EXAMEN TIPO FISICA - Cinvestav Unidad Querétaro

PROBLEMARIO DE FÍSICA
1.
Un bloque de 1.0 kg choca contra un resorte horizontal sin peso cuya constante de fuerza es de 2.0 N/m.
El bloque comprime al resorte deformándolo 4.0 m a partir de la posición de reposo. Suponiendo que el
coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie horizontal es de 0.25, ¿cuál era la
velocidad del bloque en el instante del choque?
2.
Se dispara un proyectil mediante un cañón que forma un ángulo de 45° con la horizontal y con una
velocidad de salida de 458 m/seg. En el punto más alto de su recorrido explota el proyectil en dos
fragmentos de masas iguales. Un fragmento, cuya velocidad inicial es cero, cae verticalmente. ¿A qué
distancia del cañón caerá al terreno el otro fragmento suponiendo que todo el terreno está a nivel?
3.
Un bloque de masa m1=2.0 kg se desliza en una mesa sin rozamiento con una velocidad de 10 m/seg.
Directamente enfrente de él y moviéndose en la misma dirección y sentido hay un bloque de masa
m2=5.0 kg que se mueve a razón de 3.0 m/seg. Un resorte sin masa, con una constante de resorte de
k=1120 N/m, va fijo a la parte posterior de m2. Al momento de que los bloques chocan, ¿cuál es la
máxima compresión del resorte? Supóngase que el resorte no se dobla y que siempre obedece la ley de
Hooke.
4.
Un deuterón es una partícula nuclear formada por un protón y un neutrón. Su masa es aproximadamente
de 410-24 g. Un deuterón, acelerado por un ciclotrón hasta alcanzar una velocidad de 10 9 cm/seg, choca
contra otro deuterón en reposo, resultando de la colisión un núcleo de helio. Posteriormente el núcleo de
helio se rompe en un neutrón (210-24 g) y un isótopo (610-24 g) de helio. Si el neutrón sale disparado
perpendicularmente a la dirección de la velocidad original con una velocidad de 5108 cm/seg, encontrar
la velocidad del isótopo de helio.
5.
Dos resortes están unidos entre sí y a una masa m
como se muestra en la figura P5, donde l1 y l2 son sus
longitudes sin deformar. Las superficies carecen de
rozamiento. Si los resortes tienen respectivamente
constantes de fuerza k1 y k2, encontrar la frecuencia de
oscilación
6.
7.
P5
l1
Un condensador cilíndrico consiste de dos cilindros
coaxiales de radios a y b y longitud l. (a) ¿Cuál es la
capacitancia del condensador? Supóngase l>>b. (b)
Demuestre que la mitad de la energía potencial
eléctrica almacenada está dentro de un cilindro, cuyo
radio es r=(ab)1/2.
m
k1
k2
Dos condensadores idénticos se conectan como se muestra en la figura P7. Una placa de dieléctrico se
introduce entre las placas de un condensador, mientras la batería está conectada. Describir
cualitativamente lo que ocurre a la carga, a la capacitancia, a la diferencia de potencial, a la intensidad del
campo eléctrico, y a la energía almacenada por cada condensador, después de haber introducido el
dieléctrico.
P7
R1
C1
V0
C2
8.
l2
En el circuito de la figura P8 sean i1, i2 e i3, las
S
R3
V0
R2
P8
C
corrientes que pasan por las resistencias R1, R2 y R3, respectivamente. Hacer una gráfica cualitativa de
las corrientes enumeradas y de la carga almacenada en el condensador en función del tiempo a partir del
momento en que se cierra el interruptor S.
9.
Espectrómetro de masa. La figura P9 muestra un
dispositivo para medir las masas de los iones. La puerta
S es una cámara en la cual se está efectuando una
descarga en un gas y produce un ion de masa M y carga
positva q casi sin velocidad. El ion se acelera mediante
una diferencia de potencial V y se hace entrar a un
campo de inducción magnética B (dirigido hacia fuera del
plano de la hoja). En el campo se describe un
semicírculo y va a chocar contra una placa fotográfica a
una distancia x de la abertura de entrada dejando ahí su
marca. Obtenga la masa en términos de las cantidades
mencionadas.
10. Un alambre recto largo lleva una corriente de 50 amp. Un
electrón, que lleva una velocidad de 10 7 m/seg, se
encuentra a 5.0 cm del alambre. ¿Qué fuerza obra sobre
el electrón si la velocidad del mismo está dirigida (a)
hacia el alambre, (b) paralela al alambre, y (c)
perpendicularmente a la dirección dada por (a) y (b).
B
x
V
q
S
P9