Problemas

Dos empleados suben un baúl homogéneo por una escalera, agarrándolo uno por delante y el otro por detrás. ¿Ejercen ambos igual fuerza? Si no fuese así, ¿quién ejercerá una fuerza mayor? ¿Depende la respuesta de que los empleados agarren el baúl por dos asas colocadas a media altura o por la base? ¿Y si las asas están situadas en la parte superior? Justifíquese la respuesta.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Dos espejos planos A y B están en contacto a lo largo de sus aristas formando un ángulo de 45^o como se indica en la figura. Se coloca un objeto puntual P a lo largo de la bisectriz del ángulo de los dos espejos. Dibujar un diagrama para localizar gráficamente: a) la imagen de P en el espejo A (P´_A) y en el espejo B (P´_B); b) la imagen de P´_A dada por el espejo B y la de P´_B dada por el espejo A; c) determinar el número total de imágenes que se forman.

Problema de Óptica geométrica.

Dos espejos planos forman entre sí un ángulo próximo a 180^o (ver figura). A distancias iguales b de los espejos se encuentra una fuente luminosa S. Determinar el intervalo entre las franjas de interferencia vecinas en la pantalla MN, situada a una distancia OA=a del punto de intersección de los espejos. La longitud de onda luminosa es conocida e igual a l. La cortina C impide la incidencia directa de la luz de la fuente en la pantalla.

Problema de Interferencias.

Dos estaciones espaciales S₁ y S₂ recorren en sentido antihorario órbitas coplanarias en torno a la Tierra de radios r₀=7000 km y 8r₀ respectivamente. 1º) Se desea enviar un vehículo desde S₁ hasta S₂, y para ello ha de ser lanzado tangencialmente a la órbita de S₁ y ha de alcanzar a S₂ con una velocidad tangente a la órbita de ésta. Tras un período muy corto de vuelo propulsado, el vehículo irá en vuelo libre de S₁ a S₂. a) Determinar la velocidad de lanzamiento del vehículo (velocidad relativa a S₁). b) Determinar el ángulo θ que define la posición a ocupar por S₂ en el momento del lanzamiento. 2º) Inmediatamente después de que S₁ lance el vehículo, se pretende hacer regresar a la Tierra dicha estación espacial disminuyendo su velocidad de forma prácticamente instantánea. De esta forma se inicia una trayectoria elíptica de acercamiento a la Tierra, trayectoria cuyo apogeo es el mismo punto en que S₁ lanzó el vehículo. Determinar la velocidad de aterrizaje, si el ángulo que define el punto en que aquél se produce es -45^o.

Problema de Gravitación.

Dos focos sonoros accionados en fase por un mismo amplificador están en un plano XY en las posiciones (0, 1) y (0, -1) m. En un punto del plano muy alejado de los focos sonoros se oye una interferencia constructiva a un ángulo de 0.140 rad respecto al eje X y la siguiente se escucha a 0.283 rad respecto a dicho eje. a) ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas sonoras procedentes de los focos? b) ¿Cuál es la frecuencia? c) ¿A qué otros ángulos se escucha interferencia constructiva? Determínalos todos. d) ¿Cuál es el ángulo menor para el que se cancelarán completamente las ondas sonoras? Velocidad del sonido: v=340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2000.

Dos focos sonoros oscilan en fase. En un punto a 5 m de un foco y a 5.17 m del otro la amplitud del sonido procedente de cada foco por separado es A_o. Hallar la amplitud de la onda resultante si la frecuencia de las ondas sonoras es: a) 1000 Hz; b) 2000 Hz.

Cuestion de Interferencias.

Dos focos sonoros puntuales F₁ y F₂ sincrónicos de potencias emisivas 4π·10^-2 W y 16π·10^-2 W respectivamente, emiten simultáneamente un sonido cuya frecuencia es 10³ s^-1, regularmente en todas las direcciones. Sea un punto A situado a 10 m de F₁ y a 20 m de F₂; determinar, suponiendo la experiencia en aire a 121^oC y despreciando la absorción y la atenuación: a) la intensidad física producida en A independientemente por cada uno de los focos sonoros F₁ y F₂; b) la intensidad física del sonido en A, provocada por la interferencia de ambos focos sonoros. c) ¿Cuál será la cantidad mínima que habría que modificar la distancia de F₁ al punto A manteniendo constante la de F₂ al punto A, para percibir en dicho punto un mínimo de intensidad? ¿Y para percibir un máximo? d) La sonoridad percibida en A, expresada en dB, en los casos a) y b).
Velocidad del sonido en el aire a 0^oC v_o=333 m/s; I_o= 10^-12 W/m².

Problema de Interferencias.

Dos fuerzas F₁ y F₂ actúan sobre un cuerpo de tal modo que la fuerza resultante R tiene un valor igual a F₁ y es perpendicular a ella. Sea F₁=R=10 kg. Encontrar el valor y dirección con respecto a F₁ de la segunda fuerza F₂.

Problema de Introducción (Magnitudes y Vectores).

Dos fuerzas F₁ y F₂ están aplicadas a un punto. La magnitud de F₁ es 8 kg y su dirección forma 60^o con el eje X en el primer cuadrante. La magnitud de F₂ es 5 kg y su dirección forma 53^o con el eje X en el cuarto cuadrante. a) ¿Cuáles son las componentes horizontal y vertical de la fuerza resultante? b) ¿Cuál es la magnitud de esa resultante? c) ¿Cuál es la magnitud del vector diferencia F₁-F₂?

Problema de Introducción (Magnitudes y Vectores).

Dos gases diferentes, supuestos perfectos, ocupan recipientes distintos y están a la misma presión y temperatura. Suponiendo constante la temperatura, calcular la variación de entropía del sistema cuando se ponen en comunicación ambos recipientes. Datos: n₁=1 mol; n₂=3 moles; R=2 cal/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.