Problemas

Un bote en movimiento produce ondas superficiales en un lago tranquilo. El bote ejecuta 12 oscilaciones en 20 s; cada oscilación produce una cresta de onda. La cresta de la onda tarda 6 s en alcanzar la orilla, distante 12 m. Calcular la longitud de onda de las ondas en superficie.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Un bote se mueve en dirección N 60^o O a 4 km/h respecto al agua. La corriente tiene tal dirección que el movimiento del barco respecto a Tierra es hacia el Oeste a 5 km/h. Calcular la velocidad y dirección de la corriente con respecto a Tierra.

Problema de Cinemática de la Partícula.

Un buceador sumergido observa un pájaro en una ramita sobre el agua. El pájaro, según el buceador, ¿parece estar más lejos o más cerca de la superficie de lo que realmente está? Razone la respuesta.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Un calentador eléctrico de 1 kW tiene unas resistencias que alcanzan la temperatura de 900 ^oC. Suponiendo que el 100 por ciento de la energía que cede al exterior es debido a la radiación y que las resistencias actúan como cuerpos negros radiantes ¿cuál es el área efectiva de la superficie radiante?. (Suponer que la temperatura ambiente es de 20 ^oC).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un calorímetro contiene agua y dentro de ella un recipiente con 20 cm³ de agua. El equivalente en agua del calorímetro, accesorios y agua que contiene, excepción hecha de la masa m, es de M=400 g. Se pone el recipiente, por medio de un estrecho tubo, en comunicación con un recinto vacío, y así el agua que contiene se vaporiza lentamente, bajando la temperatura del calorímetro. Se hacen dos experimentos: en el primero la temperatura pasa de t₁=55.1 ^oC a t₂=26.5 ^oC y en el segundo de t´₁=40 ^oC a t´₂=10.8 ^oC. No hay pérdidas. Suponiendo que el calor latente de vaporización viene expresado por la fórmula L=a-bt, calcular a y b. Calor específico del agua:c= 1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un camión de reparto hace los siguientes desplazamientos sucesivos: 1.37 km al suroeste, 0.85 km al norte y 2.12 km en dirección N 17^o O. Determinar el módulo y la dirección del desplazamiento resultante.

Problema de Introducción (Magnitudes y Vectores).

Un cañón costero está colocado a una altura h=30 m sobre el nivel del mar. Un proyectil es disparado desde el cañón con un ángulo de elevación a=45^o y una velocidad inicial v_o=1000 m/s. Despreciando la fricción del aire, encontrar el alcance S del cañón sobre un blanco colocado sobre el nivel del mar.

Problema de Cinemática de la Partícula.

Un cilindro A de 24 cm de radio y 8 kg de masa descansa sobre un carro B de 3 kg, que está sobre una superficie horizontal lisa (sin fricción). El sistema está en reposo cuando, durante 1.2 s, se aplica como se muestra en la figura una fuerza P de intensidad 10 N. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre el cilindro y el carro es 0.2, hallar: a) la aceleración del carro durante el tiempo que actúa la fuerza y la velocidad máxima que alcanza; b) la aceleración del centro del cilindro y su velocidad máxima; c) la fuerza que ejerce el carro sobre el cilindro. Momento de inercia de un cilindro respecto de su centro .

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de FEB2006.

Un cilindro contiene un gas ideal a la presión de 2 atm, siendo el volumen de 5 l a la temperatura de 250 K. El gas se calienta a volumen constante hasta una presión de 4 atm y a continuación a presión constante hasta una temperatura de 650 K. Calcular el calor absorbido por el gas durante estos procesos. Después se enfría el gas a volumen constante hasta que recupera su presión inicial y luego a presión constante hasta volver al estado inicial. Calcular el calor cedido durante el ciclo. C_v=21 J/molK; R=0.082 atml/molK=8.3 J/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Un cilindro de paredes impermeables al calor está dividido en tres compartimentos, A, B y C por dos pistones, M₁ y M₂ móviles reversiblemente y sin rozamientos. Cada compartimento contiene 1 mol de gas perfecto diatómico, siendo inicialmente la presión en los tres compartimentos igual, P₀=10⁵ N/m² y la temperatura en los tres T₀=300 K. En el compartimento A hay una resistencia eléctrica de capacidad calorífica despreciable, que calienta muy lentamente el gas hasta que la temperatura en C es de 360 K. Determinar la presión, el volumen y la temperatura final en los tres compartimentos, así como el calor suministrado por la resistencia en el siguiente caso: el pistón M₁ es adiabático (impermeable al calor) y el M₂ es diatérmico (permeable al calor)
Tómese: 1 atm=101324.72 N/m²; R=2 cal/molK=0.082 atml/Kmol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases. Aparece en la convocatoria de SEP1999.