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UNAM: 1032
SANTA MARÍA LA RIBERA No. 72 COL. SANTA. MARÍA LA RIBERA C. P. 06400
DELEGACIÓN CUAUHTÉMOC MÉXICO, D. F. TEL. 5 547 98 21
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Guía de estudio
2014-2015
Profesor (a):
Asignatura:
M.I Canek Ortega Cano
Física IV
Clave
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UNIDAD I. FLUIDOS
I. Explicar los siguientes conceptos:
Presión, presión atmosférica (características), presión absoluta y presión hidrostática.
Distinguir entre presión absoluta y presión manométrica (hidrostática).
El Principio de Pascal y sus aplicaciones.
El principio de Arquímedes.
Concepto de densidad, densidad relativa y peso específico.
Las condiciones para que un cuerpo pueda flotar
Las aplicaciones del principio de Arquímedes.
El fenómeno de continuidad en el flujo de líquidos
El concepto de gasto hidráulico.
El teorema de Bernoulli del flujo de líquidos en un conducto cilíndrico, en donde cambian el
calibre y la altura.
El teorema de Torricelli de la salida de líquidos por un orificio.
El teorema de Bernoulli para el caso particular del flujo de líquidos en un conducto horizontal.
El concepto de viscosidad como una propiedad de los fluidos.
La diferencia entre densidad y viscosidad.
La capilaridad,
La tensión superficial,
La cohesión y adherencia.
La presión osmótica.
1.- Determine la presión hidrostática que existirá a una profundidad de 3 m y a una profundidad de
6 m, en una presa hidráulica. (Densidad del agua = 1000 kg/m3).
2.- Determine a qué profundidad se encuentra sumergido un buceador en el mar, si soporta una
presión hidrostática de 399840 Pa (Dato: densidad del agua de mar = 1020 kg/m3).
3.- La velocidad con la que sale un fluido por un orificio de un recipiente es de 8 . ¿Cuál es la
altura que tiene la columna del fluido por encima del orificio? (Considere que la gravedad tiene un
valor de g = 10 )
A) 32 m
B) 3.2 m
C) 8 m
D) 8.1 m
4.- ¿Cuál es la presión que recibe un liquido encerrado en un depósito, si se le aplica una fuerza
de 54 N por medio de un émbolo cuya área es de 0.06 m2?
A) 90000 Pa.
B) 90 Pa.
C) 900 Pa.
1
D) 9000 Pa.
5.- Un prisma rectangular, de volumen igual a 6000 cm3 se sumerge hasta la mitad en un
recipiente que contiene gasolina. ¿Cuál es el empuje que recibe el prisma? (Considere
ρ Gasolina
= 700
y g = 10
)
A) 420 N.
B) 42 N.
C) 21 N.
D) 210 N.
6.- Se aplica una fuerza de 400 N al émbolo pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es
de 4 cm. ¿Cuál tendrá que ser el diámetro del émbolo grande si se desea levantar una carga de
2000 N?
R=_________________
7. Para levantar una columna de 5000 N de peso con un gato hidráulico cuya área de pistón es 50
cm2, y si el área donde se aplica la fuerza es de 0.05 cm2, se necesita una fuerza de:
a) 50 N
b) 5 N
c) 500 N
d) 1000 N
8. Una piedra de 2 m3 de volumen está en el fondo de un río. Si el peso específico de la agua es
104 N/m3, ¿Cuál es el empuje que ejerce el agua del río sobre la piedra?
a) 2x104 N
b) 104 N
c) Cero
d) 1000 N
9. Por una tubería de 0.5 m2 de sección transversal fluye agua a una velocidad de 0.05 m/s. ¿Qué
volumen de agua pasa por la sección transversal en un segundo?
a) 0.5 m3
b) 0.05 m3
c) 1 m3
d) 0.025 m3
10. ¿Cuál es el radio de una tubería cilíndrica en la que fluye agua a una velocidad de 5 m/s y
cuya tasa de flujo es de 4x10-3 m3/s?
a) 0.016 m
b) 2 m
c) 20 m
d) 1.6 m
UNIDAD II. CALOR Y TEMPERATURA.
Dilatación térmica (lineal, superficial y volumétrica)
Temperatura
Las escalas termométricas (Celsius, Fahrenheit, Kelvin).
