Problema

Delante de una lente convergente de 5 dioptrías y a 30 cm de ella se encuentra un objeto. A 1 m detrás de la lente hay un espejo esférico que da una imagen virtual a 28.6 cm del mismo. a) Calcular el radio de curvatura del espejo; b) si entre el objeto y la lente convergente se intercala otra lente divergente de 3 dioptrías, determinar la distancia entre las dos lentes para que la imagen final sea real y quede a 10 cm del espejo; c) si el objeto tiene una altura de 10 cm, ¿qué tamaño tendrá la imagen en este segundo supuesto?

Problema de Óptica geométrica.

Se tiene una lente convergente con un índice de refracción 1.5 estando los radios de curvatura de sus caras en la relación de 1 a 2. Colocando un objeto a una distancia S=15 cm de la lente proyecta sobre una pantalla una imagen real con un aumento igual a 2. Si sobre el objeto, entre éste y la lente, se coloca una lámina de vidrio de caras paralelas y espesor e=7.5 cm, para proyectar de nuevo la imagen sobre la pantalla hay que alejar ésta de la lente 20 cm. Se pide: a) potencia de la lente en dioptrías; b) radios de curvatura de sus caras; c) índice de refracción de la lámina de vidrio de caras paralelas

Problema de Óptica geométrica.

Se colocan en un calorímetro 50 g de agua. Se agita durante algún tiempo y se lee una temperatura de 15.20 ^oC. Entonces se introducen 250 g de agua a 22.62 ^oC, se agita nuevamente y se alcanza la temperatura de 20.50 ^oC. Se suponen nulas las pérdidas de calor. Determinar el equivalente en agua del calorímetro.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Una partícula de masa m=50 g está colocada sobre un tablero horizontal liso y sujeta a uno de los extremos de una cuerda flexible y ligera que pasa por un agujero practicado en el tablero (ver figura). Inicialmente la partícula describe una trayectoria circular de 40 cm de radio y centro en el agujero con una velocidad angular de 30 r.p.m. Para lo que es necesario sujetar la cuerda por el otro extremo. a) Determinar la fuerza que debemos ejercer sobre la cuerda para mantener el movimiento, la energía cinética de la partícula y su momento angular respecto al agujero; b) tiramos poco a poco del extremo de la cuerda hasta conseguir reducir a la cuarta parte el radio de curvatura de la trayectoria; ¿qué trabajo efectuó la persona que tiró de la cuerda? ¿se conserva la energía cinética de la partícula?

Problema de Dinámica de la Partícula.

Un trozo de hielo de 583 cm³ se funde y se calienta hasta 4 ^oC. Calcular el incremento de su energía interna. Datos: densidad del hielo: 0.917 g/cm³; densidad del agua: 1 g/cm³; presión exterior: 1 kg/cm²; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor específico del agua: 1 cal/g^oC.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Estudiar la variación de entropía del sistema formado por 100 g de hielo fundente, con 200 g de agua a 10 ^oC cuando se les pone en contacto estando el sistema térmicamente aislado. Calor latente de fusión del hielo: 80 cal/g; calor específico del agua: 1 cal/g^oC.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

En la figura el resorte ideal de constante 980 N/m y de longitud natural 1.5 m está anclado en un punto fijo A; la distancia AC es d=2 m. El cuerpo B tiene una masa de 10 kg y puede moverse sin rozamiento a lo largo de la varilla horizontal DE. a) Dejamos el cuerpo en libertad a partir del reposo en el punto B a una distancia de 0.25 m de C. Determina la velocidad cuando pasa por C; b) ¿en qué condiciones el movimiento es armónico simple? Obtén el período del movimiento en el caso en que lo sea.

Problema de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de JUL2005.

El disco semicircular de radio r parte del reposo en la posición indicada. Si no existe deslizamiento entre el disco y la superficie horizontal, determinar la velocidad angular ω alcanzada por el disco cuando su energía cinética es máxima.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

Se pretende colocar una sonda espacial en una órbita circular de 4000 km de radio alrededor de Marte. Para ello cuando la sonda llega a A, punto de su trayectoria de aproximación más cercano a Marte, se inserta primero en una órbita elíptica de transferencia reduciendo su velocidad en Δv_A. Esta órbita la lleva hasta el punto B con una velocidad muy reducida. Ahí la sonda es insertada en una segunda órbita de transferencia reduciendo su velocidad en Δv_B. Finalmente cuando llega al punto C se introduce en la órbita circular deseada reduciendo su velocidad en Δv_C. Sabiendo que r_A=9000 km, que Δv_A= 440 m/s y que la sonda se aproxima a A siguiendo una trayectoria parabólica, hallar: a) la distancia r_B del centro de Marte al punto B; b) el incremento de velocidad Δv_B; c) el tiempo que tarda la sonda en pasar de A hasta B en su primera órbita de transferencia; d) el incremento de velocidad Δv_C; e) la ecuación de la segunda órbita de transferencia.
G=6.67•10^-11Nm²/kg² y M_Marte=6.444•10²³kg.

Problema de Gravitación. Aparece en la convocatoria de FEB2007.

Los bloques A y B de masas 4 kg y 2 kg respectivamente están conectados por medio de un sistema de cuerda y poleas como se muestra en la figura. Se suelta desde el reposo con el resorte sin deformar siendo la constante del resorte de 300 N/m y el coeficiente de rozamiento entre el bloque A y la superficie horizontal μ= 0.1. determinar: a) la velocidad del bloque A cuando el B se ha desplazado 150 mm; b) la tensión de la cuerda en ese instante; c) la velocidad máxima del bloque B; d) el desplazamiento máximo del bloque B; e) la tensión de la cuerda cuando el desplazamiento de B es máximo.
(Las masas de las poleas, de la cuerda y del resorte son despreciables).

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de FEB2010.