Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaSolucin de Problemas propuestosEdgar CifuentesFacultad de Ciencias Mdicas, Area de FsicaUniversidad de San Carlos de GuatemalaPrimera parteProblema 1Resolver las siguientes ecuaciones de primer grado (ecuaciones lineales):a)57 x 150,b) 3x4x 2x8,c) 2x x 3107x 4,d) 32x 1 25 x3,e) 3xx 1 x33x 226,f)56 6x 7 38 3x 2 23 5x 6a)57 x 150 75x 1050entonces5x105yx 1055x21b)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina3x4x 2x834 2x85x8x 85c)2x x 3107x 4x 367xreordenandox 7x63 6x9x 96x 32d)32x 1 25 x36x 3 102x38x 1338x3138x16x 168x2e)3xx 1 x33x 2263x2 3x 3x2 7x626 10x626 10x26 6 10x20x 2010x 2f)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina56 6x 7 38 3x 2 23 5x 65x 356 98 x 34 103 x 4318 x 6112 103 x 4318 x 103 x4 61121324 x 1312x 1312 2413x2Problema 2Resolver las siguientes ecuaciones de segundo grado (ecuacionescuadrticas):a) 3x2 20,b) 6x2 4x0,c) 9x2412x,d) 3x2 7x 30,e) 4x23 8x,f) 2x2 11 x3a)3x2 203x20x 20x1,2 bb2 4ac2asustituyendoSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinax 002 43223x 136 0. 8165b)6x2 4x06x2 4x00x 442 46026x 023x 00. 66667c)9x2412xx 12122 49429x 23x 0. 66667d)3x2 7x 30Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinax 772 43323x 76 1685x 76 168576 1685x 2. 70330. 36992e)4x23 8xx 882 44324x 12 32x 0. 51. 5f)2x2 11 x32x2 11 x 30x 11 112 42322x 1411 1435x 1411 14351411 1435x 2. 30820. 64986Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 3Resolver los siguientes sistemas de ecuaciones simultaneas:a) 3x2y12 y 5x 3y1,b) 2x y 70 y 3x4y 50,c) 33x 2y 42x 3y11 y 6x 4y 5x 5y1,d) 2x 3y18 y 3x25y6a)1) 3x2y122) 5x 3y1despejando x de 1)x 23 y4entonces sustituyendo x en 2)5 23 y4 3y1 193 y201despejando yy3sustituyendo ahora en 1)3x2312y despejandox2b)1) 2x y 702) 3x4y 50usando el mismo procedimiento que el Problema anteriorSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinax 12 y 72312 y 72 4y 5032 y 212

82 y 102 0112 y 112 0y12x 1 70x3c)1) 33x 2y 42x 3y112) 6x 4y 5x 5y1usando el mismo procedimiento que el Problema anteriorx6y1166y11 4y 56y11 5y1611 10y 511 11y111 5y1y2ahora33x 2y 42x 3y11x6y11x6211x1d)1) 2x 3y182) 3x25y6usando el mismo procedimiento que el Problema anteriorx 32 y 112Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina332 y 112 25y6192 y 452 6y32x 3318x1Problema 4Escribir las siguientes cantidades en notacin cientfica (potencias de 10):a) 98,600 b) 0.645c) 0.0163 d) 0.00314e)725,00021f)435,53425,000a)98, 6009. 86 104b)0. 6456. 45 101c)0. 01631. 63 102e)72500021 345243. 4524 104f)43553425000 659. 9525000 2. 6398 102Problema 5Encuentre el valor de x en los siguientes Problemas:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)sin29x35x35sin29x16. 968b)sin14 10xx 10sin14x41. 336c)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinax1x2xtan26 20x1x1 20tan26tan38 20x2x2 20tan38x1x2 20tan26 20tan38x41. 00625. 599x66. 605d)cos 43x60x60cos 43x43. 881e)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinacos 40 24xx 24cos 40x31. 33f)tan44y15y15tan44y14. 485tan24 14. 485x150. 44523 14. 485x15x15 14. 4850. 44523x1532. 534477x17. 533843Problema 6Encuentre la informacin faltante del tringulo que se muestra en la figura 1,para los casos siguientes:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa) a4, [27b) b8, [3420c) b1. 5, c3 d) b20, o23e) a4, b10a)tan27 b4b4tan27b2. 0381cos 27 4cc 4cos 27c4. 4893o2790 180o63b)tan34 200. 683006570. 68301 8aa11. 713sin34 200. 564010. 56401 8cc14. 184o342090180o5540c)cos o 1. 53o6060[90180,[3032 1. 52 b2b2. 5981Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinad)tan23a20a8. 4895cos 23 20cc21. 72723[90180[67e)tano 410o21. 80221. 802[90180[68. 198c242102c2 29 10. 77Problema 7Un puente levadizo mide 7. 5m de orilla a orilla, y cuando estacompletamente abierto forma un ngulo de 43 con la horizontal (ver figura b) ycuando esta cerrado, el ngulo de depresin (debajo de la horizontal) desde laorilla hasta un punto debajo del extremo opuesto es de 27 (ver figura a).Cuando el puente esta completamente abierto, cual es la distancia d en metrosentre su punto mas alto y el agua que hay debajo.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinadxaxbtan27xa7. 5xa3. 8214sin43xb7. 5xb5. 115d3. 8214m5. 115md8. 9364mProblema 8Un hombre parado a 50ft (pies) de una casa de 20ft de altura, mira hacia laantena de televisin localizada arriba, en el borde del techo (ver figura). Si elngulo, entre su lnea de visibilidad al borde del techo y su lnea de visibilidad ala cima de la antena es de 12. Cul es la altura de la antena?-Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinatan0 2050entonces021. 801tan21. 80112 20h5050tan21. 8011220h33. 47320hh13. 473ftProblema 9Un electricista debe instalar cable subterrneo desde la avenida hasta unacasa. Si la casa se localiza a 1. 2mi (millas) dentro de un bosque,a)Cuntos pies de cable necesitar?,b) Cuntos metros de cable necesitar?a)1. 2mi5280ft1mi 6336ftb)1. 2mi1609. 3m1mi 1931. 2mProblema 10Un corazn normalmente bombea sangre a un ritmo de 83cm3/ s , Calcularel ritmo de bombeo en:a) m3/ s;b) l / s;c) gal / mn;d) ft3/ ha)83 cm3s1m100cm3 8. 3 105 m3sb)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina83 cm3s1l1000cm3 0. 083l / sc)83 cm3s1gal3785. 4cm360s1mn 1. 3156gal / mnd)83 cm3s1ft30. 48cm360s1mn60mn1h 10. 552ft3/ hProblema 11Una mujer pesa 130lb y tiene una altura de 5 pies con 9 pulgadas. Exprese elpeso de la persona en Newton (N) y su altura en metros (m).130lb4. 4482N1lb 578. 27N5ft9in1ft12in

234 ft234 ft30. 48cm1ft1m100cm 1. 7526mProblema 12La densidad de un material es igual a su masa divido su volumen. Conviertala densidad de un material de 125g/ cm3 en kg/ m3.125g/ cm31kg1000g100cm1m3 125000 kgm3Problema 13La presin atmosfrica es de 14. 696lb/ in2. La unidad de medida para lapresin en el SI es el pascal (Pa) donde 1Pa 1N/ m2 Cul es la presinatmosfrica en pascales?14. 696lb/ in24. 4482N1lb39. 37in1m2 1. 0132 105 Nm2Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 14Una porcin de vena tiene la forma de un deposito cilindrico. Cul es elvolmen en litros de sangre contenida en una porcin de vena de 5mm dedimetro y 2 pulgadas de altura?(En Geometra el volumen de un depsito cilindrico es igual a Vmr2h).5mm0. 5cm2in2. 54cm1in 5. 08cmVm0. 5cm225. 08cmV0. 99746cm3V9. 9746 104lProblema 15El rea transversal de una vena se considera circular. Cual es valor del reaen cm2 de la seccin transversal de una vena de permetro igual a 0. 031m? (EnGeometra el rea de un circulo es igual a Acmr2 o Ac md24y el perimetro osea la longitud de su contorno es igual a P2mr).0. 031m100cm1m 3. 1cm3. 1cm2mr cmr0. 49338cmAcm0. 49338cm2Ac0. 76473cm2Problema 16La aceleracin gravitacional de la tierra es aproximadamente 9. 81m/ s2.Expresar el valor de la gravedad en:a) cm/ s2;b) ft / s2c) km/ h2.a)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina9. 81m/ s2 100cm1m 981 cms2b)9. 81m/ s23. 2808ft1m 32. 185 fts2c)9. 81m/ s2 1km1000m3600s1h2 1. 2714 105 kmh2Problema 17Considere los siguientes vectoresA3, 6 B1, 4C4, 8 D3, 4E0, 3 F4, 01) Representar cada uno de los vectores en un plano de coordenadascartesianas;2) Calcule la magnitud y direccin de cada uno de ellos (RepresentacinPolar).1) El diagrama es:???????????????2)|A||3, 6|3262|A|6. 70820Atan1 630 63. 434949|B||1, 4|12 42|B|4. 1231tan1 14 14. 0360B14. 036900B104. 04Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina|C||4, 8||C|42 82|C|8. 9443tan1 84 63. 4320C63. 4321800C243. 43|D||3, 4||D|32 42|D|5tan1 43 53. 130D360 53. 130D306. 87|E|30E90|F|40F180Problema 18Considere los siguientes vectores|a|9, 0a135|b|10, 0b90|c|20, 0c240 |d|15, 0d2951) Representar cada uno de los vectores en sus componentes rectangulares;2) Calcule el vector resultante: Rabcd; y exprese su respuesta enforma polar y rectangular.1)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa9cos 135, 9sin135

a6. 364, 6. 364b10cos 90, 10sin90

b0, 10c20cos 240, 20sin240

c10, 17. 321d15cos 295, 15sin295

d6. 3393, 13. 5952)R6. 364, 6. 3640, 1010, 17. 3216. 3393, 13. 595R10. 025, 14. 552Problema 19Un avin sale de un aeropuerto y sigue la ruta que se muestra en la figura 4.El avin vuela primero de la ciudad A, situada a 175km en una direccin de 30al norte del este; despues vuela 150km en direccin 20 al oeste del norte hastauna ciudad B, Por ltimo el avin vuela 190km hacia el oeste hasta la ciudad C.Encuentre la ubicacin de la ciudad C respecto a la ubicacin del punto departida.R17530150110190180

R175cos 30, 175sin30150cos 110, 150sin110190cos 180, 190sin180

Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaR89. 749, 228. 45|R| 89. 7492 228. 452|R|245. 450Rtan 89. 749228. 4523. 743Problema 20Un joven que entrega diarios cubre su ruta recorriendo 300m hacia el oeste,400m hacia el norte y luego 600m hacia el este. Determine:a) Cul es el vector desplazamiento resultante? (expresar su respuesta enforma rectangular y polar); yb) Cual es la distancia total recorrida?a)D300, 00, 400600, 0D300, 400|D|30024002500m0Dtan1 40030053. 13b)300m400m600m1300mProblema 21Un barco sale de un puerto, recorriendo 12mi con direccin N25E, luego15mi con direccin S65oE y finalmente 18mi s con direccion S30oO.Determinar:a) El vector desplazamiento, expresado en forma rectngular;b) La magnitud y direccin del vector desplazamiento (forma polar).Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)R12cos 65, 12sin6515cos 335, 15sin33518cos 240, 18sin240

R9. 666, 11. 052b)|R|9. 666211. 0522|R|14. 683mitan1 11. 0529. 666 48. 8270R360 48. 8270R311. 17Problema 22La figura 5 muestra tres fuerzas. Determinar:1) Las componentes de F1, F2 y F3;2) La suma de F1 y F23) La suma de F1F2F3Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina-1)F110cos 60, 10sin60

