Departamento de Física Introducción a la Física UTFSM FIS100 1er. Sem. 2014

CERTAMEN GLOBAL 2014 S1

CERTAMEN GLOBAL FORMA W y Z

1 de Agosto 2014

AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRE

ROL USM -

EL CERTAMEN CONSTA DE 11 PÁGINAS CON 25 PREGUNTAS EN TOTAL. TIEMPO: 120 MINUTOS

SIN CALCULADORA. CELULARES APAGADOS Y GUARDADOS

1. Con cierto metal se fabrica un alambre de sección

transversal circular de 2[mm] de diámetro, y cuya densidad

lineal es de 9[gramo / m] .

La densidad del metal usado para construir este alambre

expresada en 3[kg / m ] es, aproximadamente:

2 [mm]

A) 3 33 10 [kg / m ]⋅

B) 39[kg / m ]

C) 3 39 10 [kg / m ]⋅

D) 33[kg / m ]

E) 3 310 [kg / m ]

2. Pamela, ubicada en el punto P de un edificio, observa con un ángulo de depresión α un punto R

en un edificio cercano. Quintín, ubicado a una distancia h debajo de Pamela, observa el mismo punto R, pero con un ángulo de depresión β como muestra la figura.

La distancia D entre los dos edificios es igual a:

A) h tan( )⋅ α − β

B) ( )h tan tan⋅ α − α

C) 1 1

htan tan

⋅ − α β

D) 1

htan tan

⋅ α + β

E) 1

htan tan

⋅ α − β

P

Q

α

β

D

h

R

CERTAMEN GLOBAL 2

3. La Torre Eiffel tiene una altura aproximada

de 300 metros. Desde la cámara fotográfica con que se obtuvo esta imagen, la Torre Eiffel subtiende un ángulo aproximado de 5°. Entonces, la distancia desde la cámara hasta la Torre Eiffel es, aproximadamente:

A) 7,2[km]

B) 5,0[km]

C) 3,6[km]

D) 2,5[km]

E) 1,2[km]

4. En la tabla adjunta se muestra el nivel “h” del agua dentro

de un estanque en función del tiempo. La rapidez media de

cambio hv del nivel del agua en el intervalo entre 3[h] y 6[h]

es igual a 0,4[m / h]− . Entonces, el nivel 2h del agua en el

instante 3[h] es:

A) 4,0[m]

B) 4,8[m]

C) 2,4[m]

D) 3,2[m]

E) 6,0[m]

t [h] h [m]

0 4,5

3 h2

6 3,6

5. Las fuerzas 1F�

y 2F�

representadas en la figura tienen

magnitudes [ ]1F 10 N=�

y [ ]2F 4 N=�

respectivamente.

Usando sen37 3 / 5°≈ y cos37 4 / 5°≈ , el vector unitario en la

dirección del vector ( )1 2F F−� �

es igual a:

37° x

y

1F�

2F�

A) ˆ ˆ8 i 2 j

60

+

B) ˆ ˆ8 i 2 j

60

−

C) ˆ ˆ8 i 2 j

68

+

D) ˆ ˆ8 i 2 j

68

−

E) ˆ ˆ8 i 2 j

68

− +

CERTAMEN GLOBAL 3

6. La rapidez media de cambio Vv del

volumen de agua contenido en un estanque, se muestra en el gráfico, para los intervalos de 2 horas indicados. En el instante t = 4[hora] el estanque está vacío. Entonces, el volumen de agua en el estanque en el instante t = 0 es igual a:

A) Cero

B) 120litros

C) 240litros

D) 360litros

E) 480litros

V

v [litros/hora]

0

60

120

-60

-120

2 4 6 8 t [hora]

7. Se desea comparar las masas M1 y M2 de dos carros, usando como patrón un tercer carro de

masa mP. Para esto se realizan los dos experimentos descritos en la figura, midiéndose las rapideces adquiridas por los carros en cada caso

mP M1

mP

1v�

P,1v�

EXPERIMENTO 1

M1

mP M2

mP

2v�

P,2v�

M2

EXPERIMENTO 2

La razón 2

1

M

M es igual a:

A) 2

1

v

v

B) 1

2

v

v

C) P,1 1

2 P,2

v v

v v⋅

D) P,2 1

2 P,1

v v

v v⋅

E) 1 2

P,1 P,2

v v

v v⋅

CERTAMEN GLOBAL 4

8. Con arcilla, se fabrica un cono recto de base circular de radio “r”, y de altura “h”, siendo h 2r= .

A continuación, usando toda la arcilla de este cono se construye una esfera. El radio Re de la esfera así obtenida, es igual a:

A) 3

1r

2⋅

B) 3

1r

3⋅

C) 3

1r

6⋅

D) 3

2r

3⋅

E) 3

3r

2⋅

9. Un globo de cumpleaños es lanzado desde un punto P con velocidad inicial de

15 [m/s], formando un ángulo θ con la horizontal, como se indica

en la figura. El roce del globo con el aire no es despreciable.

