el suelo)... deberian llegar a la vez??? parece ilogico.

Yo diria la B, xq es la que mas altura alcanza, y la que adquiere mas energia potencial, y por tanto, al transformarse toda esa e.potencial en cinetica sera mayor.

que opinais???

[Vic]

Checa, yo en la 145 opino lo mismo que tú.... el problema es que ya no sabemos si hay un error en la base de datos de acalon o realmente estamos planteandolo mal... en fin, dios nos libre de estas preguntas.

Bueno, a parte de las que habeis preguntado yo tengo dudas en las q a priori parecen fáciles... pero que a mi no m salen

25. Desde lo más alto de un edificio de 50 m se deja caer un diapasón que baja vibrando a 440 Hz, si tomamos g =10 m/s^2, la frecuencia que se percibe en el suelo al segundo de comenzar la caída es de:

1. 452,9 Hz
2. 427,4 Hz
3. 453,3 Hz
4. 454,2 Hz
5. 552,3 Hz

aquí aplico Doppler y me salen frecuencias mucho mayores que cualquiera de las opciones que dan

38. Una moneda de 10 g de masa rueda sobre una mesa horizontal con una velocidad de 6 cm/s. ¿Cuál es su energía cinética?

1. 18 \(\mu J\)
2. 18 mJ
3. 27 \(\mu J\)
4. 60 mJ
5. 18 pJ

pero yo obtengo la 1 como buena

[Vic]

por cierto, lo siento pero esta vez tengo dudas por todas partes y no voy a poder echaros una mano

[Checa]

Yo tambien tengo muchas dudas en este la verdad.

La del diapason, es la formula doppler

f = fo ( V / v-vf)

La velocidad del foco (Vf) sera v= vo + a*t = 0 + 1*10 = 10 m/s

Sustituyendo da la solucion

[Ivafol]

Buenas de nuevo, hay dos preguntas de las pelotas en la torre, en una preguntan cual llega antes, que es la C y en la otra cual llega con más velocidad, que si no tenemos en cuenta el rozamiento son las tres a la vez.

La pregunta 25 como ha dicho checa con la fórmula de Dopler se llega a la solución.

En la 38. o sea la de la moneda a mi me pasó lo mismo, busqué con la herramienta de buscar del foro y encontré que me faltaba la energía de rotación:

\(E_R=\frac12 I \omega^{2}\)
Como el momento de inercia de un disco es
\(I=\frac12mr^2\)
y
\(\omega=\frac{v}{r}\)
resulta
\(E_R=\frac14 mv^{2}=9*10^{-6} J\)
Que si lo sumas a tu resultado nos quedan los \(27 \mu J\)

Espero haberme explicado bien.

Un saludo

[anvabell]

Hola a todos,
35.- En los puntos situados a 5 m de un foco sonoro la intensidad de la onda es de 10^4 w·m^-2. Suponiendo que una intensidad de 10^6 w·m^-2 puede producir rotura de tímpano, la mínima distancia de separación entre persona-foco para evitar dicha rotura habrá de ser:
1. 0,5 m esta es la que dan como buena, pero yo operando me salía 0,05 m un resultado que ni siquiera aparece en las opciones, yo no se que hago mal la verdad, aplico I1R1=I2R2.

Por definición la intensidad es el cociente entre la potencia y el área, en primer lugar se calcula la potencia: P=I*S=10^4*4PI*5^2=3,14*10^6
Ahora ya tenemos la potencia del foco, podemos calcular la distancia minima para evitar la rotura: 4Pid^2=P/10^6, despejando obtienes 0,5m

76.- En un patrón de difracción en el que la intensidad del máximo central es I0. La intensidad I en un punto en donde la diferencia de fase total entre las ondas de la parte superior e inferior de la rendija es de 66 radianes es:
5. I = 9,2 · 10^-4 I0
Esta es la que dan como buena, y no se hacerla

La intensidad de difracción de una sola rendija viene dada por: I=Io(sen(1/2fi)/1/2 fi)^2, siendo fi el ángulo.