F15, 8. 6603F25, 0F38cos 75, 8sin75

F32. 0706, 7. 72742)5, 8. 66035, 00, 8. 66033)5, 8. 66035, 02. 0706, 7. 7274 2. 0706, 0. 9329Problema 23La figura 6 muestra la forma del tendn del cudriceps al pasar por la rtula.Si la tensin T del tendn es de 14N. Determinar: La magnitud (mdulo) ydireccin de la fuerza de contactoFc ejercida por el fmur sobre la rtula.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaT1FT2014cos 37, 14sin37x, y14cos 80, 14sin80011. 1, 8. 4x, y2. 4, 13. 70Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinax, y13. 612, 5. 3616|F|13. 6122 5. 36162|F|14. 63N0tan1 5. 361613. 612021. 499Problema 24El abductor de la cadera que conecta la cadera al fmur, consta de tresmsculos independientes que actan a diferentes ngulos. (ver figura 7).Determiner la fuerza total ejercida por los tres musculos juntos.10cos 86, 10sin8620cos 48, 20sin4840cos 78, 40sin78FF21. 002, 63. 964|F|21. 0022 63. 9642|F|67. 324Ntan1 63. 96421. 00271. 82071. 821800251. 82Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 25Determiner la fuerza total aplicada a la cabeza del paciente, por eldispositivo de traccin de la figura 8.-0, 2cos 46, sin460. 69466, 2. 7193|F|0. 694662 2. 71932|F|2. 80660tan1 2. 71930. 69466075. 671Problema 26En las siguientes figuras se muestran dos dispositivos de traccin, para cadauno de ello determinar lo siguiente:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaCaso 1 (Figura 9): La fuerza total ejercida sobre el pie.Caso 2 (Figura 10):a) La fuerza total ejercida sobre la pierna, si el peso que se cuelga es de0. 40N (despreciando el peso de la pierna).b) Si el peso de la pierna es igual a 0. 40N, Cul es la fuerza total ejercidasobre ella?caso 1x, y3cos 25, 3sin253cos 55, 3sin550x, y4. 4397, 1. 1896|F|4. 43972 1. 18962|F|4. 5963Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina0tan1 1. 18964. 439715caso 2 a)x, y0. 4cos 30, 0. 4sin30

0. 4cos 30, 0. 4sin300x, y0. 69282, 0|F|0. 692820180caso 2 b)x, y0. 4cos 30, 0. 4sin300. 4cos 30, 0. 4sin300, 0. 40x, y0. 69282, 0. 4|F|0. 692822 0. 42 0. 8tan0. 40. 6928237. 3220180 37. 322142. 68Problema 27La pierna con yeso de la siguiente figura 11 pesa 220N (W1). Determinar elpeso W2 y el ngulo o para que la pierna con el yeso no ejerza fuerza algunasobre la articulacin de la cadera.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina0, 220110cos 40, 110sin40x, y0x, y84. 265, 149. 29|F|84. 2652 149. 292|F|171. 43Ntan 149. 2984. 26560. 556Problema 28Una seora en un supermercado empuja un carrito cargado con una fuerzahorizontal de 10N. El carrito tiene una masa de 30kg. Si el carro estando enreposo inicia el movimiento. Determinar: El coeficiente de friccin estticoentre las ruedas del carro y la superficie (suelo).Nmg,F jN010N 30kg 9. 8 ms2j0,j3. 4014 102Problema 29Dos cajas estn conectadas por una cuerda y descansan sobre una superficiehorizontal con friccin. La caja A pesa 20N y la caja B pesa 10N, (fig. 12) elSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinacoeficiente de friccin esttico entre las cajas y la superficie es de 0. 4.Determinar:a) La fuerza mnima F que debe aplicarse sobre la caja A para logrardesplazar todo el sistema (conjunto de cajas) yb) Cal es el valor de la tensin T en la cuerda de unin en el instante queel sistema empieza a desplazarse?a)NWentoncesfjWHaciendo suma de fuerzas horizontales sobre A y B respectivamenteF 0. 420N T0T 0. 410N0,resolviendoa)F12Nb)T4NProblema 30Un estudiante mueve una caja con libros, atando una cuerda a la caja ytirando con una fuerza de 90N con un ngulo de 30. (Fig. 13). El coeficiente defriccin entre la caja y el suelo es de 0. 3. Determine el valor de la masa de lacaja si el sistema se encuentra en reposo.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina-90cos 30, 90sin300, N0. 3N, 00, 9. 8m0de donde77. 942 0. 3N0,N 9. 8m450resolviendo la primera :N259. 81y45259. 81 9. 8m0,resolviendo la segunda:m31. 103kgProblema 31Una caja de masa igual a 2kg se mantiene en equilibrio sobre un planoinclinado (60 con respecto a la horizontal) por la aplicacin de una fuerza F(Fig.14). Determine:a) El valor de la magnitud de F, si la superficie es lisa;b) El valor de la magnitud de F, si el coeficiente de friccin esttico entre lacaja y la superficie es de 0. 2Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)0, NFcos 60, Fsin6029. 8 sin60, 29. 8 cos 600resolviendo :Fcos60 19. 6sin600N 19. 6cos60 Fsin600de la primera12 F 9. 8 30,F33. 948Nb)0, N0. 3N, 0Fcos 60, Fsin6029. 8 sin60, 29. 8 cos 600cuando la friccin es cuesta arriba0. 2N 12 F 9. 8 30N 12 F 3 9. 80,resolviendo :N59. 976N,F57. 939Ncuando la friccin es cuesta abajo0. 2N 12 F 9. 8 30N 12 F 3 9. 80,Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaresolviendo :N29. 114N,F22. 302NProblema 32Para el caso anterior, considere que la direccion de la fuerza F es paralela ala superficie inclinada, y conteste to solicitado en el Problema 31a)2 9. 8sin60, 2 9. 8cos 600, NF, 00F 9. 8 30N 9. 80entonces de la componente xF 9. 8 30,resolviendo :F16 Nb)0, N0. 3N, 0F, 029. 8 sin60, 29. 8 cos 600cuando la friccin es cuesta arriba0. 2NF 9. 8 30N 9. 80,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaN9. 8N,F18. 934Ncuando la friccin es cuesta abajo0. 2NF 9. 8 30N 9. 80,resolviendo :N9. 8N,F15. 014NProblema 33El antebrazo de la figura 16 est con respecto al brazo a 90 y sostiene en lamano un peso de 7kp. (Desprecie el peso del antebrazo). Determine:a) El momento en kpm producido por el peso de alrededor de la articulacindel codo (punto 0) yb) El momento en kpm producido por Fm (fuerza ejercida sobre el antebrazopor el biceps) alrededor de O.a)MW7 kp0. 33mMW 2. 31kpmb)MF2. 31kpmProblema 34Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaConsiderando el Problema anterior, calcular lo solicitado, suponiendo que elbrazo y la mano juntos pesan 3. 5kp y que su centro de gravedad estn a 15cmdel punto 0.a)MW7 kp0. 33mMW 2. 31kpmb)MWMBMF0yMB3. 5kp0. 332m 0. 5775kpm 2. 31kpm 0. 5775kpmMF0,resolviendo :MF2. 8875kpmProblema 35Dos jvenes transportan un peso de 120lb sobre una tabla de 10 pies delongitud, tal como aparece en la figura 17. La tabla pesa 25lb y es de seccinuniforme. El peso de 120lb se encuentra a 3 pies del joven que se encuentra enel extremo derecho. Determine: La magnitud de las fuerzas en lb, que debenejercer los jvenes para poder sostener este peso.Sumando torques alrededor del joven de la derechaFI10 1203 2550,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaFI 972 lbFI48. 536lbSumando fuerzas48. 536lbFlb 120lb 25lb0,resolviendo :F96. 464lbProblema 36La figura 18, muestra a un atleta preparado para dar un salto hacia arriba. Lapersona pesa 180lb y su centro de gravedad se encuentra localizado encima deun punto P, ubicado a 3 pies de la punta de los pies y a 2 pies de las manos.Determine: Las magnitudes en libras de las fuerzas ejercidas por el suelo sobrelas manos y pies del atleta.Realizando la suma de torques alrededor de los piesF5 18030,resolviendo :FM108lbhaciendo suma de fuerzasFP180lb 108lb72lbProblema 37La figura 19, muestra una tabla de 9 pies sujeta por un extremo al suelo(punto O) y mantenida en un ngulo de 30 con respecto a la horizontal pormedio de un peso de 50lb colgado de una cuerda que va sujeta al otro extremoSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinade la tabla. El centro de gravedad de la tabla est a 4 pies del extremo apoyadoal suelo. Determine:a) La magnitud en libras de la fuerza de Tensin en la cuerda;b) El momento ejercido por la fuerza de tensin sobre la tabla alrededor delpunto O;c) El valor en libras del peso de la tabla. (Desprecie el peso y friccin de lapolea)a) La tensin en la cuerda e igual en todas partes, entoncesTW150lbb)t50lb9ft sin60t389. 71lb ftc)389. 71lb ft WT4ft sin1200,resolviendo :WT112. 5lbProblema 38El antebrazo de la figura 20 est a 50 con respecto al brazo y sujeta en lamano un peso de 15lb. Determine:a) El valor en libras de la fuerza ejercida sobre el antebrazo por el biceps(desprecie el peso del antebrazo yb) El valor en libras de la fuerza ejercida por el codo sobre el antebrazo.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa) Suma de torques alrededor del codoFlb2in sin50 15lb18in sin1300entonces :F135lbb) suma de fuerzas verticales135 15Fc0entonces :Fc120lbProblema 39Un objeto esta apoyado sobre dos balanzas, separada una de la otra a 2m,ver figura 21. La balanza de la izquierda seala 20kp y la de la derecha 12kp.Determine:a) El peso en kp del objeto; yb) La distancia perpendicular d en metros desde O a la lnea vertical quepasa por el centro de gravedad (cg) del objeto.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)F1F2W020kp12kp W0entoncesW32kpb) suma de torques alrededor de cg20d 2m d120,entonces :d 34 mProblema 40La figura 22, representa un modelo de una persona que se inclina paralevantar una caja de peso igual a 220N, la columna vertebral puede considerarsecomo una estructura de un solo miembro que se apoya en la base de la espinadorsal (punto A) y sostenida por los msculos de la espalda CE, fijada a laarmazn del esqueleto. Determinar:a) La magnitud en Newton de T, ejercida por los msculos de la espalda;b) La magnitud en Newton de la fuerza R, ejercida sobre la colmnavertebral en el punto A (articulacin);c) el valor del ngulo 0Considere: W1peso del tronco320N, W2peso de brazos, cabeza ycarga380N, CEmsculo de la espalda, AC2/3AD, ABAD, 030Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaDefinimosxABentoncesAD2xyAC 43 x,adems030o18entonceso12a)tTtW1tW20alrededor de AT43 x sin360 12320x sin90303802x sin90300T43sin348320N1 sin120380N2 sin1200,resolviendoT3373. 9Nb)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaW1W2TR03373. 9cos 18, 3373. 9sin180, 3200, 380x, y0R x, y3208. 8, 1742. 6 Nentonces3208. 821742. 62 3208. 8Nc)[tan1 1742. 63208. 8 ,resolviendo :[28. 505o[90entonceso61. 495Segunda parteNota: A partir de esta seccin ya no se desarrolla detalladamente el procesoalgebraico simple y la transformacin de unidades de medida, salvo en casosparticularesProblema 1Un alambre de acero de 15in, pulgadas de longitud y con una seccintransversal de 0. 1in2, aumenta su longitud en 0. 01in al soportar una tensin de2000lb. Determine el mdulo de Young enlbin2 para dicho alambre.FAY llsustituyendo2000lb0. 1in2 Y0. 01in15inla solucin es :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaY3 107 lbin2Problema 2Determine el valor del dimetro mnimo de una barra de latn si se requiereque soporte una carga de 400N sin que exceda su lmite elstico. Considere queel valor del lmite elstico del latn es de 379 106 Nm2 . Exprese su respuesta enmetros.oMax FAMinentonces379 106 Nm2 400Nmd24,despejando :d1. 1592 103mProblema 3Determine cunto se estira, en metros, un alambre de latn de 600mm delongitud cuando una masa de 4kg se cuelga de su extremo. Considere que eldimetro del alambre es de 1. 2mm y el mdulo de Young del latn de89. 6 109 Nm2 .FAY llsustituyendo4kg 9. 8 ms2m1.2mm24 89. 6 109 Nm2l600mm ,resolviendo :l2. 321 104mProblema 4Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaUna carga de 200kg cuelga de un alambre 4m de longitud, 0. 0002m2 deseccin transversal y mdulo de Young de 8 1010 Nm2 . Determinar:a) cunto aumenta la longitud del alambre en metros? yb) la deformacin porcentual del alambre.a)FAY llsustituyendo200kg 9. 8 ms20. 0002m2