La trayectoria del globo se muestra en la figura. En el punto Q el globo cae verticalmente con una rapidez de 6[m/s]. El globo tarda 3[s] en ir de P a Q. El vector cambio de velocidad del globo en el intervalo de tiempo que tarda en ir de P a Q es:

θ

P

y

x

Q

A) ( )6 j 15 cos i 15 sen j [m / s]ˆ ˆ ˆ− + ⋅ θ + ⋅ θ

B) ( )6 j 15 cos i 15 sen j [m / s]ˆ ˆ ˆ− − ⋅ θ − ⋅ θ

C) ( )2 j 5 cos i 5 sen j [m / s]ˆ ˆ ˆ− + ⋅ θ + ⋅ θ

D) ( )2 j 5 cos i 5 sen j [m / s]ˆ ˆ ˆ− ⋅ θ − ⋅ θ

E) ( )2 j 5 cos i 5 sen j [m / s]ˆ ˆ ˆ− − ⋅ θ − ⋅ θ

CERTAMEN GLOBAL 5

10. El montacargas de la figura sube acelerando, con una

aceleración constante de magnitud 2a 4[m / s ]= . Sobre el

piso del montacargas hay una caja de masa M.

La fuerza de contacto ejercida por la caja sobre el piso del montacargas, mientras éste está acelerando, tiene una

magnitud de 280[N] .Usando g ≈ 10[m/s2], la masa M de la

caja es, aproximadamente:

A) 28 [kg]

B) 24 [kg]

M

y

g�

0

j

C) 70 [kg]

D) 47 [kg]

E) 20 [kg]

11. Un carro y un bloque se desplazan juntos sobre una superficie horizontal. El roce entre las

ruedas del carro y el piso es despreciable, pero sí existe roce entre el carro y el bloque. Con una

misma fuerza F�

, horizontal y constante, se impulsa el conjunto, de las dos formas indicadas en el diagrama:

3M

2M

CASO 1

F�

3M

2M

CASO 2

F�

Entonces, para cada caso, la magnitud de la fuerza de roce ejercida por el carro sobre el bloque es:

CASO 1 CASO 2

A) 2

F5

2

F5

B) 3

F5

3

F5

C) F F

D) 2

F5

3

F5

E) 3

F5

2

F5

CERTAMEN GLOBAL 6

12. Usando una regla graduada en centímetros y milímetros se ha medido 10 veces el largo de un

lápiz, obteniéndose los siguientes resultados:

Suma de los 10 largos ≈ 103,57 [cm]

Suma de los cuadrados de los 10 errores ≈ 0,081 [cm2]

De las siguientes expresiones, la que mejor informa el largo del lápiz:

A) (10,4 ± 0,05) [cm]

B) (10,36 ± 0,09) [cm]

C) (10,4 ± 0,09) [cm]

D) 10,357 [cm]

E) (10,357 ± 0,81) [cm]

13. El manómetro de la figura marca la presión en una cámara de

vacío, en [milímetros de mercurio]. Entonces la presión que está registrando el manómetro está mejor representada por:

A) 117,6 [milímetros de mercurio]

B) (117,6 ± 0,05) [milímetros de mercurio]

C) (117,6 ± 0,5) [milímetros de mercurio]

D) (117,6 ± 0,01) [milímetros de mercurio]

E) (117,6 ± 0,1) [milímetros de mercurio]

118,0

117,0

14. Desde el borde de un balcón a 8,0[m] de altura respecto del suelo, se lanza una piedra

verticalmente hacia arriba, de modo que llega al suelo 2,0[s] después de ser lanzada. Entonces, despreciando el roce con el aire y utilizando el valor g = 10[m/s2], la magnitud de la velocidad con que fue lanzada la piedra es:

A) 1,0 [m/s]

B) 2,0 [m/s]

C) 4,0 [m/s]

D) 6,0 [m/s]

E) 14,0 [m/s]

CERTAMEN GLOBAL 7

15. El cuerpo J se mueve a lo largo del eje x, con

rapidez constante vX = +3 [m/s] pasando por el origen en el instante t = 0. El cuerpo R que permanece en reposo

en la posición x= +18 [m], en t = 0 comienza a moverse

con aceleración constante aX = -2[m/s2].