El concepto de cero absoluto.
La ley general del gas ideal y el modelo cinético de los gases.
Calor trabajo y energía interna.
La diferencia entre calor y temperatura.
Energía interna, calor y trabajo como productores de cambios de la energía interna en un sistema.
Calor específico o capacidad calorífica.
Cada una de las formas de transmisión del calor.
Los puntos de fusión y de evaporación.
El calor latente de fusión, solidificación y de evaporación, licuefacción.
Enunciar y explicar la ley cero, la primera ley y la segunda ley de la termodinámica.
Explicar la relación de la ley cero con el concepto de temperatura.
Explicar la relación de la primera ley con la conservación de la energía.
Explicar la relación entre la irreversibilidad de los procesos naturales y la segunda ley de la
termodinámica.
Explicar la fórmula de eficiencia de máquinas térmicas.
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11.- ¿Cuál es la presión que recibe un liquido encerrado en un depósito, si se le aplica una fuerza
de 54 N por medio de un émbolo cuya área es de 0.06 m2?
A) 90000 Pa.
B) 90 Pa.
C) 900 Pa.
D) 9000 Pa.
12.- Un gas se mantiene a temperatura constante y bajo una presión inicial de 450 mm de hg,
ocupando un volumen de 50 cm3. ¿Cuál será la nueva presión para que el gas ocupe un volumen
de 30 cm3?
A) 900 mm de Hg
B) 750 mm de Hg
C) 270 mm de Hg
D) 2700 mm de Hg
13.- El punto de fusión de la plata es 1763.6 °F ¿Cuál es el punto de fusión de la plata en Celsius?
A) 980 °C
B) 975 °C
C) 962 °C
D) 1000 °C
14.- ¿Qué cantidad de calor se debe aplicar a 350 gr. de agua para elevar su temperatura de 25°C
a 60°C?
A) 1225 cal
B) 122500 cal
C) 1225 cal
D) 12.25 kcal
15.- A 400 gr. de una sustancia se le aplican 13020 cal para elevar su temperatura de 50 °C a 200
°C ¿Cuál es la sustancia?
A) Hierro (C e = 0.113)
B) Cobre (C e = 0.093)
D) Mercurio (C e = 0.033)
C) Aluminio (C e = 0.217)
16.- ¿Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministran 150 cal de calor de
entrada para obtener 60 cal de calor de salida?
A) 10%
B) 80%
C) 40%
D) 60%
17.- ¿Cuál es el incremento en la energía interna de un sistema si se le suministran 800 calorías y
se aplica un trabajo de 500 Joules?
A) 3860 J
B) 2860 J
C) -2860 J
D) - 3860 J
18.- La temperatura inicial de una barra de aluminio de 3 kg. es de 25 °C, ¿Cuál es la temperatura
final si al ser calentada recibe 12000 cal? (Ce aluminio=0.217
)
A) 45.3 ° C
B) 43.4 °C
C) 50.1 °C
D) 60 °C
UNIDAD III. OPTICA Y ACUSTICA
Explicar por qué un objeto se puede ver.
Explicar la reflexión de la luz en los espejos planos.
Qué estudia la óptica geométrica.
Explicar la reflexión en espejos cóncavos y convexos.
Establecer los rayos principales para la formación de imágenes en espejos cóncavos y convexos
para la formación de las imágenes
Diferenciar entre imagen real e imagen virtual.
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Aplicar la ecuación de espejos esféricos en la resolución de problemas.
Enunciar las leyes de la refracción. (Ley de Snell).
Explicar la relación entre la velocidad de la luz y el índice de refracción.
Explicar la formación de las imágenes en las lentes convergentes y divergentes, dependiendo de
las características de los rayos principales.
Aplicar la ecuación de lentes delgadas en la resolución de problemas.
Explicar la clasificación de las ondas.
Definir las características de las ondas.(Periodo, frecuencia, amplitud y longitud de onda)
Establecer la ecuación para la velocidad de propagación de una onda.
Explicar la formación de ondas viajeras y ondas estacionarias.
Explicar en qué consiste el efecto Doppler.
Explicar la naturaleza ondulatoria de la luz.
Explicar el experimento de Young para determinación de la longitud de onda de luz
Cuáles son las características de las ondas sonoras.
Explicar los conceptos de altura, timbre y tono de un sonido.