8 1010 Nm2l4m ,resolviendo :l0. 00049mb)%Def ll 100%Def 0. 00049m4m 100%Def0. 01225%Def0. 01225%Problema 5Considere que el hueso de una persona adulta se fractura si se somete a unesfuerzo mayor de 1. 5 108 Nm2 . Determine la fuerza mxima en Newton que sepuede ejercer sobre el hueso fmur de la pierna si ste tiene un dimetroefectivo mnimo de 2. 5cm.oMax FMaxAsustituyendo1. 5 108 Nm2 Fm 2.5cm2

2 ,resolviendo :F73631NSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 6Estructuralmente el hueso es muy resistente aunque internamente es hueco(estrictamente el hueso no es hueco en su interior, ya que contiene mdula osea).Si el hueso presenta una resistencia a la traccin (o tensin) de 1. 21 1010 Nm2 yuna resistencia a la compresin de 1. 67 1010 Nm2 . Determine:a) La carga mxima en N que puede soportar a compresin, yb) La carga mxima en N que puede soportar a traccin para un fmur conun dimetro externo de 2cm y un espesor (grosor del hueso) de 3mm.a)o FAel rea efectiva del hueso esAAllena AvacaAm2cm22 m2cm2 3mm2A1. 6022 104m2entonces1. 21 1010 Nm2 F1. 6022 104m2 ,resolviendo :F1. 9387 106kg ms2y1. 67 1010 Nm2 F1. 6022 104m2 ,resolviendo :F2. 6757 106kg ms2Problema 7La resistencia a la compresin de la corona del molar de un adulto es de1. 6 108 Nm2 . Si el dimetro promedio del molar es de 8mm, determinar lafuerza mxima de compresin, en Dinas, que podra soportar el molarmencionado.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinao FAsustituyendo1. 6 108 Nm2 Fm 8mm2

2 ,resolviendo :F8042. 5NProblema 8Un automvil viaja a una velocidad constante de 55 mih . Si el conductor sedistrae durante 2s. Determine la distancia en pies que habr recorrido elautomvil durante el intervalo de tiempo mencionado.v Stentonces55 mih

S2s ,resolviendo :S161. 33ftProblema 9Dos ciclistas viajan con rapidez constante por una carretera. El primero correa 25 kmh, el segundo corre a 32 kmh . Exactamente al medio da el primer ciclistaesta a 17. 5km delante del segundo. Determinea) a qu hora rebasa el segundo ciclista al primero, yb) que distancia en metros ha recorrido cada uno desde el medioda.-v1 S1tv2 S2tentoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina25 kmh

x17.5kmt32 kmh

xt,resolviendo el sistema :t2. 5h,x80kmde dondea)12h2. 5h14. 5hb)S180km 17. 5km62500myS280km80, 000mProblema 10Un camin viaja a una velocidad de 60 mih repentinamente frena su marcha.Se establece que la distancia recorrida desde el momento de aplicar los frenoshasta alcanzar el reposo es de 180ft. Determine:a) el valor de la aceleracin del frenado enfts2 , yb) el tiempo en segundos que transcurieron hasta alcanzar el reposo.a)vf2v022asentonces060 mih2 2a180ft,resolviendo :a21. 511 fts2b)S vfv02tSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaentonces180ft60 mih02t,resolviendo :t4. 0909sProblema 11Un automvil acelera desde el reposo con a4. 5 ms2 . Calcular la distanciarecorrida cuando v80 kmh .vf2v022asentonces80 kmh2 022 4. 5 ms2S,resolviendo :S54. 87mProblema 12Un automvil y un autobs parten del reposo al mismo tiempo; el automvilest 120m detrs del autobs. El automvil acelera uniformemente a 3. 80 ms2durante 5s y el autobs acelera uniformemente a 2. 70 ms2 durante 6. 30s. Acontinuacin los dos vehculos viajan a velocidad constante Rebasar elautomvil al autobus?, y si es as, determine: el tiempo en segundos y ladistancia en metros que habr recorrido el automvil hasta rebasar al autobs.-El autobus recorrerSb0t 122. 70 ms26. 3s253. 582my tendr una velocidad devf02. 70 ms26. 3s17. 01 msen 6. 3s en tanto el automvil recorrer en 5sSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaSa10t 123. 80 ms25s2 47. 5my tendr una velocidad devf03. 80 ms25s19. 0 msy recorrerSa219. 0 ms6. 3s 5s24. 7men los siguientes 1. 3s de tal forma que habr recorridoSaSa1Sa247. 5m24. 7Sa72. 2mdurante 6. 3s.Luego de transcurridos 6. 3s los vehculos estarn separadosx120m53. 582m 72. 2mx101. 38mentonces17. 01 ms

Xbt19. 0 ms

Xatentonces17. 01 ms

Xa101. 38mt19. 0 ms

Xaty resolviendot50. 945s,Xa967. 95mentonces si lo rebasa.El tiempo transcurrido es:t6. 3s50. 945s 57. 2sStotalauto72. 2m101. 38m967. 95mStotalauto1141. 5mSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 13Una piedra se lanza verticalmente hacia abajo desde un puente, con unavelocidad inicial de 10 ms , y pega en el agua despus de 1. 4s. Determine elvalor de la altura, en metros, del puente sobre el agua.-Sv0t 12 at2entoncesh10 ms1. 4s 12 9. 8 ms2 1. 4s2h23. 604mProblema 14Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 40 ms ,tres segundos despus se lanza un segundo cuerpo con una velocidad de 60 ms .Determine, en que tiempo en segundos desde que fu lanzado el primer cuerpo ya qu distancia en metros sobre el suelo se juntarn instantneamente.-S40 ms t 12 9. 8 ms2 t2S60 ms t 3s 12 9. 8 ms2 t 3s2 ,resolviendo :t4. 5364s,S80. 619mProblema 15Una pelota se tira desde el suelo hacia arriba con una velocidad inicial de15 ms . Determine, hasta qu altura en metros sobre el suelo sube la pelota, ycunto tiempo en segundos permanece sta en el aire.vf2v022asentoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina0215 ms2 2 9. 8 ms2 h,resolviendo :h11. 48msi el cuerpo subi y baj al mismo punto tuvo un desplazamiento cero015 mst 12 9. 8 ms2 t2resolviendo :t0,t3. 0612sde las dos respuestas tomamos la segunda que es cuando hubo movimiento.Problema 16Un pasajero en un trineo, parte desde el reposo del punto ms alto de unplano inclinado de 10m de longitud, tal como se muestra en la figura 1, lograalcanzar despus de 1. 5s segundos la parte ms baja del plano inclinado.Determine:a) la aceleracin enms2 con la cual desciende el cuerpo; yb) la velocidad del cuerpo enms al momento de llegar a la parte baja delplano inclinado.Problema 16a)Sv0t 12 at2entoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina10m01. 5s 12 a1. 5s2,resolviendo :a8. 8889 ms2b)S vfv02tsustituyendo d resolviendo :v13. 333 msProblema 17Un cuerpo inicia el ascenso sobre una superficie inclinada con una velocidadinicial de 5 ms , tal como se muestra en la figura 2, logrando alcanzar la parte msalta del plano inclinado con una velocidad de 8 ms . Determine:a) La aceleracin enms2 con la cual asciende el cuerpo; yb) el tiempo en segundos que dura el ascenso del cuerpo hasta alcanzar laparte alta del plano inclinado.Problema 17a)10292S2despejandoS181entonces5 ms2 8 ms2 2a 181 m ,resolviendo:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa1. 4494 ms2b)181 m 5 ms 8 ms 2t,despejando:t2. 0698sProblema 18Una fuerza horizontal de 100N arrastra horizontalmente un bloque de 8kgde masa, a lo largo del suelo. Si el coeficiente de friccin cintica entre elbloque y el suelo es de 0. 2. Determine el valor de la aceleracin del bloque, enms2 .Fmaentonces100N, 00, N0, 8kg 9. 8 ms2 f, 08kga, 0separando las componentes,x 100N f8kgayy N 78. 4kg ms2 0de la ltima ecuacinN78. 4Nrecordando quefjN0. 278. 4Nf15. 68Nentonces la ecuacin para x se transforma en100N 15. 68N8kga,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa10. 54 ms2Problema 19.Un peso de 64lb cuelga del extremo de una cuerda. Si el peso es elevado pormedio de la cuerda, determine el valor. de la aceleracin enfts2 , si la cuerda seencuentra a una tensin de:a) 64lb,b) 96lb. Despreciar la friccin del aire.g9. 8 ms232. 152 fts2entonces0, T0, Wm0, aentoncesT Wmasustituyendo en esta ecuacina)64lb 64lb 64lb32. 152 fts2a,resolviendo :a0b)96lb 64lb 64lb32. 152 fts2a,resolviendo :a16. 076 fts2Problema 20Una masa de 5kg se deja caer verticalmente desde una altura de 125m,llegando al suelo con una velocidad de 45 ms . Determinar:a) la aceleracin del cuerpo enms2 ;Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinab) La fuerza resultante sobre el cuerpo, expresado en N yc) la magnitud de la fuerza de friccin del aire, expresada en N.a)45 ms2 022a125m,resolviendo :a8. 1 ms2b)FRma5kg 8. 1 ms2 40. 5Nc) usando la segunda ley de Newton0, W0, fm0, aentoncesW fmasustituyendo5kg 9. 8 ms2 f5kg 8. 1 ms2,resolviendo :f8. 5kg ms2Problema 21Una masa de 6kg de masa, se lanza verticalmente hacia arriba con unavelocidad de 60 ms , logrando alcanzar una altura mxima de 175m. Determinar:a) la aceleracin del cuerpo enms2 ;b) La fuerza resultante sobre el cuerpo, expresado en N yc) la magnitud de la fuerza de friccin del aire, expresada en N.a)0260 ms2 2a175m,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa 727ms2a10. 286 ms2b)F6kg 10. 286 ms2 61. 716Nc)6kg 9. 8 ms2 f6kg 10. 286 ms2,resolviendo :f2. 916kg ms2Problema 22Dos masas, M15kg, y M28 estn conectadas por una cuerda que pasapor una polea (sin masa y sin friccin). Tal como se muestra en la figura 3.Determinar:a) la aceleracin de las masas, enms2 , yb) la tensin de la cuerda, expresada en N.M28kg 9. 8 ms2 T8kgaM1T 5kg 9. 8 ms2 5kga ,resolviendo :T60. 308kg ms2 ,a2. 2615 ms2Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 23Dos masas, M14kg, y M26kg estn conectadas por una cuerda quepasa por una polea (sin masa, y sin friccin). La masa M1, est sobre un planohorizontal sin friccin. Tal como se muestra en la figura 4. Determinar:a) la aceleracin de las masas, enms2 , yb) la tensin de la cuerda, expresada en N.-M26kg 9. 8 ms2 T6kgaM1T4kga,resolviendo :a5. 88 ms2 ,T23. 52kg ms2Problema 24Del Problema anterior, si se considera que entre la masa M1, y la superficiedel plano horizontal existe un coeficiente cintico de friccin igual a 0. 1.Determinar:a) la aceleracin de las masas, enms2 , yb) la tension de la cuerda, expresada en N.T, 00, Nf, 00, WM1a, 0separando componentesT fM1aySolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaN W0entoncesN4kg 9. 8 ms2 39. 2Nentonces la friccin serf0. 139. 2N3. 92NentoncesM26kg 9. 8 ms2 T6kgaM1T 3. 92N4kga,resolviendo :T25. 872N,a5. 488 ms2Problema 25Determine la aceleracion enms2 que experimentan cada una de las dos masasque se muestran en la figura 5, si el coeficiente de friccin cintica entre la masade 7kg y el plano es de 0. 25.-0, Nf, 0Wsin37, Wcos 37T, 07kga, 0separando en componentes f Wsin37T7kgaySolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaN Wcos 370de dondeN7kg 9. 8 ms2cos 37N54. 786Nentonces la friccin esf0. 2554. 786Nf13. 697Nentonces13. 697N 7kg 9. 8 ms2sin37T7kga12kg 9. 8 ms2 T12kga,resolviendo :T78. 051kg ms2 ,a3. 2957 ms2Problema 26Un estudiante mueve una caja de libros atando una cuerda a la caja y tirandocon una fuerza de 90N con un ngulo de 30, como se muestra en la figura 6. Lacaja de libros tiene una masa de 20kg, y el coeficiente de friccin cintica entreel fondo de la caja y el piso es de 0. 50. Determine la aceleracin de la caja,expresada enms2 .0, Nf, 00, WFcos 30, Fsin3020kga, 0entoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinafFcos 3020kgaN WFcos 300sustituyendo en la ltima ecuacinN 20kg 9. 8 ms2 90cos 30N0despejando :N118. 06Nas la friccin esf0. 5118. 06Nf59. 03Nahora usamos estos datos en la ecuacin de las componentes horizontales 59. 03N90cos 30N20kga,resolviendo :a0. 94561 ms2Problema 27Un bloque de 500N de peso, desciende sobre un plano inclinado 30respecto a la horizontal. El coeficiente de rozamiento cintico entre la superficieinclinada y el bloque es de 0. 25. Determinar:a) La magnitud de la fuerza de friccin en N;b) la aceleracin del bloque enms2 ;c) la fuerza neta sobre el bloque en N.a)0, Nf, 0Wsin30, Wcos 30