Espero haber sido de ayuda!
Ahora os planteo mis dudas que son bastantes!
22. Una partícula de m=0,2Kg moviéndose a v=0,4m/s choca contra otra partícula de m=0,3Kg que está en reposo. después del choque la primera partícula se mueve a 0,2m/s en una dirección que hace un ángulo de 40º con la dirección original. Halla la Q del proceso:1. -3,23 10-4 J
2. 6,84 10-4 J
3. 3,23 10-4 J
4. -1,14 10-4 J
5. -6,84 10-4 J
Dan como buena la respuesta 5. No consigo obtener dicho resultado, el resultado que obtengo es : -6,81 10-3 J, Para resolverlo aplico conservación de la cantidad de mvto. Lineal, tengo en cuenta las direcciones de las velocidades, obtengo dos ecuaciones con dos incógnitas: la v2’ y el ángulo que forma con la dirección, resuelvo el sistema y obtengo para v2’ =0,186m/s en módulo. Calculo las energias cinéticas antes y después del choque y obtengo Q (Q=Ec(desp)- Ec(antes)).

17. En un salto de agua, el desnivel es de 80m y el caudal de 50m^3/s. Calcular la potencia máxima que puede obtenerse.1. 3,92 107 W
2. 4 106 W
3. 1,96 109 W
4. 3,84 108 W
5. 3,136 109 W
La solución es la 1. Mi problema es que no sé como relacionar el caudal con la potencia. Sé que el caudal es igual a la superficie por la velocidad (ec. De la continuidad).

53. Una escalera de 10m de longitud apoyada en una pared se desliza sobre ésta. La velocidad de desplazamiento del extremo inferior es de 0,5m/s. ¿Cuál es la velocidad de desplazamiento del extremo superior en el instante en que el extremo inferior se encuentra a una distancia de 8 m de la pared? 1. -2 m/s
2. 2.5 m/s
3. 3/2 m/s
4. 2/3 m/s
5. -2/3 m/s
La respuesta correcta es la 5.

83. Un muelle de masa despreciable se estira 2cm cuando se le cuelga un peso de 10Kg. Si las oscilaciones que realizan tienen 10cm de amplitud, la energía elástica máxima que posee es:1. 50 J
2. 500 J
3. 25 J
4. 2500 J
5. 100 J
Dan como buena la 2. Al resolverlo obtengo la solución 3, planteo el problema de la siguiente forma: Si al muelle se le cuelga un peso de 10 Kg y se estira 2cm, esos 2cm serán la longitud natural del muelle cuando se le cuelga la masa y se encuentra en equilibrio, y, además sabemos que es igual a mg/k. Por lo tanto igualando a 2cm podemos obtener la cte elástica del muelle, k.
K= 10*9,81/2*10-2= 4905 N/m
Como bien sabemos la energía del muelle es proporcional al cuadrado de la amplitud y, es igual a :
E=0,5*k*A2 = 0,5*4905*(10*10-2 )^2= 24,5 J

115. Determinar la profundidad de un pozo si el sonido producido por una piedra que se suelta en su brocal, al chocar con el fondo, se oye 2s después.1. 16,1 m
2. 3,4 m
3. 24,65 m
4. 18,5 m
5. 224 m
Dan como buena la 4. No sé cómo hacerla.

[preferentis]

Haber,viendo que la de las pelotitas esta causando problemas...voy a poner mi granito de arena.
He hecho el problema de las tres maneras, es decir, aplicando las ecuaciones de m.u.a con velocidades iniciales con componente vertical nula,positiva o negativa y a mi me a salido esto:
Considero positivo la direccion de bajada y el cero es el suelo, asi que todos tienen de alura -h y de aceleracion +1/2at^2.
La componente que tiene la velocidad inicial sera nula en un caso i en los otros dos igual en modulo pero sentidos opuestos.
Resultados: La que llega antes al suelo: La lanzada hacia abajo.
La que llega con mas velocidad: La lanzada hacia arriba.

Correccion!!: La lanzada hacia arriba y hacia abajo llegan con la misma velocidad.

[taconi23]

Hola, con respecto a la de las pelotas, bueno hay varias formas de hacerlo, conservación de la energía, por componentes. se haga como se haga, la solución correcta es que las tres pelotas llegan al mismo tiempo, o sea la opción 4 es la correcta. Deberias obtener que la velocidad final en los tres casos es:
\(V_f=\sqrt{V_0^2+2gh}\)

[Ivafol]

A ver si puedo aclararte algo:

Ahora os planteo mis dudas que son bastantes!
22. Una partícula de m=0,2Kg moviéndose a v=0,4m/s choca contra otra partícula de m=0,3Kg que está en reposo. después del choque la primera partícula se mueve a 0,2m/s en una dirección que hace un ángulo de 40º con la dirección original. Halla la Q del proceso:1. -3,23 10-4 J
2. 6,84 10-4 J
3. 3,23 10-4 J
4. -1,14 10-4 J
5. -6,84 10-4 J
Dan como buena la respuesta 5. No consigo obtener dicho resultado, el resultado que obtengo es : -6,81 10-3 J, Para resolverlo aplico conservación de la cantidad de mvto. Lineal, tengo en cuenta las direcciones de las velocidades, obtengo dos ecuaciones con dos incógnitas: la v2’ y el ángulo que forma con la dirección, resuelvo el sistema y obtengo para v2’ =0,186m/s en módulo. Calculo las energias cinéticas antes y después del choque y obtengo Q (Q=Ec(desp)- Ec(antes)).