Entonces J y R se cruzan en la posición x:

x J R

18[m] 0

t = 0

A) 3,0 [m]

B) 6,0 [m]

C) 9,0 [m]

D) 10,8 [m]

E) 12,0 [m]

16. Un cuerpo se desplaza a lo largo del eje x con

aceleración constante ax. La coordenada x de la posición del cuerpo varía en función del tiempo según el gráfico adjunto.

La aceleración ax es:

A) 2,0[m/s2]

B) 4,0[m/s2]

C) 0

D) 8,0[m/s2]

E) 6,0[m/s2]

8

0

16

2 t [s]

x [m]

17. El orden de magnitud de la expresión: 9

12 14

183 9,64 10 )

8,25 10

(7,37 10

6,52 10

− −− ⋅

⋅

⋅

⋅

es:

A) 108

B) 1010

C) 10–2

D) 1020

E) 1

CERTAMEN GLOBAL 8

18. El minutero y el horario de un reloj coincidirán por primera vez después de las 4 : 00hrs , a las:

A) 65

34[h] y [min]

B) 45

24[h] y [min]

C) 240

114[h] y [min]

D) 264

114[h] y [min]

E) 220

114[h] y [min]

19. La temperatura en el interior de un horno varía con el tiempo según el gráfico adjunto. La rapidez

instantánea de cambio de la temperatura, Tv , en el instante 300[s] es, aproximadamente:

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 100 200 300 400 500 600 700

Tiempo[s]

Tem

per

atu

ra [

°C]

A) 5,3[ C / s]− °

B) 0,3[ C / s]− °

C) 4,2[ C / s]− °

D) 4,2[ C / s]°

E) Cero

CERTAMEN GLOBAL 9

20. La corriente eléctrica en un circuito varía con el tiempo según el gráfico adjunto.

Corriente [ampere]

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30

Tiempo [min]

La rapidez media de cambio de la corriente en el intervalo entre 1t 5[min]= y 2t 15[min]= es

aproximadamente:

A) 5 [ampere / min]−

B) 2 [ampere / min]

C) 1[ampere / min]−

D) 7 [ampere / min]

E) 0,5 [ampere / min]−

21. Un carrito que contiene una muestra radioactiva se mueve a lo largo de un camino horizontal

recto con rapidez constante. Al pasar por el punto P la muestra radioactiva contiene N0 núcleos

radioactivos. Al pasar por Q quedan N0 /4 núcleos sin decaer, y al pasar por R sólo quedan n núcleos

sin decaer. Si la distancia QR 2 PQ= entonces n es igual a:

0N

P Q R

0N / 4 n

A) N0 /16

B) N0 /32

C) N0 /24

D) N0 /128

E) N0 /64

CERTAMEN GLOBAL 10

22. La caja de la figura se mueve sobre un piso horizontal con roce

con rapidez constante, al ser tirada por la fuerza horizontal F�

.

Caja

g�

F�

De los siguientes pares de fuerzas:

I. El peso de la caja y la componente normal de la fuerza que el piso ejerce sobre la caja.

II. La fuerza que el piso ejerce sobre la caja y la fuerza que la caja ejerce sobre el piso.

III. La fuerza F�

y la componente horizontal de la fuerza que el piso ejerce sobre la caja (roce).

forman pares acción-reacción :

A) Sólo I

B) Sólo II

C) Sólo I y II

D) Sólo I y III

E) Todas

23. En la Luna, donde la aceleración de gravedad en la superficie es aproximadamente 1

6 de la ace-

leración de gravedad en la superficie terrestre, se requiere ejercer una fuerza neta de 80 [N] para que un cuerpo de masa M adquiera una aceleración de 4[m/s2]. Entonces, en la Tierra para que el mismo bloque adquiera una aceleración de 8 [m/s2] se le debe aplicar una fuerza neta de magnitud:

A) 480 [N]

B) 240 [N]

C) 160 [N]

D) 720 [N]

E) 960 [N]

CERTAMEN GLOBAL 11

24. Un cuerpo describe la trayectoria mostrada en la figura. El cuerpo llega al punto P con una rapidez de 2[m/s] en el instante T. Desde este instante en adelante la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo se hace constante e igual a cero. La trayectoria del cuerpo a partir del instante T esta mejor descrita por:

P

P

P

P

E) El cuerpo se detiene en el punto P.

25. En la figura se muestra una esfera de masa 2m

que cuelga de la cuerda ideal C y una esfera de masa 3m que cuelga de un resorte ideal de constante elástica k. Si el sistema está en equilibrio, la deformación del resorte es:

A) mg/k

B) 2mg/k

3m

k

2m C

C) 3mg/k

D) 4mg/k

E) 5mg/k

P

A) B)

C) D)