Problema

Para la construcción de una lente doble del objetivo de una cámara fotográfica, un constructor utilizó una lente divergente con distancia focal f₁=5 cm, colocándola a una distancia l=45 cm de la película. ¿Dónde es preciso colocar la lente convergente con distancia focal f₂=8 cm para que en la película resulte una imagen nítida de objetos distantes?

Problema de Óptica geométrica.

Un vehículo circula por una carretera a una velocidad constante de 108 km/h tocando el claxon. Un hombre situado en un camino perpendicular a la carretera y a 100 m del cruce percibe el sonido del claxon con una cierta sonoridad en el instante en que el vehículo pasa por el cruce y deja de percibirlo 20 s después. Sabiendo que la frecuencia de emisión del sonido del claxon es 2 veces superior a la frecuencia de vibración fundamental de una cuerda de piano de 50 cm de longitud y 5 g de masa cuando está sometida a una fuerza tensora de 400 N. Determinar:
a)La frecuencia de emisión
b)la frecuencia que percibe a los 10 segundos de pasar por el cruce
c) la sensación sonora cuando estaba en el cruce.
Tómese la velocidad del sonido v=340 m/s

Problema de Movimiento Ondulatorio.

¿Qué peso de vapor de agua a 100 ^oC debe inyectarse en un recipiente metálico de 30 kg de peso que contiene 100 kg de hielo a -20 ^oC para ponerlo a la temperatura de 25 ^oC, sabiendo que previamente se añadieron 15 kg de agua a 100 ^oC? ¿En qué condiciones térmicas se encontraba el baño cuando se empezó a inyectar el vapor? Calor específico del metal: 0.2 cal/g ^oC; calor específico del hielo: 0.5 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 537 cal/g.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Se tiene un mol de oxígeno a 25 ^oC y 770 mm de Hg de presión. Calcular: a) la densidad absoluta en g/l; b) la velocidad media de agitación de sus moléculas; c) el número de átomos de oxígeno que contendrá. Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol; constante de los gases ideales: R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un recipiente cilíndrico cerrado, de paredes impermeables al calor, está dividido en dos partes iguales por un émbolo sin rozamiento, también impermeable al calor. En cada compartimento hay un gas ideal, biatómico e inicialmente ambos están a T=27 ^oC y P=71 cm de Hg. El volumen total del cilindro es V=10 l. El compartimento de la izquierda lleva un sistema de calefacción que permite calentar el gas que hay en él. Se acciona este sistema y se triplica así la presión P₁=3P. Calcular: a) las temperaturas y volúmenes finales de los dos compartimentos; b) la cantidad de calor absorbida por el gas de la izquierda; c) el incremento de entropía del conjunto. Tómese 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

El dispositivo de la figura está constituido por un cilindro adiabático provisto de un pistón, también adiabático. Un tabique metálico interior M, de masa despreciable y buen conductor del calor, lo divide en dos partes A y B. Inicialmente el tabique metálico está cubierto por una superficie adiabática y los recintos A y B contienen cada uno 1 mol de un mismo gas ideal monoatómico (c_v=12.47 J/molK) a la presión de 101.3 kPa y temperaturas de 1500 K (A) y 373 K (B). Se elimina la superficie adiabática que cubre M y al mismo tiempo, el gas contenido en A se comprime cuasiestática e isotérmicamente (1500 K). Cuando la temperatura del gas B alcanza también los 1500 K se detiene el proceso de compresión. Calcúlese: a) el trabajo de compresión isoterma realizado sobre el gas que ocupa el recinto A; b) el valor final de la presión en los recintos A y B; c) las variaciones de entropía de los gases contenidos en A y B, de la placa metálica M y del Universo. Constante de los gases perfectos: R=8.31 J/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

La barra de transmisión AC gira con una velocidad angular constante ω=10 rad/s alrededor de un eje vertical fijo que pasa por su centro O. Las barras uniformes AB y CD pesan cada una 3.6 kg y se mantienen en la configuración mostrada mediante una cuerda que permanece perpendicular a la barra giratoria AC. Calcular la tensión T en BO y DO.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El cilindro circular macizo de masa m y radio r está en reposo sobre una superficie horizontal a la que se comunica una aceleración constante a hacia la derecha partiendo del reposo. Determinar el trabajo hecho sobre el cilindro durante el intervalo en el que gira 360^o. El cilindro rueda sin deslizar.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

Un litro de gas helio (γ=1.67) se encuentra a una presión de 16 atm y una temperatura de 327 ºC. Se expansiona isotérmicamente hasta que su volumen es de 4 litros y después se comprime a presión constante hasta que su volumen y temperatura son tales que una compresión adiabática devuelve el gas a su estado inicial. a) Dibujar el ciclo que sigue el gas en un diagrama PV; b) calcular la variación de energía interna en la transformación isobárica; c) calcular el trabajo realizado durante cada ciclo; d) determinar el rendimiento del ciclo.
(1 atm=101324.72 N/m²)

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2007.

Un esquiador de 70 kg parte del reposo en el punto A y desciende la pendiente que indica la figura, formada por dos arcos de circunferencia. Si se ignora la fricción, determinar la fuerza ejercida sobre el esquiador por la nieve: a) justo antes de que éste llegue a B; b) inmediatamente después de haber pasado por B; c) ¿el esquiador se elevará por el aire antes de llegar a C? Si la respuesta es afirmativa, ¿en qué punto (determinar el ángulo) se elevará? Se puede tratar al esquiador como una partícula.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2011.