Problema

En un recinto vacío de volumen 20 cm³ se introduce 1 mg de gas hidrógeno a 17 ^oC. A continuación se disminuye la temperatura a 10 ^oC y se hace un vacío parcial hasta reducir su presión a la centésima parte de su valor inicial. a) ¿Qué valores tenían, en mm de Hg, la presión inicial y final del recinto? b) ¿Qué cantidad de hidrógeno fue extraída del recinto? c) ¿Cuántas moléculas de hidrógeno fueron extraídas?
Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un recipiente cuyo volumen es de 10 l contiene 16 g de oxígeno siendo su temperatura de 13 ^oC y está en comunicación por medio de una llave, inicialmente cerrada, con otro recipiente de volumen 8 l conteniendo oxígeno a la presión de 700 mm de Hg y temperatura de 13 ^oC. Se abre la llave que pone en comunicación ambos recipientes. Determinar: a) peso de oxígeno en el segundo recipiente; b) indicar de qué a cuál recipiente pasa oxígeno; c) presión final del gas, una vez que se ha alcanzado el equilibrio. Peso molecular del oxígeno: 32 g/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Calcular el aumento de la entropía específica del agua cuando se la calienta a la presión atmosférica constante desde -18 ^oC donde se encuentra en forma de hielo, hasta 150 ^oC, donde se encuentra en forma de vapor sobrecalentado. Datos: calor específico del hielo: 0.5 cal/g^oC; calor específico del agua: 1.0 cal/g^oC; calor específico del vapor: 0.47 cal/g^oC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 540 cal/g.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Tres frecuencias de resonancia sucesivas de un tubo de órgano son 1310, 1834 y 2358 Hz. a) ¿Está el tubo cerrado por un extremo o abierto por ambos extremos? b) ¿Cuál es la frecuencia fundamental? c) ¿Cuál es la longitud del tubo? d) A continuación dos tubos idénticos a los del problema se utilizan como fuentes coherentes emitiendo ambos la frecuencia de 1310 Hz, enfrentados y separados por 1.5 m. ¿En qué posiciones de la recta que une ambos tubos un observador puede escuchar máximos de interferencia? Velocidad del sonido en aire en las condiciones de la experiencia: 340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2005.

Un disco de masa m y radio r rueda sin deslizar sobre la cara interior de una superficie cilíndrica de radio R. Sabiendo que el disco parte del reposo en la posición indicada en la figura, obtener las expresiones que proporcionan: a) la velocidad lineal del disco a su paso por B; b) el módulo de la reacción normal del suelo sobre el disco en B.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

Un bloque de masa m=5 kg está unido a un muelle no deformado de constante k=1 kN/m. Los coeficientes de rozamiento estático y cinético entre el bloque y el plano son μ_s=0.6 y μ_k=0.5 respectivamente. Si se le aplica al bloque lentamente una fuerza F hasta que la tensión en el muelle llega a 150 N y entonces se retira repentinamente, hallar: a) la velocidad que tiene el bloque al volver a la posición inicial (antes de empezar a aplicar la fuerza F); b) la velocidad máxima que alcanza el bloque; c) la distancia hacia la izquierda que recorre el bloque hasta detenerse; d) ¿retrocederá después el bloque hacia la derecha? Si la respuesta es afirmativa, ¿qué distancia recorrerá hasta detenerse?

Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2013.

El período de vibración del sistema mostrado en la figura es de 0.8 s (los dos resortes son iguales). Si se retira el bloque A, el nuevo período resultante es de 0.7 s. Calcular: a) la masa del bloque C; b) la constante de recuperación de los dos resortes; c) el período de vibración del sistema si se retiran los bloques A y B; d) a continuación el sistema (sólo con el bloque C) se amortigua con una fuerza proporcional a la velocidad, cuya constante de amortiguamiento es de 1.814 Ns/m. Determinar el tiempo que tarda el sistema en detenerse, considerando el bloque detenido cuando la amplitud de las oscilaciones es la milésima parte de su valor inicial.

Problema de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de FEB2010.

La placa rectangular de 152 x 203 mm y 120 kg de masa cuelga de las articulaciones de pasador A y B. Se retira el pasador B y la placa oscila libremente en torno al pasador A. Hallar: a) la aceleración angular y las reacciones en el pasador A inmediatamente después de retirar el pasador B; b) la velocidad angular de la placa tras haber rotado 90^o; c) la velocidad angular máxima que alcanza en su movimiento.
Momento de inercia de una placa plana de lados a y b respecto de su centro:

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2015.

Un disco homogéneo de 2 kg y r=0,3 m lleva enrollada una cuerda en su periferia y está sostenida por la mano de una persona que acelera hacia arriba sin que se mueva el centro de masas del disco. Determinar: a) la tensión de la cuerda; b) la aceleración angular; c) la aceleración de la mano. A continuación, dejamos caer el disco sin mover la mano; calcular: d) la aceleración del centro de masas; e) la aceleración angular de la cuerda; f) la tensión en la cuerda; g) la velocidad del centro de masas después de dar una vuelta completa.
Momento de inercia de un disco respecto de un eje que pasa por su centro:

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de DIC2018.

Un objeto de masa 2 kg oscila en el aire con una frecuencia angular de 5 rad/s. Para t=0 s la posición del objeto es 10 cm y su velocidad en este momento de -25 cm/s. a) Determinar la amplitud y la constante de fase para este movimiento. Escribir la ecuación que define el movimiento. b) A continuación introducimos el sistema en un medio viscoso que ofrece una resistencia de 5.25v N, siendo v la velocidad del objeto. Razonar el tipo de amortiguamiento. Calcular el parámetro de amortiguamiento, la frecuencia angular de la oscilación y la ecuación del movimiento sabiendo que para un tiempo nulo su posición es de 10 cm y para t=2 s de 0.051 cm. c) Si además, en ese medio viscoso le aplicamos al objeto una fuerza sinusoidal de F=2.5cos4t N, calcular la amplitud de las oscilaciones, la impedancia del oscilador y el valor de la frecuencia angular de la fuerza impulsora para la cual la amplitud alcanza su valor máximo.

Problema de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de FEB2001.