Explicar el fenómeno de la resonancia.
19.- A 80 cm de un espejo convexo de distancia focal igual a 24 cm se encuentra un objeto ¿Cuál
es la distancia a la que se forma la imagen?
20.- En una cuerda tensa se producen ondas con una frecuencia de 240 Hz, a una velocidad de
propagación cuya magnitud es de 150 m/s ¿Qué longitud de onda tienen?
21. Calcular la velocidad de la luz amarilla en un diamante cuyo índice de refracción (n) es de 2.42
a) 1.24x105 km/s
b) 1.24x105 m/s
c) 2.42x103 km/s
d) 3x105 km/s
22. Un rayo luminoso llega a la superficie de separación entre el aire y el vidrio, con un ángulo de
incidencia de 60º. ¿Cuál es el ángulo de refracción? Índice de refracción del vidrio (n) es igual a
1.5
a) 60º
b) 35º
c) 30º
d) No existe
UNIDAD IV. ELECTRICIDAD
Describir el funcionamiento de una pila.
Definir los conceptos de intensidad de corriente, diferencia de potencial y potencia eléctrica así
como el cálculo de consumo de energía eléctrica.
Definir el concepto de resistencia eléctrica
Enunciar la ley de Ohm.
Explicar las características de los circuitos de resistencias conectadas en serie y en paralelo.
Definir el concepto de diferencia de potencial en una membrana celular.
Explicar el fenómeno de la electrólisis.
Explicar el efecto magnético de una corriente eléctrica ( Experimento de Oersted)
Explicar que es flujo magnético, densidad de campo magnético y determinar sus fórmulas de
acuerdo al tipo de conductor.
Explicar el fenómeno de las ondas electromagnéticas.
Explicar las características del espectro electromagnético.
Explicar los fenómenos electromagnéticos.
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23.- Calcular la magnitud del campo magnético en el centro de una espira circular de 4 cm de
radio si por ella circula una corriente de 5 A.
A) 6.5 x 10-5 T
B) 8.4 x 10-5 T
C) 7.0 x 10-5 T
D) 7.85 x 10-5 T
24.- Determinar la inducción magnética en el aire, en un punto a 8 cm de un conductor recto por el
que circula una intensidad de corriente de 8 A:
A) 0.02 T
B) 2 x 10-5 T
C) 0.0002 T
D) 2 X 10-7 T
25.- A partir del circuito cuyo diagrama esquemático se muestra en la figura, determinar:
A) La resistencia equivalente del circuito.
B) La corriente en la batería.
26.- La siguiente gráfica muestra la variación de la diferencia de potencial entre los extremos de
un resistor ideal, de acuerdo con la ley de Ohm), a medida que varía la intensidad de la corriente
eléctrica que lo atraviesa, ¿Cuál es el valor de la resistencia eléctrica del resistor?
27.- Un alambre de resistencia de 273 Ω a 0 °C y una resistencia de 303 Ω a 78°C.Encuentre el
coeficiente de temperatura de la resistencia.
A) α=0.002
B) α= 0.008
C) α = 0.0014
D) α = 0.0026
28.- Un alambre de hierro a 20 °C tiene una resistencia de 220 Ω ¿Cuál es su resistencia a 100
°C? (α hierro = 0.005 )
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A) 316 Ω
B) 325.6 Ω
C) 300 Ω
D) 308 Ω
29.- Una batería de 12 V se conecta a una carga y se mide una corriente de 20 mA. Si el aparato
obedece a la ley de ohm, determina la intensidad de la corriente cuando se conecta la carga con
una batería de 30 V.
A) 0.08 A
B) 0.05 A
C) 1 A
D) 0.07 A
30.- Un calentador eléctrico utiliza 5 A cuando esta conectado a una fuente de 120 V. Determina la
resistencia del calentador.
A) 20 Ω
B) 30 Ω
C) 24 Ω
D) 28 Ω
31.- Un reloj digital tiene una resistencia de 12000 Ω y está conectado a una fuente de 120 V
.Cuánto cuesta el funcionamiento del reloj por 30 días. Considera que un kw-h cuesta $2.60.
A) $3.50
B) $4.00
C) $4.50
D) $2.25
UNIDAD V. CINEMÁTICA Y DINÁMICA
Explicar la diferencia entre una magnitud escalar y una vectorial.
