Física I

El tono del silbato de una locomotora es de 500 Hz. Determinar la frecuencia del sonido que oye una persona en la estación si el tren se mueve con una velocidad de 72 km/h: a) acercándose; b) alejándose de la estación. Velocidad del sonido: v=331.45 m/s.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Siguiendo una trayectoria parabólica (ver figura) una astronave llega al punto A con una velocidad v_A de módulo 20254 m/s. Al objeto de observar periódicamente a Tetis (una de las lunas de Saturno), que describe una órbita circular alrededor de Saturno de 294450 km, la astronave debe situarse en una órbita elíptica en torno al planeta. Hallar: a) el tiempo que Tetis tarda en dar una vuelta alrededor de Saturno; b) la disminución de velocidad que debe sufrir la astronave en A para entrar en la órbita elíptica; c) la velocidad cuando llega al punto B; d) la ecuación de la órbita de observación que describe la astronave; e) el ángulo β que define la posición de Tetis, cuando la astronave está en el punto A para evitar la colisión de ambos en B.

Problema de Gravitación. Aparece en la convocatoria de FEB2000.

Una balanza de resorte indica 700 N cuando se coloca en ella una masa m en el polo Norte. ¿Qué indicará en el polo Sur? ¿Y en el Ecuador? R_T=6370 km.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Analogías y diferencias entre los conceptos de impulso y trabajo.

Cuestion de Trabajo y Energía.

Definición y utilidad del sistema Centro de Masas.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Una barra rígida de 2 m de longitud y 40 kg de masa está sujeta por dos hilos de cobre de la misma longitud, l=3 m, y de diámetros d₁=1 mm y d₂=2 mm, como se muestra en la figura. a) Determinar los incrementos de longitud de cada hilo (módulo de Young del cobre E_Cu=6·10¹⁰ N/m²). b) El hilo de menor diámetro se reemplaza por otro formado por dos materiales, cada uno de longitud 1.5 m. La primera mitad sigue siendo de cobre, y la segunda mitad del hilo se ha sustituido por una aleación de hierro, ambos con el mismo diámetro d₁=1 mm. Con la misma disposición de hilos que en el apartado a), se observa que el incremento de longitud del hilo más fino (el formado por la unión del cobre más la aleación de hierro) es el doble que el incremento de longitud del hilo más grueso (sólo de cobre). Determinar el módulo de Young de la aleación de hierro. c) A continuación se monta cada hilo de la situación b) por separado y se tensan con sendos pesos de 80 kg. Se producen perturbaciones en ambos hilos generando ondas transversales estacionarias en los hilos. Si las densidades de los dos materiales son ρ_Cu=3000 kg/m³ y ρ_aleación=8330 kg/m³, determinar la frecuencia de vibración más baja de las ondas transversales producidas en cada hilo, de modo que el punto de unión entre los dos materiales sea un nodo; d) determinar el número de nodos que se producen en cada hilo y las posiciones exactas de los mismos. Se puede considerar despreciable el peso de los hilos.

Problema de Movimiento Ondulatorio. Aparece en la convocatoria de SEP2003.

Un cometa se mueve según una órbita elíptica alrededor del Sol. En qué punto de su órbita tiene mayor valor: a) la velocidad del cometa; b) la energía potencial del sistema cometa-Sol; c) la energía cinética del cometa; d) la energía total del sistema cometa-Sol.

Cuestion de Gravitación.

El ángulo de torsión de un árbol de sección circular sometido a un momento torsor viene dado por la ecuación:

¿Cuáles son las dimensiones de J si θ es un ángulo dado en radianes, T es el momento de una fuerza, L es una longitud y G es una fuerza por unidad de superficie?

Problema de Introducción (Magnitudes y Vectores).

Las coordenadas de un cuerpo en movimiento son x=t², y=(t-1) ². a) Encontrar la ecuación cartesiana de la trayectoria (eliminando t de las ecuaciones); b) representar la trayectoria; c) ¿cuándo se tiene la velocidad mínima? d) encontrar las coordenadas cuando la velocidad es de 10 m/s; e) calcular las aceleraciones tangencial y normal en cualquier instante; f) dar los valores de las anteriores componentes de la aceleración cuando t=1 s.

Problema de Cinemática de la Partícula.

Una estación espacial está situada en una órbita circular en torno a la Tierra, completando una vuelta en 3 h 15 min 27 s. Hasta dicha órbita se envía una carga de masa 961 kg, mediante la órbita elíptica BDE, de modo que B es el punto de lanzamiento y BE constituye el eje menor de la elipse. Determinar: a) el radio R de la órbita circular; b) la velocidad con que ha de lanzarse la carga en el punto B; c) la energía total, el momento angular y el período de la carga en la órbita elíptica; d) cuando la carga llega a D se la transfiere a la órbita circular mediante un impulso producido por una fuerza constante F, tangente a la trayectoria circular, actuando durante 70 s. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza? e) si A es la posición de la estación espacial al lanzar la carga desde B y ambas llegan a la vez al punto D, ¿cuál es el ángulo ACD?
BC=RT; DC=R; g=9.8 m/s²; R_T=6.37*10⁶ m; úsese; superficie de la elipse: S=πab.

Problema de Gravitación.