Wg a, 0entoncesfWsin30

Wg ayN Wcos 300sustituyendo en la ltima ecuacinSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaN500N cos 30433. 01Nentoncesf0. 25433. 01108. 25Nb) ahora usamos la ecuacin de las componentes y entonces 108. 25N500N sin30 500N9. 8 ms2a,despejando :a2. 7783 ms2c)FNeta 500N9. 8 ms22. 7783 ms2FNeta141. 75NProblema 28Si una masa de 2kg, es jalada con una fuerza de 10N, tal como se muestraen la figura 7. Determine la aceleracin del bloque enms2 , si:a) no existe friccin entre la masa y la superficie, yb) si el coeficiente de friccin cintica entre la masa y la superficie es de0. 2.a)Fmaentonces10N2kga,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa5 ms2b)F, 00, W0, N0, fma, 0entoncesNW2kg 9. 8 ms2N19. 6Nentonces la friccin esf0. 219. 6N3. 92Nahora sustituyendo en la ecuacin de las componentes x tenemos10N 3. 92N2kga,resolviendo :a3. 04 ms2Problema 29Una persona en un supermercado empuja un carrito con una fuerza de 35Nque forma un ngulo de 25 hacia abajo con respecto a la horizontal. Determineel trabajo en joules realizado por la persona al recorrer un pasillo de 50m delongitud.WFdcos 0entoncesW35N50m cos 25W1586JProblema 30Un bloque de 6kg inicialmente en reposo, es jalado 3m hacia la derecha a lolargo de una superficie horizontal sin friccin por una fuerza horizontalconstante de 12N, como se muestra en la figura 8. Determine:a) El trabajo realizado por la fuerza de 12N,b) El trabajo en joules realizado por la fuerza normal,Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinac) El trabajo en joules realizado por el peso,d) El trabajo neto en joules realizado sobre el bloque, ye) La velocidad enms , del bloque despues de que se ha movido los tresmetros.a)WFFdcos 0WF12N3m cos 0WF36Jb)WNNdcos 900c)Wwwdcos 900d)WNetoWFWNWw36Je)Fmaentoncesa 12N6kga2 ms2por cinemticavf202 2 2 ms23m,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinavf3. 4641 msProblema 31.Del Problema anterior, considere que entre el bloque y la superficie existefriccin, con coeficiente cintico igual a 0. 15, y determine:a) El trabajo en joules realizado por la fuerza de friccin,b) El trabajo total en joules realizado sobre el bloque yc) La velocidad enms del bloque al final de los tres metros.a) Sumando fuerzas en el eje y tenemosN w0entoncesN6kg 9. 8 ms2 58. 8kg ms2y la friccin serf0. 1558. 8Nf 8. 82Ny el trabajo serWf8. 82N3m cos 180Wf 26. 46Jb)WNetoWFWNWwWfWNeto36J00 26. 46J 9. 54Jc) Sumando fuerzas sobre el eje x tenemosF fmaentonces12N 8. 82N6kga,resolviendo :a0. 53 ms2entoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinavf202 2 0. 53 ms23m,resolviendo :vf1. 7833 msProblema 32Con una fuerza horizontal de 150N se empuja una caja de 40kg de masa unadistancia de 6m sobre una superficie horizontal rugosa. Si la caja se mueve avelocidad constante, determine:a) El trabajo en joules realizado por la fuerza de 150N,b) el cambio de energa cintica, yc) el coeficiente de friccin cintica.a)WFFdcos 0150N6m cos 0900Jb)K0porque no hay cambio en la velocidad;c) haciendo suma de fuerzasF, 0f, 00, N0, W0entoncesNW40kg 9. 8 ms2N392NyFfy dado quefjNentoncesj 150N392Nj0. 38265Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 33Una caja de 10kg de masa se jala hacia arriba de una superficie inclinada a20 con la horizontal, con una velocidad inicial de 1. 5 ms . La fuerza con la quese jala es de 100N paralela (igual inclinacin) a la superficie inclinada. Elcoeficiente de friccin cintico es de 0. 40 y la caja se jala una distancia de 5msobre la supeficie inclinada. Determine:a) El trabajo en joules realizado por la fuerza de gravedad (peso),b) el trabajo en joules realizado por la fuerza de 100N,c) el trabajo en joules realizado por la fuerza de friccin,d) el trabajo total en joules realizado sobre la caja,e) el cambio en joules de la energa cintica de la caja yf) la velocidad enms de la caja despus de haberla jalado 5m.a)Ww10kg 9. 8 ms25m cos 110Ww 167. 59Jb)WF100N5m cos 0500Jc)0, N100N, 0f, 098N sin20, 98N cos 2010kga, 066. 482N f10kgaN 92. 09N0,resolviendo :N92. 09Nentoncesf0. 4092. 09Nf36. 836NWf36. 836N5m cos 180Wf 184. 18Jd) retornando a la ecuacin para xSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina66. 482N 36. 836N10kga,resolviendo :a2. 9646 ms2FNeta10kg 2. 9646 ms2FNeta29. 646NWNeto29. 646N5m cos 0WNeto148. 23Je)KWNeto148. 23Jf)12 10kgvf2148. 23J,resolviendo :vf5. 4448 msProblema 34Una piedra de 2kg de masa es lanzada desde el suelo verticalmente haciaarriba con una velocidad inicial de 70 ms . Despreciando la friccin del aire.Determine:a) el trabajo en joules realizado por el peso, durante el ascenso,b) el trabajo en joules realizado por el peso, durante el descenso,c) la fuerza total o resultante en Newton durante el descenso,d) el trabajo total o neto en joules, durante el ascenso ye) el trabajo total o neto en joules, durante el descenso.a)KKf KiWNetoWw0 12 2kg 70 ms2 4900J Wwascb)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaWwdes4900Jc)F2kg 9. 8 ms2 19. 6Nd)WNetoasc4900Je)WNetodes4900JProblema35Un cuerpo de 5kg de masa, se deja caer desde una altura de 125m, y llega alsuelo con una velocidad de 45 ms . Considere la friccin del aire. Determine:a) el trabajo neto en joules realizado sobre el cuerpo,b) el trabajo en joules realizado por la fuerza de friccin del aire,c) la magnitud de la fuerza de friccin en N,d) la fuerza neta sobre el cuerpo, en N,e) la aceleracin del cuerpo, enms2 yf) la energa cintica del cuerpo en joules, al momento de dejarla caer y alIlegar al suelo.__________________a)Kf KiWNeto12 5kg 45 ms2 05062. 5Jb)KfUf KiUiWNC12 5kg 45 ms2 0 0 5kg 9. 8 ms2125m WNCWf 1062. 5Jc)Wff125m cos 180 1062. 5J,Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaresolviendo :f8. 5Nd)WNetoFNeta125m cos 0WNeto5062. 5J,resolviendo :FNeta40. 5Ne)FNetamaentonces40. 5N5kga,resolviendo :a8. 1 ms2f) al salir12 5kg02 0al llegar12 5kg 45 ms2 5062. 5JProblema 36Una masa de 10kg se encuentra en reposo a una altura de 10m del suelo.Desprecie la friccin del aire. Determine:a) La energa potencial en Joules a la altura de 10m,b) La energa cintica en Joules a la altura de 10m , yc) La energa total en Joules a la altura de 10m.a)UimghUi10kg 9. 8 ms210mUi980JSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinab)Ki0c)EiKiUiEi980J ETotalProblema 37Del Problema anterior, si la masa se deja caer, despreciando la friccin delaire. Determine:a) La energa potencial en Joules a la altura de 5m desde el suelo,b) La energa cintica en Joules a la altura de 5m desde el suelo,c) La energa total en Joules a la altura de 5m.a)U510kg 9. 8 ms25mU5490Jb)EWNC0entoncesETotalK5U5sustituyendoK5490J 980J,resolviendo :K5490Jc)ETotal980JProblema 38Una piedra de 2kg de masa es lanzada verticalmente, desde el suelo haciaarriba, con velocidad de 70 ms . Despreciando la friccin del aire. Determine:a) La energa mecnica en Joules al alcanzar la altura mxima,Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinab) La energa cintica en Joules cuando el objeto esta a 100m de altura,c) La energa potencial en Joules cuando el objeto tiene una velocidad de30 ms ,d) La energa mecnica en Joules al iniciar el movimiento,e) El trabajo neto o total en Joules durante el ascenso, yf) La fuerza neta o total, en N, sobre el cuerpo durante el ascenso.a)EWNC0entoncesE 12 2kg 70 ms2 04900Jb)4900J K12kg 9. 8 ms2100m,resolviendo :K12940Jc)4900J 12 2kg 30 ms2 U3,resolviendo :U34000Jd)E4900Je)Kf KiWNetoentonces0 4900J 4900Jf)FWmgF2kg 9. 8 ms2F19. 6NSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 39Un nio y un trineo tienen una masa total de 50kg, se deslizan cuesta abajopor una colina sin friccin. Si el trineo parte del reposo y tiene una rapidez de10 ms al pie de la pendiente, Cul es la altura en m de la colina?12 m 10 ms2 m 9. 8 ms2h0,resolviendo :h5. 102mProblema 40Un nia de 20kg de masa hace un recorrido por un tobogan de agua concurvas irregulares y cuya altura es de 6m, tal como se muestra en la figura 9. Lania parte del reposo en la parte alta del tobogan. Determine la rapidez enms dela nia al pie del tobogan, suponiendo qua no existe friccin en la superficie deltobogan.12 mv2 m 9. 8 ms26m0,resolviendo :v10. 844 msProblema 41Una caja de 20lb de peso se desliza a partir del reposo desde lo alto de unacolina de 128ft de altura. La pendiente de la colina forma un ngulo de 37 conSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinala horizontal y tiene un coeficiente de friccin cintica de 0. 1 con la caja .Determine :a) La energa potencial en Joules de la caja en lo alto de la colina,b) La energa cintica en Joules de la caja en la parte baja de la colina.a)Ui 20lbgg128ft3470. 9Jb) depende de la trayectoria asumida vamos a suponer que es como un planoinclinado y va directo hacia abajosin37 128ftddonde d es la la distancia recorrida sobre la pendiente, resolviendo :d64. 828mSumando componentes en el eje perpendicular al planoN 20lb cos 370,entonces :N71. 05Nyf0. 171. 05Nf7. 105NWf7. 105N64. 828m cos 180Wf 460. 6JKf0 3470. 9J 0460. 6J,resolviendo :Kf3010. 3kg m2s2Problema 42Un paracaidista de 50kg de masa salta de un globo a una altura de 1000m yIlega al suelo con una rapidez de 5 ms . Determine, cuanta energa en Joulesperdi por la friccin del aire durante este salto.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina12 50kg 5 ms2 0 50kg 9. 8 ms21000m 4. 8938 105J WNCWNCWf 4. 8938 105JProblema 43Un bloque de 5kg se pone en movimiento ascendente en un plano inclinadocon una rapidez inicial de 8 ms , tal como se muestra en la figura 10. El bloque sedetiene despues de recorrer 3m a lo largo del plano, el cual esta inclinado a unangulo de 30 con la horizontal. Determine:a) El cambio en la energia cinetica del bloque, en Joules,b) El cambio de la energia potencial en Joulesc) La fuerza de friccion en N ejercida sobre el bloque yd) El coeficiente de friccion cinetica.a)K0 12 5kg 8 ms2K 160Jb)sin30 h3 ,resolviendo :h 32entoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaU5kg 9. 8 ms232 mU73. 5Jc)KUWNCWf 160J73. 5J Wf,resolviendo :Wf86. 5JWff3m cos 18086. 5J,resolviendo :f28. 833Nd)NWcos 30N5kg 9. 8 ms2cos 30N42. 435Nj fNj 28. 833N42. 435Nj0. 67946Problema 44Un bloque de 3kg empieza a moverse a una altura h60cm sobre un planoinclinado sin friccin, que forma un ngulo de 30 con la horizontal, como sepuede ver en la figura 11. Despus de alcanzar la parte inferior del plano, elbloque se desliza por una superficie horizontal con friccin. El coeficiente defriccin en la superficie horizontal es j0. 20. Determine a que distancia en mse desliza el bloque sobre la superficie horizontal antes de detenerse.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)KfUfKiUiWNCKf0 0 3kg 9. 8 ms260cm0,resolviendo :Kf17. 64Jahora sobre la horizontalKfUfKiUiWNC00 17. 64J 0WNCWNCWfNW3kg 9. 8 ms2N29. 4NentoncesfjNf0. 229. 4Nf5. 88N,entoncesWffdcos 0 17. 64J 5. 88Ndcos 180,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinad3. 0mProblema 45Una masa de 40kg es elevada a una altura de 20m. Si lo anterior se realizaen 3 segundos. Determine, el valor de la potencia media desarrollada, expresadaen kW.P Fdcos 0tP 40kg 9. 8 ms220m cos 03sP2613. 3WtransformandoP2. 6133kWProblema 46Un hombre de 200lb de peso sube una pendiente de 800ft de altura en 7h.Determine, la potencia media desarrollada enlb fts .P WtP UtP 200lb800ft7hP8. 6084WtransformandoP6. 3492 lb ftsProblema 47Un paciente de 50kg de masa consume 8 106J durante un da. Determinarla velocidad metablica media expresada en W.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaR Et

