Problema

Una cuerda de piano está hecha de acero y tiene 50 cm de longitud y 5 g de masa, estando sometida a una tensión de 400 N. a) ¿Cuál es la frecuencia de su vibración fundamental? b) ¿Cuál es el número del armónico más alto que puede ser oído por una persona capaz de percibir frecuencias hasta de 10000 s^-1?

Problema de Interferencias.

Utilizando una red normal de difracción de 3200 líneas/cm y luz monocromática de 550 nm que incide normalmente: a) ¿a qué ángulos se producen los máximos? b) si el máximo de tercer orden de esa radiación coincide con el máximo de cuarto orden de la luz violeta, ¿cuál es la longitud de onda de la luz violeta?

Problema de Difracción.

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.

Se dispone de tres lentes delgadas, convergentes, iguales, de distancias focales 20 cm, alineadas sobre un eje común y separadas una de otra 30 cm. Hallar dónde se formará la imagen final de un objeto pequeño, situado en el eje 60 cm a la izquierda de la primera lente.

Problema de Óptica geométrica.

Se calienta una sustancia de -12 ^oF a 150 ^oF. ¿Cuál es el cambio de temperatura: a) en la escala Celsius? b) en la escala Kelvin?

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Una pared está formada por 2 cm de yeso, 9 cm de un material aislante y 3 cm de madera y su superficie es de 2 m². Determinar: a)El valor de la resistencia térmica efectiva para la pared. Si la temperatura en el interior es de 20 ^oC y en el exterior -10 ^oC. Determinar: b) El flujo de energía térmica en la pared y c) La distribución de temperatura en la misma.(Conductividad térmica del yeso 0.12 W/m·K; conductividad térmica del aislante 0.04 W/m·K; conductividad térmica de la madera 0.15 W/m·K).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un décimo de mol de un gas perfecto se encuentra en la parte inferior del recipiente de la figura. El pistón tiene una superficie de 50 cm², pesa 100 kg y se encuentra situado a una altura h, siendo la temperatura inicial de 273 K. Se calienta el gas y el pistón sube 10 cm. Calcular la altura h, la temperatura final, la variación de energía interna y el calor suministrado.
Tómese c_v=5 cal/molK; 1 atm=1 kg/cm²; constante de los gases perfectos: R=2 cal/molK

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un gas perfecto que se encuentra a 27 ^oC ocupa un volumen de 4.1 l, estando sometido a una presión de 12 atm. A partir de este estado sufre las siguientes transformaciones reversibles: 1) se calienta a volumen constante hasta que la presión se duplica; 2) a continuación se expande isotérmicamente hasta que recupera la presión inicial; 3) finalmente se comprime a presión constante hasta que recupera el estado inicial. Se pide: a) dibujar el proceso en un diagrama P-V; b) calcular los calores y trabajos intercambiados por el gas en cada uno de los procesos, así como la variación de energía interna para cada uno de ellos; c) lo mismo que en b) para todo el ciclo.
Datos: c_v=5 cal/mol; R=0.082 atm·l/molK=8.32 J/molK=2 cal/molK; 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Una barra rígida horizontal, homogénea, de espesor constante, de masa 20 kg y 120 cm de longitud está sostenida por dos alambres verticales, uno de acero y otro de cobre de la misma longitud (70 cm), y con una sección el de cobre (1 mm²) doble que la del de acero. El alambre de acero está sujeto al extremo de la barra y el de cobre a una distancia “x” (ver figura), de tal forma que los dos alambres se alargan la misma cantidad. Determinar: a) la distancia x; b) la tensión en cada alambre; c) la frecuencia más baja a la que podrían producirse ondas transversales estacionarias en los dos alambres sometidos a la tensión calculada en el apartado a) y con sus extremos fijos; d) número de nodos y posición de los mismos en cada uno de los alambres.
Datos: E_Cu=10⁴ kg/mm²; E_Ac=2•10⁴ kg/mm²; ρ_Cu=8960 kg/m³; ρ_Ac=7964 kg/m³.

Problema de Movimiento Ondulatorio. Aparece en la convocatoria de JUN2004.

El cilindro macizo se suelta partiendo del reposo sobre el plano inclinado 60º. Calcular la velocidad angular ω y la velocidad lineal v de su centro G después de descender 3 m por el plano inclinado. El coeficiente de rozamiento es µ=0.30.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.