Hago lo mismo que tu y también llego a 6.8 10-3 J

17. En un salto de agua, el desnivel es de 80m y el caudal de 50m^3/s. Calcular la potencia máxima que puede obtenerse.1. 3,92 107 W
2. 4 106 W
3. 1,96 109 W
4. 3,84 108 W
5. 3,136 109 W
La solución es la 1. Mi problema es que no sé como relacionar el caudal con la potencia. Sé que el caudal es igual a la superficie por la velocidad (ec. De la continuidad).

Para hacer esta tengo en cuenta que la potencia es el trabajo por unidad de tiempo \(P=W/t\)
tomo t = 1 s, por lo tanto la masa de agua que cae es de \(m=50m^3=5 *10^4 Kg\)
Finalmente el trabajo será igual a la energía potencial en lo alto del salto de agua \(E_p=mgh=5 *10^4 *9.8 *80 = 3.92 *10^7 J\)
Que como t=1s , la potencia es la misma cantidad en W


53. Una escalera de 10m de longitud apoyada en una pared se desliza sobre ésta. La velocidad de desplazamiento del extremo inferior es de 0,5m/s. ¿Cuál es la velocidad de desplazamiento del extremo superior en el instante en que el extremo inferior se encuentra a una distancia de 8 m de la pared? 1. -2 m/s
2. 2.5 m/s
3. 3/2 m/s
4. 2/3 m/s
5. -2/3 m/s
La respuesta correcta es la 5.

83. Un muelle de masa despreciable se estira 2cm cuando se le cuelga un peso de 10Kg. Si las oscilaciones que realizan tienen 10cm de amplitud, la energía elástica máxima que posee es:1. 50 J
2. 500 J
3. 25 J
4. 2500 J
5. 100 J
Dan como buena la 2. Al resolverlo obtengo la solución 3, planteo el problema de la siguiente forma: Si al muelle se le cuelga un peso de 10 Kg y se estira 2cm, esos 2cm serán la longitud natural del muelle cuando se le cuelga la masa y se encuentra en equilibrio, y, además sabemos que es igual a mg/k. Por lo tanto igualando a 2cm podemos obtener la cte elástica del muelle, k.
K= 10*9,81/2*10-2= 4905 N/m
Como bien sabemos la energía del muelle es proporcional al cuadrado de la amplitud y, es igual a :
E=0,5*k*A2 = 0,5*4905*(10*10-2 )^2= 24,5 J
Obtengo exactamente lo mismo que tu
115. Determinar la profundidad de un pozo si el sonido producido por una piedra que se suelta en su brocal, al chocar con el fondo, se oye 2s después.1. 16,1 m
2. 3,4 m
3. 24,65 m
4. 18,5 m
5. 224 m
Dan como buena la 4. No sé cómo hacerla.
Explico lo que hago yo en esta, aunque no obtengo el resultado que nos da la solución

Los dos segundos es la suma del tiempo que tarda en caer la piedra y lo que tarda en subir \(t_c+t_s=2s\)

La altura mientras cae será igual a \(h=-\frac12gt_c^2\)

Esta altura será igual a la que sube el sonido \(h=v_{sonido}t_s\)

Igualando \(-\frac12gt_c^2=v_{sonido}t_s\)

Yo creo que hasta aquí está bien planteado, pero por más que hago el sistema no obtengo la solución correcta.

[merino721]

Gracias por la ayuda en las dudas que puse, y siguiendo con la polémica de la 145, yo también creo que la pelota que se lanza hacia arriba y hacia abajo llegan con la misma velocidad, ya que la que se lanza hacia abajo parte desde el principio con una componente en y de la velocidad hacia abajo y la que se lanza hacia arriba cuando llega al punto desde donde se lanza (hablando de altura) tiene la misma velocidad con la que se lanzo hacia arriba pero ya bajando, con lo que llegaran esas dos pelotas con más velocidad al suelo que la que se lanza con ángulo, eso es lo que pensé yo cuando hacía el examen