8 106J24hR92. 593WProblema 48Suponiendo que los msculos tienen un rendimiento del 22% para convertirenerga en trabajo. Determinar, cuanta energa consume una persona de 80kg alescalar una distancia vertical de 15m, exprese su respuesta en J.U80kg 9. 8 ms215mU11760JP Et

ReentoncesEt

Ut ede dondeEt

11760Jt0. 22,resolviendo :E53455JProblema 49Un corredor consume oxgeno a razn de 4. 1 lOxmn (mnminuto). Calcular suvelocidad metablica sabiendo que por cada litro de oxgeno consumido selibera 2 104J de energa.R 2 104Jlox4. 1 loxmnR1366. 7WProblema 50Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaLa velocidad metablica basal (VMB) se define como la velocidadmetablica de una persona en reposo absoluto dividido por el rea de su cuerpo.Determine, la VMB de una persona de rea corporal de 2. 2m2 que consume0. 30l de oxgeno por minuto. Exprese su respuesta enWm2 .VMB 2104Jl0. 3lmn 2. 2m2VMB45. 455 Wm2Problema 51El ser humano durante el sueo, tiene en promedio una velocidad metablicade 75W. Determinar la velocidad de consumo de oxgeno enlmn .75W 2 104Jlx,resolviendo :x0. 225lmnProblema 52Una persona de 75kg de masa logra escalar un montculo de 30m de alturaen 45s, sabiendo que el rendimiento del msculo es de 0. 25 25%. Determinar,la velocidad total de la utilizacin de la energa, Expresarla en W.P Et

Ut eentoncesP UetP 75kg 9. 8 ms230m45s0. 25P1960WTercera parteSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 1Se sumerge en agua un cubo de 10cm de lado. Al tomar en cuenta el pesodel agua , la mayor presin acta en:a) Los lados del cubo.b) El fondo del cuboc) La parte superior del cubo.d) La presin es igual en los seis lados del cubo.b) el fondo del cubo, dado que el rea es igual para todos los lados y lapresin es mayor a mayor profundidad.Problema 2Un mbolo ejerce una fuerza de 200N sobre una muestra de gas en uncilindro de 8cm de dimetro. Determine:a) La presin en kilopascales ejercida sobre el gas, yb) Cul es la presin anterior expresada en mmHg?a)p FA 200Nm 8cm2

239789Pap 39789Pa1000 PakPa 39. 789kPab)mmHgtorr,transformando :p298. 44torrProblema 3La presin de un neumatico de automvil es de 28 lbin2 . Si la rueda soporta1000lb, determine cul es el rea del neumtico que esta en contacto con elpiso, exprese su respuesta en in2.p FAentoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina28 lbin2 1000lbA,resolviendo :A2. 3041 102m2,transformando :A35. 714in2Problema 4Un cubo de 15kg de masa al apoyarse sobre una superficie ejerce unapresin de 2400Pa. Determine:a) El peso del cubo en N,b) El rea de contacto entre el cubo y la superficie en m2.a)WmgW15kg 9. 8 ms2W147Nb)2400Pa 147NA,resolviendo :A0. 06125m2Problema 5El mbolo 1 de la figura 1, tiene un dimetro de 0. 25in, el pistn 2 tiene undimetro de 1. 5in. En ausencia de friccin, Determine el valor de la fuerza F enlb que se necesita para sostener el peso de 500lb.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaUsando la ley de pascalF1A1 F2A2entonces500lb1. 5in2 F20. 25in2 ,resolviendo :F213. 889lbF261. 781Ny la suma de torques alrededor del punto O tenemosF12 13. 88920,resolviendo :F2. 3148lbF10. 297NProblema 6El mbolo de una jeringa hipodrmica es de seccin circular de radio igual a1cm. Si se aplica una fuerza de 5N sobre el mbolo. Determine:a) La presin en pascales ejercida sobre el fluido contenido en la jeringa,b) La fuerza ejercida por el fluido en N, al momento de salir por la aguja, sila aguja tiene un radio de 0. 5mm mm, yc) La fuerza minima en N a aplicar sobre el embolo para inyectar el fluidoen una vena donde la presin sangunea es de 10torr.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)p FA 5Nm1cm2p15915Pab)F1A1 F2A2sustituyendo5N1cm2 F20. 5mm2 ,resolviendo :F20. 0125Nc)10torrFmm1cm2 ,resolviendo :Fm0. 41884NProblema 7Un recipiente de base cuadrada de 5cm 5cm tiene una altura de 10cm, seencuentra completamente lleno de sangre. Si la masa de la sangre es de 262. 5g.Determine:a) La presin endyncm2 (Dinadyn) ejercida por la sangre sobre la base delrecipiente,b) El volumen de sangre contenido en el recipiente en cm3, yc) La densidad de la sangre engcm3 .a)p 262. 5g 9. 8 ms25cm 5cm,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinap10290 dyncm2p1029 Nm2b)V5cm 5cm 10cmV250cm3c) mV 262. 5g250cm31. 05gcm31050 kgm3Problema 8El radio de la aorta de una persona adulta es de 9mm . Determine que fuerzaen N ejercera el corazn para poder elevar la, sangre una altura de 20cm.Considere que la densidad de la sangre es de 1. 05gcm3 .pghp1. 05gcm39. 8 ms220cmp2058Payp FAentonces2058PaFm9mm2 ,resolviendo :F0. 5237NProblema 9Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaDos objetos macizos, uno de aluminio y el otro de plomo, aparentementetienen igual peso, cuando estn sumergidos en agua. indicar la afirmacincorrecta:a) La masa del objeto de plomo es mayor que la del objeto de aluminio.b) El objeto de aluminio es de mayor masa que el de plomo.c) Ambos objetos tienen igual masa.d) La respuesta depende de la forma de los objetos.b)WAmg gVmag gVampg gVp,despejando :mamp Va Vp

dado que el plomo es mas denso que el aluminio entonces tendr un volumenmenor que el del alumnio entonces Va Vp

es negativoProblema 10Una persona se encuentra buceando en el mar a una profundidad de 25m. Ladensidad del agua de mar se considera aproximadamente de 1. 05gcm3 .Determine la presin absoluta a la que se encuentra la persona, exprese surespuesta en torr.p1. 05gcm39. 8 ms225mp2. 5725 105Pap1929. 5torrpabspatmphidpabs1. 013 105Pa1929. 5torrpabs3. 5854 105Papabs2689. 3torrSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 11Determine la presin de una columna de mercurio de 60cm de altura.a) En kPa,b) exprese su respuesta enlbin2 , yc) exprese su respuesta en atmsferas.Considere la densidad del mercurio de 13. 6gcm3 .a)p13. 6gcm39. 8 ms260cmp79968Pap 799681000p79. 968kPab)79. 968kPa 11. 598 lbin2c)79. 968kPa 0. 78922atmProblema 12Dos liquidos agua y aceite que no se mezclan se colocan en un tubo devidrio en forma de U como el que se muestra en Ia figura 2. Determine ladensidad del aceite enkgm3 , si el agua se encuentra a h219cm y el aceite seencuentra a h124cm. Considere que la densidad del agua es de 1000 kgm3 .Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaacghacagghagentoncesag achachagag1000 kgm3 19cm24cmag791. 67 kgm3Problema 13Una nia tiene su cerebro 30cm arriba del corazn, al momento de salir lasangre del corazn sale a una presin de 120torr. Determine la presinmanomtrica de la sangre en el cerebro. Considere que la densidad de la sangrees de 1. 05gcm3 .pmpcor phidpm120torr 1. 05gcm39. 8 ms230cmpm12912Papm96. 846torrProblema 14Un rgano humano de masa igual a 2000g, de volumen igual a 800cm3, sesumerge totalmente en un recipiente que contiene agua. El rgano es sostenidoSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinapor una cuerda que conecta a una balanza (pesa) de resorte. Determine el valordel peso aparente (lectura de la balanza) del rgano expresado en Newtons.-WAmg gVentoncesWA2000g 9. 8 ms2 1gcm39. 8 ms2800cm3

WA11. 76NProblema 15Un bloque de hielo de 750cm3, flota en equilibrio sobre un lquido cuyadensidad es de 1120 kgm3 . Si la densidad del hielo es de 920 kgm3 . Determine:a) La fraccin de hielo sumergida,b) El volumen no sumergido en cm3 , yc) El valor en Newton de la fuerza de Empuje.a)lgVdhgVhsustituyendo valores1120 kgm3gVd920 kgm3g750cm3,resolviendo :Vd616. 07cm3de dondefrac 616. 07cm3750cm3frac0. 82143b)VNS750cm3 616. 07cm3VNS133. 93cm3c)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaElgVdE1120 kgm39. 8 ms2616. 07cm3