Realizar operaciones de suma de vectores colineales.
Definir:
- velocidad instantánea
- velocidad media
- el movimiento rectilíneo uniforme
- Interpretar el significado de la pendiente de la gráfica d vs t.
Enunciar las leyes de Newton
Explicar el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.).
Explicar Movimiento Circular Uniforme.
Enunciar el concepto de periodo y de frecuencia e inferir cómo se relacionan.
Deducir la relación entre velocidad tangencial y velocidad angular.
Definir el concepto físico de trabajo.
Describir la energía potencial y la energía cinética y su relación con el trabajo.
Definir el concepto de potencia mecánica.
Explicar las diferentes clases de palancas.
Explicar el equilibrio de fuerzas y equilibrio rotacional.
RESOLVER LOS PROBLEMAS SIGUIENTES
32.- Un automóvil lleva una velocidad inicial de 120 km/h al norte y a los 4 segundos su velocidad
final es de 50 km/h.
Calcular:
a) Su aceleración en m/s2
b) El desplazamiento en metros.
33.- Una avioneta parte del reposo y alcanza una rapidez de 95 km/h en 7 segundos para su
despegue. ¿Cuál es su aceleración en m/s2?
34.- Un motor de 0.25 HP se usa para levantar una carga con una rapidez de 45 m/min. Cuál es
la masa para levantar dicha carga?
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35.- Un niño deja caer una pelota desde una ventana que está a 60m de altura sobre el suelo.
Calcular el tiempo que tarda en caer y la velocidad con que choca contra el suelo.
36.- Una pelota de béisbol se lanza hacia arriba con una con una velocidad inicial de 20m/s.
Calcular el tiempo para alcanzar la altura máxima y su altura máxima.
La siguiente figura corresponde a la gráfica de posición contra tiempo de un automóvil.
Con base a la gráfica determina:
37.- La velocidad del auto en el intervalo de 0 a 12 segundos.
Respuesta=__________
38.- El tiempo total en el que el auto estuvo en reposo.
Respuesta=__________
La siguiente figura corresponde a la gráfica de velocidad contra tiempo de un objeto.
Determina:
39.- La aceleración en el intervalo que va desde 0 hasta 4 segundos.
Respuesta=___________
40.- La aceleración en el intervalo que va desde 4 hasta 7 segundos.
Respuesta=___________
41.- La aceleración en el intervalo que va desde 7 hasta 14 segundos.
Respuesta=___________
42.- Calcular las componentes x, y, la Resultante y/o el ángulo según sea el caso.
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Respuesta. a) x=1.53m, y=1.29m, θ=140º b) x=2.41m, y=3.19m, θ=53º c) θ=79º, 0=101º, R=4.6 m
43.- Un niño jala un trineo con una cuerda aplicando una fuerza de 60 N. La cuerda forma un
ángulo de 40º respecto al piso.
Calcular:
a) La componente horizontal (Fx) que tiende a poner en movimiento al trineo en dirección paralela
al piso.
b) La fuerza que tiende a levantar verticalmente al trineo (Fy).
Respuesta. a) Fx = 46 N b) Fy = 39 N
44.- Observe el siguiente esquema que muestra la relación en equilibrio de dos pesos en una
balanza de brazos desiguales y escoja la opción que contiene la longitud que debe tener el brazo
de la izquierda para que la balanza quede equilibrada.
a) 3cm
b) 5cm
c) 8cm
d) 10cm
45.- Un cuerpo de 300 N se encuentra suspendido del techo por medio de dos cuerdas como se
ve en la figura. Determinar la tensión en cada una de ellas.
46.- ¿Qué distancia debe tener un cuerpo de 600 g de masa, de otro de 520 N de peso para que
se atraigan con una fuerza de 2 x 10-5dinas? Dar el resultado en S.I
47. La potencia que requiere un montacargas para elevar un bloque de 1000 N a una altura de 6
m en 15 segundos es:
A) 6000 N B) 180000 N C) 90000 N
D) 400 N
48.- Un cuerpo cuyo peso es de 50 N lleva una velocidad de 12 m/s ¿Cuál es su energía cinética?
(Considere g=10 m/s2).
A) 750 Joules
B) 360 Joules
C) 300 Joules
8
D) 720 Joules