Febrero 2007 - Física II para BIOlogía, BioQuímica y GEOciencias

Nombre:
C.I.:
Examen Física General II (Biociencias – Geociencias)
9/2/2007
1.
Una sirena emite un sonido periódico en el aire, en una región donde no hay obstáculos para su propagación. De
las siguientes afirmaciones: 1) la intensidad del sonido disminuye proporcionalmente a la distancia de la sirena; 2)
podemos regular la velocidad con que se propaga la onda cambiando la frecuencia de la sirena; 3) percibimos el doble de
decibeles si duplicamos la potencia con que emite la sirena; 4) mientras nos alejamos de la sirena percibimos una
frecuencia mayor que cuando nos quedamos en reposo.
a) ninguna es correcta
b) sólo 1) es correcta
c) sólo 1) y 2) son correctas
d) sólo 1), 2) y 3) son correctas
e) todas son correctas
2.
Suponga que un espejo cóncavo y una lente convergente inicialmente en aire, se sumergen después en agua.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
a) La distancia focal del espejo aumenta y la de la lente no varia.
b) La distancia focal del espejo y la de la lente aumentan
c) La distancia focal del espejo y la de la lente disminuyen
d) La distancia focal del espejo no varía y la de la lente aumenta.
e) La distancia focal del espejo no varía y la de la lente disminuye
3.
La figura muestra la posición de 5 esferitas cargadas, de carga q cada una. El flujo del campo eléctrico sobre una
superficie esférica que contiene a la carga central pero no a las otras cuatro (ver figura) es:
a)
b)
c)
d)
e)
0
q/ε0
4q/5ε0
4q/ε0
5q/ε0
4. En el sistema de la figura, el alambre es de hierro ( = 1. 10-7 .m) de 0.02 mm2 de
sección, 2 m de longitud y 10 mg de masa. Todo se encuentra en el plano vertical dentro de un
campo magnético uniforme de 0,6 T entrante a la hoja.
¿Cuál es el voltaje y la polaridad de la pila que se necesitan para que el alambre se mantenga
suspendido en el aire?
a) 8,3 x 10-4 V con el negativo a la derecha.
b) 8,3 x 10-4 V con el negativo a la izquierda.
c) 2,8 x 10-2 V con el negativo a la derecha
d) 2,8 x 10-2 V con el negativo a la izquierda
e) 2,8 x 10-2 V con cualquiera de las dos polaridades.
5.
Se dispara un haz de electrones, todos con la misma
velocidad v, en una región donde existe un campo eléctrico E de
módulo 6 N/C y un campo magnético B entrante de módulo 1,5
μT dispuestos como en la figura (E, B y v perpendiculares entre
sí). En estas condiciones se comprueba que los electrones siguen
una trayectoria rectilínea, impactando en la pantalla en el punto
P a los 2 μseg de haber entrado a la región.
Si se desconecta la batería que produce el campo eléctrico, ¿a
qué distancia de P impactarán ahora los electrones sobre la
pantalla?
a) 60 mm
b) 15 cm
c) 40 cm
d) 1,2 m
pila
alambre
pantalla
v
E
P
B
e) 2,3 m
6.
La velocidad de circulación de la sangre se manifiesta con el efecto Doppler a través de un cambio de frecuencia.
Se emite un ultrasonido de frecuencia 3MHz que viaja por el cuerpo a una velocidad de 1540m/s. Suponga que la sangre se
mueve en forma paralela y con sentido opuesto al del ultrasonido, a una velocidad de 0,1m/s. El ultrasonido se refleja
cuando se encuentra con la sangre, y una vez que regresó al emisor, su frecuencia:
a) Aumenta en 390 Hz
b) Aumenta en 60 KHz
c) Aumenta en 0,22 MHz
d) Disminuye en 45 Hz
e) Disminuye en 510 Hz
7.
Considere un tipo de bacterias anaeróbicas que necesitan mantenerse alejadas del oxígeno molecular que en
exceso las mataría. Por tanto deben evitar moverse hacia la superficie del medio en que habitan. Para eso intentan moverse
siempre hacia abajo. Dichas bacterias tienen partículas de magnetita que generan torques, que (dependiendo de cómo estén
ubicadas) pueden orientarlas en el sentido del campo magnético o en el opuesto. El vector campo magnético terrestre tiene
una intensidad promedio de unos 45 micro-Tesla y su dirección varía desde el ecuador dónde es paralelo a la superficie
terrestre hasta los polos en dónde es perpendicular a la superficie terrestre (entrante en el polo Norte geográfico y saliente
en el polo Sur geográfico). En las latitudes intermedias tiene una cierta inclinación respecto a la vertical entrante en el
Norte y saliente en el Sur.
a) Realice un esquema de la Tierra mostrando el vector campo magnético en el ecuador, los polos y una latitud
intermedia en cada hemisferio.
b) Considere una población de bacterias anaeróbicas que vivan en el hemisferio Norte y que están adaptadas a nadar
hacia abajo en su ambiente original ¿Qué pasaría si se las trajera a vivir en el hemisferio Sur? ¿Y si se las llevara
al ecuador?
c) En un lugar cercano al polo Norte se coloca un cable de alta tensión muy largo por el que circula una corriente de
15 A muy cerca de la superficie en la que viven las bacterias. Dibuje un esquema del cable y las características
del vector campo magnético resultante en distintas zonas cercanas a la superficie del medio en que viven las
bacterias.
d) ¿Ese cable de alta tensión podría tener algún efecto sobre la vida de las bacterias que se encuentran en ese lugar
cercano al polo Norte? Justifique su respuesta.
Nombre:
C.I.:
8.
( Exponer con claridad los pasos seguidos al resolver el ejercicio )
Considere un tubo de 1,2 m que se encuentra cerrado por uno de sus extremos.
a) Represente en forma gráfica como varía la presión a lo largo del tubo cuando el aire en su interior oscila en el modo
fundamental.
b) A la temperatura del experimento, el segundo armónico del tubo oscila a la frecuencia de 213Hz. Determinar la
velocidad de propagación del sonido a esa temperatura.
c) Una cuerda de 1 m de longitud se une al tubo de manera que solamente sus extremos se encuentran fijos. Si la masa
de la cuerda es de 20 gramos, determinar la tensión que debe tener la misma para que su tercer armónico vibre a 110
Hz.
d) Se desea que cuando se pulse la cuerda, su segundo armónico se escuche con mayor intensidad que el primero.
Determinar un valor de la tensión de la cuerda con el cuál se consiga este objetivo.