E6. 762kg ms2Problema 16Un rgano humano de 192g, con densidad igual a 0. 32gcm3 , flota enequilibrio sobre alcohol etlico, quedando el 40% de su volumen sumergido.Considere como informacin adicional que una masa de 64g de alcohol ocupanun volumen de 80cm3. Determine:a) La densidad del alcohol engcm3 ,b) E) volumen del rgano humano en cm3,c) El valor del volumen sumergido del rgano en cm3, yd) El valor en Dinas de la fuerza de Empuje.a) mV 64800. 8gcm3b)V 1920. 32600cm3c)Vsum0. 4600Vsum240cm3d)E0. 8gcm39. 8 ms2240cm3

E1. 8816 105dynProblema 17Determine la diferencia de presin media en atm de la sangre entre la cabezay los pies para una persona de 1. 60m de altura. Considere la densidad de lasangre de 1. 05gcm3 .Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinap1. 05gcm39. 8 ms21. 60mp16464. Pap0. 16249atmProblema 18Una bolsa de plstico plegable contiene una solucin glucosa tal como semuestra en la figura 3. Si la presin manomtrica media de la arteria es de1. 33 104Pa, Determine la altura minima en mh de la bolsa para inyectarglucosa en la arteria. Suponga que la densidad de la solucin glucosa es de1. 02gcm3 .pghentonces1. 33 104Pa 1. 02gcm39. 8 ms2h,resolviendo :h1. 3305mProblema 19Un muestra de materia desconocido pesa 300N en el aire y 200N cuandoesta inmerso en alcohol cuya densidad es 0. 70gcm3 . Determine:a) El volumen en m3 del material yb) la densidad en kgm3 del material.a)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaWAmg lgVentonces200N300N 0. 70gcm39. 8 ms2V,resolviendo :V1. 4577 102m3b) WgV 300N9. 8 ms21. 4577 102m3

2100 kgm3Problema 20Un tubo en U abierto en ambos extremos se llena parcialmente de agua, verfigura 4. Despus, se vierte aceite de densidad igual a 750 kgm3 en la ramaderecha, llegando a formar una columna de aceite de altura igual a 5cm.Determine la diferencia de altura h entre las dos superficies liquidas.750 kgm39. 8 ms25cm1000 kgm39. 8 ms2h,resolviendo :h3. 75cmentoncesSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinah5cm 3. 75cmh1. 25cmProblema 21Atravs del tubo que se ve en la figura 5 fluye agua en la direccin indicada.Determine cual de las siguientes afirmaciones es correcta:a) La presin es menor en B que en A,b) La presin en B es igual a la de A,c) La presin en B es mayor que la de A,d) La presin en B no tiene relacin con la de A.pA 12 vA2pB 12 vB2yvAAAvBAB

de la grficaAAABentoncesvBvAy de allipApBes decir a)Problema 22Por una manguera de 1in de dimetro fluye gasolina con una velocidadpromedio de 5 fts . Determine:a) El caudal o flujo volumtrico de la gasolina enft3s ,Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinab) La cantidad de minutos que son necesarios para llenar un recipiente de 20galones.Considere que 1ft3 7. 4805gal.a)QvA5 ftsm1in22Q7. 7222 104 m3sQ2. 7271 102 ft3sb)VQtentonces20gal 2. 7271 102 ft3st,resolviendo :t98. 039st1. 634mnProblema 23Por un tubo de 6cm de dimetro fluye agua a 6 ms , al conectarlo a otro tubode 3cm de dimetro. Determine:a) La velocidad enms del agua en el tubo pequeo, yb) indique si el gasto volumtrico o caudal es mayor en el tubo pequeo.a)vAAAvBAB

entonces6 msm6cm22 m3cm22vA,resolviendo :v24 msb) el flujo es igualSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 24Un recipiente contiene agua y en un punto 6 metros abajo de la superficie deagua presenta un orificio. Determine la velocidad de salida enms del agua por elorificio si el rea del orificio es de 1. 3cm2.pgh 12 v2ctegh1 12 v22,resolviendo :v22gh1

v22 9. 8 ms26mv210. 844 msProblema 25Un tubo horizontal de 120mm de dimetro tiene una parte estrecha(reduccin de dimetro) de 40mm de dimetro. La velocidad del agua en el tuboen la parte ancha es de 60 cmsy la presin de 150KPa. Determine:a) La velocidad del agua enms en la parte estrecha, yb) La presin en KPa en la parte estrecha.a)vaAaveAe60 cmsm4 120mm2 ve

m4 40mm2,resolviendo :ve5. 4 msb)pa 12 va2pe 12 ve2150000Pa 121000 kgm3120 cms2 pe 121000 kgm360 cms2Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaresolviendo:pe150. 54kPaProblema 26El dimetro interno aproximado de la aorta as de 0. 50cm, el de un capilar esde 10jm. La rapidez media de la sangre en la aorta es de 1 ms y de 1 cmsen loscapilares. Si toda la sangre de la aorta fluye finalmente en los capilares, estimeel nmero de capilares que hay en el sistema circulatorio.vaAaveAe0. 50cm21 ms n10 106m21 cms,resolviendo :n2. 5 107Problema 27Cuando una persona inhala, el aire baja por el bronquio (la trquea) a 15 cms .La velocidad media del aire se duplica al pasar por el estrechamiento delbronquio. Suponiendo que el flujo es incompresible (densidad constante),determine la cada de presin en pascales en el estrechamiento.ppt pep 12 ve2 12 vt2p 121 kgm3 30 cms 2 15 cms2p0. 045PaProblema 28En un tubo de 6cm de dimetro fluye agua y el tubo tiene unestrangulamiento (estrechamiento) local de 5cm de dimetro. Si la diferencia depresiones entre las dos partes del tubo es de 150Pa . Determine:a) El flujo o gasto volumtrico del agua en ls , yb) El tiempo en segundos en que se llenar con este tubo un recipiente de50l de volmen.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinav2 2p1 p2

1 A2A12v2 2150Pa1gcm31 5cm26cm22v20. 76121 msa)Q0. 76121 msm4 5cm2Q1. 4946 103 m3sQ1. 4946 lsb)VQtsustituyendo50l 1. 4946 ls t,resolviendo :t33. 454sProblema 29Un venturmetro tiene una seccin transversal de 40cm2 en su entrada ysalida, y una seccin transversal de 25cm2 en su garganta (reduccin dedimetro en su parte central). La velocidad en la garganta es 7. 08 cmsDetermine:a) El flujo o gasto volumtrico de agua enls en el instrumento, yb) La diferencia o cambio de presin en pascales entre la entrada y lagarganta (parte estrecha central) del instrumento.a)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaQAvQ25cm2 7. 08 cmsQ177 cm3sQ0. 177 lsb)7. 08 cms

2p1gcm31 25cm240cm22,resolviendo :p1. 5273PaProblema 30La rapidez de la sangre en la aorta es de 50 cmsy sta tiene un radio de 1cm.Determine:a) El flujo volumtrico de la sangre en esta aorta encm3s, yb) Si los capilares tienen un rea de seccin transversal de 3000cm2,establezca cual es la rapidez encmsde la sangre en ellos.a)QvAQ50 cmsm1cm2Q1. 5708 104 m3sQ157. 08 cm3sb)50 cmsm1cm2 v3000cm2,resolviendo :v0. 05236 cmsProblema 31Si la densidad , la velocidad v, la longitud L, y la viscosidad p se expresanen unidades del sistema ingles, el nmero de Reynolds seria:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa) mayor que si se usaran unidades SIb) el mismo que si se emplearan unidades SIc) menor que si se utilizaran unidades SId) no es un parmetro significativoEl nmero de Reynolds es adimensional eso significa que no importa elsistema usado, entonces la respuesta es b)Problema 32La velocidad de la sangre en el centro de un capilar es de 0. 06 cms , lalongitud y el radio del capilar son de 0. 095cm y 2 104cm respectivamente:Considere que la viscosidad de la sangre es de 4 102poises, Determine:a) La resistencia al flujo sanguneo en N s / m5,b) La cada de presin en el capilar expresada en torr,c) El flujo volumtrico expresado enls , yd) La Fuerza Viscosa expresada en dyn.a)1poise dyncm2cm2cm cms

dyncm2 sR 8pLmr4R 8 4 102 dyncm2 s 0. 095cmm2 104cm4R6. 0479 1012 dyn scm5R6. 0479 1017 N sm5b)pRQpRAvp6. 0479 1012 dyn scm5m2 104cm20. 06 cms2p22800 dyncm22280Pap17. 101torrc)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaQm2 104cm20. 06 cms2Q3. 7699 1015 m3sQ3. 7699 1012 lsd)Fv4mpLvmFv4m 4 102 dyncm2 s 0. 095cm 0. 06 cmsFv2. 8651 108NFv2. 8651 103dynProblema 33Por un conducto de 25cm de longitud y 2. 5cm de radio, fluye suero, siendola viscosidad del suero de 0. 02P (poises). Si Ia Fuerza Viscosa es de 0. 01256N,Determine:a) La velocidad media del suero en m/ s,b) El caudal o flujo volumtrico en cm3/ s.a)0. 01256N4m 0. 02 dyncm2 s 25cmvm,resolviendo :vm1. 999 msentoncesv 121. 999 msv0. 9995 msb)QvAQ0. 9995 msm2. 5cm2Q1. 9625 103 m3sQ1962. 5cm3/ sSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 34A un paciente se le administra transfusin de sangre por medio de una agujahipodrmica insertada en una de sus venas. El dimetro interior de la aguja es de0. 65mm, la longitud de la aguja es de 3cm y la presin venosa del paciente esde 20torr. Determine la diferencia de altura en cm, entre la aguja y la bolsa desangre para poder lograr que la transfusin se lleve a cabo a razn de 18ml / mn.QvAsustituyendo18 103l / mnvm 0. 65mm2

2,resolviendo :v0. 90408 mspv 4pLvmr2pv 4 4 102 dyncm2 s 3cm2 0. 90408 ms

0.65mm2

2pv8217Pappvpsp8217Pa20torrp10883Pa10883Pa 1. 05gcm39. 8 ms2hresolviendo :h1. 0576mh105. 76cmProblema 35La arteria pulmonar, que conecta al corazn con los pulmones tiene un radiointerno de 2. 6mm y una longitud de 8. 4cm. Si la cada de presin entre elcorazn y los pulmones es de 400Pa. Determine la velocidad media enms de laSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinasangre en la arteria pulmonar.400Pa 4 4 102 dyncm2 s 8. 4cmvm2. 6mm2,entonces :vm2. 0119 msv 2. 0119 ms2 1. 006 msProblema 36Determine el dimetro en mm de la aguja que se debe utilizar para inyectarun volmen de 500cm3 de una solucin a un paciente en 30mn. Considere quela longitud de la aguja es de 2. 5cm y que la solucin est 1m por encima delpunto de inyeccin, asi mismo suponga que la viscosidad y la densidad de lasolucin son las del agua pura y que la presin en el interior de la vena es laatmosfrica. La viscosidad del agua a 20 es p1 103 N sm2 .p11gcm39. 8 ms21mp19800Pap173. 506torrQ Vt

500cm330mnQ2. 7778 107 m3scomoQ pRentonces2. 7778 107 m3s

73. 506torrR,de donde :R3. 528 1010 kgm4sdado queSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaR 8pLmr4entonces3. 528 1010 kgm4s 8 1 103 N sm22. 5cmmr4

