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EXAMEN DE FÍSICA B, I EVALUACIÓN I TÉRMINO 2014-
MIERCOLES 10 DE DICIEMBRE 2014.
SOLUCIÓN
DURANTE EL EXAMEN, TODOS LOS CELULARES Y CUALQUIER OTRO MEDIO DE COMUNCICACIÓN ELECTRONICA
DEBEN ESTAR APAGADOS Y GUARDADOS EN SUS MOCHILAS. NINGÚN ESTUDIANTE DEBE TENER EN SU PODER LO
ANTERIORMENTE MENCIONADO.
Las primeras diez preguntas son de opción múltiple y tienen un valor de 3 puntos c/u
- Dos varillas de latón tienen la misma longitud, pero el área de la sección transversal de
la varilla A es el doble de la varilla B. al aplicar las mismas fuerzas de tracción en los extremos
de cada una de estas varillas:
a) Las dos se alargan al mismo tiempo
b) La varilla A se alarga la mitad de la varilla B
c) La varilla A se alarga el doble que la varilla B
d) El alargamiento de la varilla A es cuatro veces el alargamiento de la varilla B
- Dos esferas E 1 y E 2 de igual volumen 10 -
m
3
, están unidas por una cuerda de peso y
volumen despreciable. La esfera E 2
es cuatro veces más pesada que la esfera E
cuando se
las coloca en equilibrio en un recipiente con agua, la esfera E 1 , tiene la mitad de su
volumen sumergido mientras que la esfera E 2
está totalmente dentro del agua, como se
muestra en la figura. El empuje, en N sobre la esfera E 2 es : Usar ( g = 9.8 m/s
2
, 1 mN =
10
N y ρ agua
= 1000 kg /m
3
)
a) 0.098 N
b) 0.0294 N
c) 0.0196 N
d) 0.0174 N
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE FISICA
NOTA: Este examen está diseñado para ser resuelto de manera individual, puede usar una calculadora ordinaria para sus
cálculos aritméticos, un lápiz o esferográfico. Solo puede comunicarse con la persona responsable de la recepción del
examen; y, cualquier instrumento de comunicación que hubiera traído, deberá apagarlo y ponerlo en la parte anterior del
aula, junto con algún otro material que se encuentre acompañándolo. No consultará libros, notas, ni algún apunte adicional a
las que se entreguen en esta evaluación. Desarrolle los temas de manera ordenada. Firme como constancia de haber leído
lo anterior.
__________________________________________________
Firma
- Un bloque se encuentra en equilibrio, sumergido totalmente en agua contenida en un
recipiente cilíndrico que tiene una sección transversal de área 1.0 m
2
. al retirar el bloque el
nivel del agua desciende 5.0 x 10
m, entonces la masa del bloque en kg es:
a) 5.0 x 10
b) 5.0 x 10
c) 5.
d) 5.0 x 10
1
e) 5.0 x 10
2
- Por una tubería circula agua, en un punto donde el diámetro de la sección transversal es
de 8.0 cm la velocidad es 1.2 m/s. Determinar la velocidad en un punto donde el diámetro
de la sección transversal es de 6.0 cm.
a) 2.13 m/s
b) 2.40 m/s
c) 1.60 m/s
d) 4.26 m/s
- Una placa metálica de 0.24 m
2
de área se desliza sobre una superficie recubierta de una
capa de aceite de 3.0 mm de espesor; ¿Qué fuerza es necesaria para mantener una
velocidad constante de 0.10 m/s?. La viscosidad de este aceite es 0.010 Pa · s.
a) 0.24 N
b) 0.08 N
c) 0.32 N
d) 0.40 N
- El aceite de un motor pasa por un tubo de 0.90 mm de radio y una longitud de 55 mm,
siendo 4.0 × 10
3
Pa, la diferencia de presión entre los extremos del tubo. ¿Cuál es el
caudal de este tubo? .La viscosidad del aceite es 0.20 Pa · s.
a) 9.369 × 10
− 8 m
3
s
b) 4.684 × 10
− 8 m
3
s
c) 2.342 × 10
− 8 m
3
s
d) 11.711× 10
− 8 m
3
s
- Suponiendo que la densidad del aire no variase con la altura y que tuviera un valor
constante de 1.25 kg /m
3
, el espesor de la atmosfera terrestre seria:
PROBLEMAS DE DESARROLLO.
Tema 1. Según el grafico mostrado, determine la relación entre las longitudes de onda en la
parte
AB
y
BC
de la cuerda, si el diapasón oscila con una frecuencia constante; además, la
relación de sus masas es
M
AB
M
BC
Valor 10
puntos.
f AB
=f BC
v AB
λ AB
v BC
λ BC
v AB
v BC
λ AB
λ BC
λ AB
λ BC
T
μ AB
×
μ BC
T
λ AB
λ BC
m BC
L
BC
÷
m AB
L
AB
λ AB
λ BC
m BC
m AB
×
L
AB
L
BC
λ AB
λ BC
×
L
2 L
=
Hasta 5
puntos
Hasta 5 puntos
Tema 2. El sistema mostrado está en reposo considerando a las barras y émbolos de
masa despreciable. ¿Qué módulo tiene
F?,
g=9.
m
s
2
; A
2
= 100 cm
2
; A
1
= 10 cm
2
Valor 10 puntos
3a
70 cm
agua
50 kg
(2)
(1)
F
a
(2)
O
P
1
=P
2
F
1
A
1
=ρ agua
× g × h agua
w
A
2
F
1
=A
1
(ρ ¿
¿ agua × g × h agua
w
A
2
F
1
= 10 × 10
− 4
m
2
× 1000
kg
m
3
× 9.
m
s
2
× 0.70 m+
× 50 kg × 9.
m
s
2
=55.86 N
∑
M
0
F
1
( a )−F ( 4 a) = 0
F=
F
1
=13.96 N
F
1
Hasta 5 puntos
Hasta 5 puntos
Tema 4. Se tiene una tubería de 1000 m de longitud, por la cual se bombea un derivado de
petróleo de densidad relativa ρ rel
con un caudal de 31.4 litros/s; el diámetro de la
tubería es de 200 mm. Si se requiere un número de Reynolds de 300, se pide:
a) Calcular la velocidad máxima en m/s. ( 3 puntos ). Valor 10
puntos.
b) Determinar el gradiente de presión
∆ P
L
en
Pa
m
( 3 puntos)
η=
vρd
R
e
→η=
(
m
s
)
kg
m
3
)( 0.200 m)
=0.60 Pa. s
∆ P
L
8 Qη
π R
4
∆ P
L
(
31.4 × 10
− 3 m
3
s
)
0.60 Pa. s
π ( 0.100 m)
4
Pa
m
c) Considerando un fluido ideal, es decir, despreciando la viscosidad, determinar el
gradiente de presión. (Valor 4 puntos)
∆ P
L
Q=π
d
2
v →31.4 × 10
− 3 m
3
s
=π
( 0.20 m)
2
v 2
→ v 2
m
s
v max
= 2 v → v max
m
s
Hasta 3 puntos
Hasta 3 puntos
Hasta 4 puntos.