,resolviendor2. 061 104mD22. 061 104mD0. 4122mmProblema 37En una persona hipertensa la resistencia al flujo es de 2. 3 108N s / m5 Elflujo volumtrico que sale de la aorta es de 83cm3/ s. Determine la cada depresin en torr desde la aorta hasta los capilares.R pQsustituyendo2. 3 108 N sm5

p83 cm3s,resolviendo :p19090Pap143. 19torrProblema 38La aorta ascendiente tiene un dimetro de 18mm, mientras que la velocidadsistlica meda de la sangre es de 70cm/ s. La viscosidad de la sangre es de4 103N s / m2, y su densidad es de 1050kg/ m3, determinea) El valor del nmero de Reynolds, yb) El tipo de flujo que presenta la sangre.-a)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaRe vrpsustituyendoRe 70 cms 18mm2 1050 kgm34 103 N sm2Re1653. 8b) entonces el flujo es turbulentoProblema 39Un corazn artificial impulsa sangre a una velocidad media de 30cm/ satravs de la aorta. El radio interno de la aorta es de 10mm. La presinsangunea media de la sangre al salir del corazn es de 100torr. Determine:a) El flujo volumtrico de la sangre en cm3/ s, yb) La potencia del corazn artificial en W.a)Q30cm/ sm10mm2Q9. 4248 105 m3sQ94. 248cm3/ sb)Pot100torr94. 248cm3/ sPot1. 2565WProblema 40Durante la miccin la orina fluye desde la vejiga hacia el exterior a travs dela uretra. La presin manomtrica en la vejiga es de 40torr. Si el flujovolumtrico durante la miccin es de 21cm3/ s, la viscosidad de la orina es de6. 9 104N s / m2 siendo la longitud de la uretra femenina de 4cm. Determinea) La resistencia al flujo en dyn s / cm5 yb) El radio de la uretra en mm.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaR pQR 40torr21cm3/ sR2. 5395 108 kgm4sR2539. 5dyn s / cm5ademsR 8pLmr42539. 5dyn s / cm5 8 6. 9 104 N sm24cmmr4

resolviendo :r7. 2531 104mr0. 72531mmProblema 41Una burbuja de jabn, tiene dos superficies, tiene 2cm. de radio y se form apartir de un liquido cuya tensin superficial es 0. 06N/ m. Calcular la diferenciade presin entre el interior y el exterior de la burbuja. (Presin manomtricaintema)p 4,rp 40. 06N/ m2cmp12 Nm2Problema 42En un recin nacido la tensin superficial del fluido tisular es 0. 04N/ m.Para un alveolo que se hincha hasta un radio de 0. 08mm la presinmanomtrica exterior (cavidad pleural) es 4torr. El alveolo hinchado seconsidera como una burbuja de una superficie. CALCULAR:a) La diferencia de presin en la burbuja,b) La Presin manomtrica interna.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)p 2,rp 20. 04N/ m0. 08mmp1000 kgs2m7. 5006torrp999. 99Pab)ppi pe7. 5006torr pi 4torr,entonces :pi3. 5006torrProblema 43Un capilar de 0. 4mm de radio contiene sangre cuya densidad es 1050kg/ m3y su tensin superficial 0. 058N/ m. Si el ngulo de contacto es cero, calcular laaltura que asciende el lquido en el capilar.h 2,cos 0grah 20. 058N/ m cos 01050kg/ m3 9. 8 ms20. 4mmh2. 8183 102mProblema 44El agua a 20 asciende 5. 0cm. en un capilar de 0. 296mm de radio, siendo ladensidad del agua de 1g/ cm3. Calcular la tensin superficial del liquido. Elngulo de contacto es nulo.5. 0cm 2pcos 01g/ cm3 9. 8 ms20. 296mm ,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinap0. 07252 kgs2Problema 45En un proceso osmtico, en una regin se tiene 0. 5l. De solucin protenicacon concentracin de 3. 4 105mol / cm3. Separada por una membranapermeable al soluto, en otra regin se tiene 1l, de la misma solucin protenicacon una concentracin de 2. 5 107mol / cm3. CALCULAR:a) Los moles de soluto disuelto en cada regin.b) La concentracin del soluto en equilibrio.c) Determinar la presin osmtica de equilibrio a 37a)C nVentonces3. 4 105mol / cm3 n10. 5l ,resolviendo :n10. 017mol2. 5 107mol / cm3 n21l ,resolviendo :n20. 00025molb)Ceq n1n2V1V2Ceq 0. 017mol0. 00025mol0. 5l1lCeq1. 15 105 molcm3c)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaPosCTRPos1. 15 105 molcm327337 K 8. 31JK molPos29625PaPos222. 21torrProblema 46En el plasma sanguneo se encuentran disueltos tres grupos protenicos(albmica, globulina y fibringeno). En este caso, por tratarse de varios solutosen un mismo solvente, la concentracin se expresa como smolalidad. (1 osmoll 1mol de molculas e iones no difusible por litro). As, en una muestra deplasma sanguneo a 37, la presin osmtica es de 20torr. Determinar lasmolalidad de los grupos protenicos.20torr x 1l27337 K 8. 31JK molresolviendox1. 0351 103molProblema 47Los riones separan de la sangre 180l de fluido por dia (99% de este fluidoretorna a la sangre y 1 % se elimina por la orina). La separacin del fluido se dapor smosis inversa a una presin osmtica de 28torr. Determinar el trabajorealizado por los pobres riones al da, para filtrar el fluido de la sangre.WPVentoncesW28torr 180lW3733Pa 0. 18m3W671. 94JCuarta parteSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 1Un gas ideal pasa por un proceso que tiene el efecto de aumentar al dobletanto su temperatura como su presin. Indique cual afirmacin es correcta:a)El volumen final es igual al inicialb)El volumen final es el doble del inicialc)El volumen final es cuatro veces el iniciald)El volumen final es la cuarta parte del volumen iniciala)P1V1nRT1P2V2nRT2P22P1T22T1entoncesV2nR T2P2nR 2T12P1se concluye a)Problema 2Un gas ideal ocupa un volumen de 100cm3 a una temperatura de 20 y auna presin de 100Pa. Determine el nmero de moles que hay en el recipiente.100cm3100Pan 8. 3145Jmol K20273. 15 Kresolviendon4. 1027 106molProblema 3Una llanta se infla a una presin manomtrica de 2atm. Cuando se conduceun automvil, la temperatura de la llanta aumenta desde el valor inicial de 10hasta 50, y al mismo tiempo el volumen de la llanta se incrementa en un 10%.Determine el valor de la presin manomtrica en atmsferas de la llanta a latemperatura ms alta.Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaP1V1T1

P2V2T2entonces2atmV110273. 15 K P 1. 1V150273. 15 Kresolviendo :P2. 1025 105PaP2. 075atmProblema 4En un volumen de 600cm3 se depositan 69 gramos de Nitrgeno a unatemperatura de 12. Luego se calienta a presin constante hasta alcanzar unatemperatura final de 96. Determine el volumen final que ocupara el nitrgeno,expresado en cm3.V1T1 V2T2entonces600cm312273. 15 K V96273. 15 Kresolviendo :V7. 7674 104m3V776. 74cm3Problema 5Un recipiente de 10l contiene oxgeno gaseoso a una presin manomtricade 6atm y 300K. Determine el nmero de moles de O2 que existen dentro delrecipiente.10l6atmn27273. 15 K 8. 3145Jmol Kresolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinan2. 4361molProblema 6Se tienen 58 litros de O2 a una temperatura de 37 y a una presin absolutade 836torr. Luego se enfra isobricamente hasta lograr que el volumen sereduzca a 54.82 litros. Determinar:a) La temperatura final del oxgeno, yb) El porcentaje de variacin del volumen.a)V1T1 V2T2entonces58l37273. 15 K 54. 82lTresolviendo :T20Kb)100 54. 82l58l 100 5. 4828%Problema 7Un cilindro con un mbolo mvil contiene gas a una temperatura de 27,un volumen de 1. 50m3 y una presin absoluta de 0. 20 105Pa. Determine latemperatura final en grados Celsius si el gas se comprime a 0. 70m3 y la presinabsoluta aumenta a 0. 80 105Pa.P1V1T1

P2V2T2entonces0. 2 105Pa1. 5m3

27273. 15 K

0. 7m30. 8 105PaTresolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaT560. 28KT287. 13Problema 8Se tiene una mezcla de gases formada por 2 moles de O2, 1 mol de H2 , 3moles N2 y 2 moles de bixido de carbono a 7 y 1. 2atm. Determine:a) La presin parcial de oxgeno en atmsferas,b) el volumen el litros de la mezcla de gases, yc) Si la mezcla se comprime isotrmicamente hasta alcanzar un volumen de87.24 litros, cul es el valor de la presin final en atmsferas?a)P02 221321. 2atmP020. 3atmb)P1nR T1V1entonces1. 2atm8mol8. 314510Jmol K266. 15Vlresolviendo :V0. 1456m3V145. 6lc)P1V1P2V2entonces145. 6l1. 2atm87. 24lPresoviendo:P2. 0293 105kgm s2P2. 0028atmSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaProblema 9De acuerdo a los principios de la respiracin subacutica, para que un buzorespire normalmente el aire suministrado, debe estar a una presin manomtricaigual a la presin hidrosttica del agua que lo rodea. Para un buzo que esta a40m de profundidad. Considere el valor de la densidad del agua de mar de1050 kgm3 . Determine:a) la presin absoluta de torr del aire que debe respirar el buzo yb) la presin parcial del N2 en atmsferas, si esta forma el 60% del aire queespira el buzo.a)P1050 kgm39. 8 ms240mP4. 116 105PaP3087. 3torr3087. 3torr760torr 3847. 3torrb)PN2XN2P0. 63847. 3torrPN22308. 4torrPN23. 0374atmProblema 10El calor especifico del agua es 1 calg . Si se tienen 125kg. de agua a 25 yse le suministran 2 106J de calor. CALCULAR:a) El incremento de temperatura yb) la temperatura final.a)QmcpT2 T1

entonces2 106J 125kg1 calg Tresolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaT3. 8215b)3. 8215Tf 25resolviendo :Tf28. 822Problema 11A 350g de plomo se le suministran 210. 25 caloras para elevar sutemperatura de 0 a 20. CALCULAR:a) El calor suministrado en J yb) El calor especfico del plomo.a)210. 25cal 880. 27Jb)880. 27J 350gc20 0resolviendo :c125. 75m2 s2Problema 12Una tetera de aluminio de 400g contiene 2l de agua a 20. El calorespecifico del aluminio es 0. 214Kcal / kg y el del agua 1Kcal / kg .Determinar la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura delagua y la tetera hasta 100. Densidad del agua es 1000 kgm3 .Q11000cal / kg 2000g100 20Q16. 6989 105JQ20. 214 1000cal / kg 400g100 20Q228671JSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaQQ1Q2Q6. 6989 105J28671JQ6. 9856 105JProblema 13La evaporacin de 50g de cloroformo de la vasija interior de un calormetrohace bajar la temperatura de los 1. 6kg. de agua que rodea la vasija en 1. 9.CALCULAR:a)El calor perdido por el aguab)El calor de vaporizacin del cloroformo asumiendo que ste no sufricambio de temperaturaa)Q1. 6kg1 calg 1. 93040calb)3040cal 50glresolviendo :l254. 56J / kgProblema 14Una botella de vidrio Pyrex de 1 litro de capacidad, tiene una masadesconocida luego se le agrega 0. 5l, de agua a 20, que es la temperaturaambiente. Luego se calientan agua y botella hasta una temperatura de 50,suministrando un total de 16000cal, siendo el calor especifico de 0. 16cal / g para el vidrio y 1 Kcalkg para el agua. CALCULAR:a)El calor absorbido por el agua. (15 Kcal)b)El calor absorbido pon el recipiente. (1 Kcal)c)La masa de la botella (208.3 gramos)a)Qa500g1000calkg 50 20Qa15Kcalb)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaQR16000cal 15KcalQR1Kcalc)1000cal m0. 16cal / g 50 20resolviendo :m0. 20833kgm208. 33gProblema 15Un recipiente aislado contiene 0. 8l de agua a 20. Luego se le agregacierta cantidad de hielo. Al alcanzar el equilibrio la temperatura es de 8; elhielo inicialmente esta a 0, y su calor de fusin es de 6. 01 KJmol l. Un 1mol deagua tiene 18g. El calor especfico del hielo supongalo igual al del agua.CALCULAR:a)El calor perdido por el agua.b)La masa de hielo agregada.c)El calor utilizado en la fusin del hielo.d)El calor utilizado para calentar el hielo fundido de 0 a 8.a)Q800g1 calg 8 20Q9600calb)m 1 calg 8 0m 6010J18g 9600calresolviendo :m0. 1094kgm109. 4gc)Q109. 4g 6010J18g 8724. 4cald)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina9600cal 8724. 4cal 875. 6calProblema 16Un paciente posee una espalda aproximadamente rectangular, con lassiguientes dimensiones: 42cm por 45cm El grosor de la piel y el tejido graso esde 6mm, la conductividad termica de ambos tejidos en conjunto es de 0. 15Wm .Calcular la velocidad del flujo de calor por conduccin a travs de la espalda delpaciente, la temperatura interna del paciente es 37 y la temperatura ambientees 25. (56.5 Watt).Q 0. 15Wm242cm 45cm37 256mmQ56. 7WProblema 17Una persona desnuda permanece sentada en una habitacin. La temperaturade la piel es de 30 y la habitacin se encuentra a 22. El rea de la superficietotal del cuerpo es de 2. 1m2. Calcular la velocidad neta de prdida de calor porradiacin del cuero de dicha persona. Siendo la emisividad de la piel humana de0. 97 y la constante de Stefan Boltzmann cn un valor de5. 67051 108W m2K4Q0. 975. 67051 108W m2K42. 1m2 303. 15K4 295. 15K4Q975. 55WProblema 18Una estudiante de medicina de 121lb durante un programa deacondicionamiento fisico que dura 30 minutos aumenta su velocidad metablicaa 400W y su cuerpo pierde calor a una velocidad de 350W. El calor especificodel cuerpo es de 3500Jkg . Calcular:Recordar que 1lb4. 4482Na)Velocidad neta de ganancia de energia.b)La cantidad de calor absorbido por el cuerpo.c)El incremento de temperatura del cuerpo.a)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaP400W 350W50Wb)Q50W30minQ90000Jc)90000J121lb9. 8 ms23500Jkg Tresolviendo :T0. 4682Problema 19Un mol de O2 se calienta a presin constante de 1atm. Desde 10 a 25.El calor especifico de O2 es 0. 218 Kcalkg . CALCULAR:a) Cantidad de calor absorbido por el gasb) La variacin del volumen que experimenta el gas.c) Trabajo realizado por el gas durante la expansion.d) La variacin de energia del sistema-a)Q2 16g218calkg 25 10Q104. 64calb)VV2 V1 nRP T2 T1

V 1mol 8. 314510J mol1K11atm298. 15K 283. 15KV1. 2309 103m3V1. 2309lc)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaWPVW1atm1. 2309lW124. 72Jd)UQ WU104. 64cal 124. 72JU313. 39JProblema 20Una muestra de aire absorbe 1. 076Kcal de calor y se expandeisobricamente de 7 a 14 litros. En consecuencia la energa interna seincrementa en 3000J. Durante el proceso: CALCULAR:a) El trabajo realizado por el gasb) La presion manometrica del gasa)3000J 1076cal Wentonces :W1505Jb)1505J P14l 7lresolviendo :Pabs2. 15 105PatransformandoPabs1612. 6torrPm1612. 6torr 760torrPm852. 6torrProblema 21El rango snico para el odo humano esta comprendido entre 20 y 20,000 Hzsiendo la velocidad del sonido en el aire de 330 ms . CALCULAR:Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinaa)El perodo correspondiente a cada frecuencia lmite.b)La longitud de onda para cada frecuencia lmite.a)Ti 1fi 120HzTi0. 05sTs 1fs 120000HzTs0. 00005sb)zi vf 330 ms20Hzzi16. 5mzs vf 330 ms20000Hzzs0. 0165mProblema 22El mdulo de compresin volumtrica del mercurio es 25 109 Nm2 y sudensidad a 0 C es 13600 kgm3 . Determinar la velocidad del sonido en el mercurio.-v B

25 109 Nm213600 kgm3v1355. 8 msProblema 23El modulo de Young para el granito es 50 109 Nm2 y su densidad es2100 kgm3 . Calcular la velocidad del sonido en dicho materialSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinav Y

50 109 Nm22100 kgm3v4879. 5 msProblema 24En un intervalo de 0.5 minutos un micrfono de 1. 5cm2 de rea, recibe3 1011J de energa sonora. CALCULAR:a) la intensidad del sonidob) el nivel de intensidad nivel sonoroa)I EAtI 3 1011J1. 5cm20. 5mnI6. 6667 109 Wm2b)dB10log10 6. 6667 109 Wm21 1012 Wm2dB38. 239d[Problema 25La velocidad del sonido a travs de CO2 es de 254m/ s a 25 en unambiente donde la presin atmosfrica es de 684torr. La constante , es de 1.29para dicho gas. Calcular la densidad de CO2 .v ,Pv254m/ s254m/ s1. 29684torrresolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina1. 8234 kgm3Problema 26El area superficial del oido de un adulto es de 2. 1 103m2. La intensidaddel sonido durante una conversacin normal es 3. 2 106 Wm2 . Si la onda sonoraincide perpendicularmente a la superficie del odo. CALCULAR:a) La potencia de la onda sonora interceptada por el odo.b) La cantidad de energa absorbida en 1 hora.a)PotIAPot3. 2 106 Wm22. 1 103m2

Pot6. 72 109Wb)EPot tE6. 72 109W1hE2. 4192 105JProblema 27A una distancia de 20m de un equipo de sonido el nivel de intensidad es de65d[. CALCULAR:a)La intensidad del sonidob)La energa absorbida por el micrfono de una grabadora de 10cm2 de readurante 2 minutosc)La distancia desde la fuente sonora, donde el nivel de intensidad se reducea 45d[a)6510log10I1 1012 Wm2resolviendo :I3. 1623 106 Wm2b)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de MedicinaEIAtE3. 1623 106 Wm210cm22mnE3. 7948 107Jc)4510log10I1 1012 Wm2resolviendo :I3. 1623 108 Wm23. 1623 106 Wm220m2 3. 1623 108 Wm2x2resolviendo :x200mProblema 28Un taladro dental produce un sonido con nivel de intensidad de 65d[ a 17m.Una persona se coloca a 2 metros del taladro. CALCULAR:a)La intensidad del sonido a 10mb) La intensidad del sonido a 2mc) Nivel de intensidad a 2ma)6510log10I1 1012 Wm2resolviendo :I3. 1623 106 Wm2b)3. 1623 106 Wm217m2 I2m2resolviendo :I2. 2848 104 Wm2Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinac)d[10log102. 2848 104 Wm21 1012 Wm2d[83. 588d[Problema 29El valor de la velocidad de la luz en el cloruro de sodio es de 1. 94 108 ms .Calcular ndice de refraccin para dicha sustancia.n cv 2. 9979 108m s11. 94 108 msn1. 5453Problema 30El ndice de refraccin del cuarzo es de 1.45. Calcular el valor de lavelocidad de la luz en dicho medio.1. 45 2. 9979 108m s1vresolviendo :v2. 0675 108 msProblema 31Dos espejos A y B de 6m de largo, se colocan en forma paralela, separados25cm rayo lser se proyecta sobro el borde del espejo A, formando un ngulo de59 con la horizontal (ver fig)CALCULAR:a)Angulo de incidencia y de reflexin sobre el espejo Ab)Angulo de incidencia y de reflexin sobre el espejo Bc)Numero de reflexiones que se dan sobro el espejo Ba)0i90 5931b)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina0i90 5931c)tan59 25cmlresolviendo :l0. 15022mn Ll

6m0. 15022mn39. 941entonces da 20 reflexiones en BProblema 32Un haz de luz se proyecta sobre le superficie de una piscina llena. Formandoun ngulo de 60 con la superficie aire agua, siendo el ndice de refraccin de1.0 y 1.33 para el aire y el agua respectivamente.CALCULAR:a) El ngulo de reflexinb) El Angulo de refraccin-a)0r90 6030b)1sin301. 33sin0resolviendo :022. 082Problema 33La reflexin total es posible cuando la luz viaja de un medio de mayor ndicea otro de menor ndice de refraccin y adems, el ngulo de incidencia debe sermayor que el ngulo crtico. Un rayo de luz viaja a travs de un bloque decuarzo y se proyecta sobre le superficie cuarzo-aire con un ngulo de 45. Elndice de refraccin es de 1.45 y 1.0 para el cuarzo y el aire, respectivamente.CALCULAR:a) El valor del ngulo crtico para el sistema cuarzo - aire.b) Se produce reflexin y refraccin simultneamente o solamente reflexinSolucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinatotal?-a)0csin1 11. 450c43. 603b) a ngulos menores o iguales al crtico se producen ambas, en tanto que angulos mayores que el crtico solo reflexin.Problema 34Un rayo de luz al proyectarse sobre el ojo humano sigue la siguientetrayectoria: cornea, humor acuoso, cristalino, humor vtreo y retina. El ndice derefraccin para cada medio desde la cornea hasta el humor vtreo es 1.37,1.33,1.41 y 1.33 respectivamente. Para un rayo proveniente del aire que se proyectasobre la cornea con un ngulo de 30. (ndice de refraccin del aire es 1.0)CALCULAR:a)El ngulo de refraccin en la corneab)El ngulo de refraccin en el cristalinoc)El ngulo de Incidencia en le retinaa)1sin301. 37sin0,resolviendo :021. 405b)1. 37sin21. 4051. 33sin0,resolviendo :022. 0821. 33sin22. 0821. 41sin0,resolviendo :020. 769c)1. 41sin20. 7691. 31sin0,resolviendo :Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina022. 437Problema 35Un objeto de 10cm de altura se coloca sobre el eje ptico a cierta distanciade un lente convexa o positiva formndose la imagen a 42cm de la misma,siendo la distancia focal de 140mm. Calcular:a)La distancia objeto,b)Aumento de le imagen,c)Altura de la imagena)1S 142cm 1140mm ,resolviendo :S0. 21mS21cmb)m SSm 42cm21cmm2c)2 h10cmresolviendo :h0. 2m20cmProblema 36Un objeto de 40mm de ancho se coloca a 8. 25cm de la lente de unproyector de diapositivas. Siendo la distancia focal de 8cm. Calcular:a) La distancia entre el lente y la pantalla, para lograr una imagen ntidab) El aumento de la imagenc) Ancho de la imagen en la pantallaa)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicinam Sfentonces18. 25cm 1s 18cm ,resolviendo:s2. 64mb)2. 64m8cm 33c)33 h40mmresolviendo :h1. 32mProblema 37Un proyector se halla a 6m de una pantalla de 1. 2m de ancho. Se utiliza unadiapositiva de 50mm, adems se desea que la imagen ocupe todo el ancho de lapantalla. CALCULAR:a) El aumento de la imagenb) Distancia focal de la lentec) Distancia entre la lente y la diapositivaa)m 1. 2m50mm24b)m 6mf 24,resolviendo :f 14 mc)Solucin a los problemas de las Guas, Edgar CifuentesUniversidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Medicina16m 1x 10. 25m ,resolviendo :x0. 26087mProblema 38Un naturalista desea fotografiar a un rinoceronte desde 75m. de distancia. Elanimal tiene 4m de largo y su imagen en la pelcula ha de ser de 1. 2cm delargo. CALCULAR:a) El aumento de la imagenb) Distancia focal de la lentec) El tamao de la imagen si estando el objeto a la misma distancia se utilizaun lente de 125mma)m 1. 2cm4m 0. 003b)0. 003 f75m ,resolviendo :f0. 225mc)m 125mm75mm1. 6667 1031. 6667 103 x4m