UBA–CBC BIOFÍSICA 53 FINAL REGULAR 6 de Diciembre de 2019 TEMA T1

APELLIDO: Reservado para corrección

NOMBRES: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 correctas Nota

D.N.I.:

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SEDE AULA: CORRECTOR: Me notifico

Lea por favor, todo antes de comenzar. Los 12 ejercicios TIENEN SOLO UNA RESPUESTA CORRECTA, indicar la opción elegida con sólo una CRUZ en los casilleros de la grilla adjunta a cada ejercicio. Para aprobar debe responder 6 ejercicios de manera correcta. Algunos resultados pueden estar aproximados. Si tiene dudas respecto a la interpretación de cualquiera de los ejercicios, explíquelas en hoja aparte. Puede usar su calculadora. Dispone de 2,5 horas. Adopte g = 10 m/s², patm = 1 atm = 101325 Pa = 760 mm de Hg = 1,033 kgf/cm2 y R = 0,08206 L*atm/(mol*K) = 8,3145 J/(mol*k) ≈ 2 cal/(mol*K). NO SE ACEPTAN RESPUESTAS EN LÁPIZ. PUEDE UTILIZAR LAPICERA DE TINTA AZUL Ó NEGRA. Autor: Pablo Vázquez

Ejercicio 1. El gráfico de la figura representa el

movimiento rectilíneo que describe un cuerpo. A t = 0 s

pasa por la posición x = 20 m según el sistema de

referencia elegido. Por lo tanto, pasará nuevamente por

la posición x = 20 m en el instante:

2 s

4 s

6 s

8 s

10 s

12 s

Ejercicio 2. Un cuerpo de masa 2 kg tiene aplicada una

fuerza vertical F de módulo 8 N tal como indica la

figura adjunta, donde P representa la fuerza peso.

Entonces, el cuerpo adquiere una aceleración de:

4 m/s2 hacia arriba

4 m/s2 hacia abajo

10 m/s2 hacia arriba

10 m/s2 hacia abajo

6 m/s2 hacia arriba

6 m/s2 hacia abajo

Ejercicio 3. Un cuerpo de 10 kg de masa parte desde el

reposo moviéndose sobre una superficie horizontal con

una aceleración constante de 2 m/s2 avanzando 36 m.

Por lo tanto, la potencia promedio que desarrolla en ese

tramo, en unidades de Watt, vale aproximadamente:

10 24 36 120 240 360

Ejercicio 4. Una persona es capaz de soportar una

fuerza máxima de 5 kN sobre todo su tórax de 10 dm2

de área que le permite seguir respirando sin dificultad.

Por lo tanto, la máxima profundidad que podrá bucear

sumergido en agua ( = 1000 kg/m3) con la ayuda de un

tubo de oxígeno, manteniendo las condiciones de

respiración antes mencionado es aproximadamente de:

0,5 m 1 m 5 m 10 m 50 m 100 m

Ejercicio 5. Dos tubos cilíndricos horizontales de

sección transversal S y S/3 respectivamente y de igual

longitud L están conectados en serie por un pequeño

embudo. El sistema de tubos es recorrido por un fluido

no viscoso en régimen laminar y estacionario tal como

se indica en la figura adjunta. Por lo tanto, la presión en

los puntos A, B, C y D indicados cumple que:

pA > pB > pC > pD pA = pB = pC = pD

pA = pB > pC = pD pA > pB = pC > pD

pA > pB > pC = pD pA = pB = pC > pD

Ejercicio 6. Una bomba mecánica de potencia P

alimenta una resistencia hidrodinámica R sobre la cual

circula un líquido viscoso manteniendo una diferencia

de presión p. Indique cuál de los siguientes cambios

reducirá a la mitad el caudal Q en el circuito.

Duplicar la potencia P manteniendo la resistencia R.

Agregar otra resistencia R en serie con la anterior

manteniendo la potencia P.

Agregar otra resistencia R en paralelo con la

anterior manteniendo la potencia P.

Cuadruplicar la potencia P de la bomba

manteniendo la resistencia R.

Reducir la potencia P de la bomba a la mitad

manteniendo la resistencia R.

Reducir la potencia P de la bomba a la cuarta parte

manteniendo la resistencia R.

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Ejercicio 7. Un calorímetro de capacidad calorífica

igual a 20 cal/°C contiene 270 mL de agua ( = 1 g/mL)

en equilibrio a 20°C. Posteriormente, se introduce una

cierta masa de plomo fundido a su punto de fusión y se

cierra el sistema. Sabiendo que el nuevo estado de

equilibrio se alcanza a una temperatura de 27°C, la

masa de plomo agregada, en g, vale aproximadamente:

(Datos útiles: LFusión_Plomo = 5,5 cal/g, cagua = 1 cal/g°C,

cplomo = 0,030 cal/g°C y Punto_Fusiónplomo = 327°C)

20,0 130 140 226 270 327

Ejercicio 8. Indique cuál de las siguientes afirmaciones

es la única correcta.

Durante la respiración los seres humanos sólo

intercambian calor por el mecanismo de conducción.

Todo cuerpo que emite a una temperatura T no es

capaz de absorber calor por radiación.

Dos cuerpos del mismo material y a distinta

temperatura pueden intercambiar calor por conducción

mientras no se pongan en contacto entre ellos.

Un cubito de hielo a 0°C flotando en agua a 20°C

intercambia calor con el agua a través de los

mecanismos de conducción, convección y radiación.

Según la ley de Stefan-Boltzmann un cubito de hielo

a 0°C no emite calor por radiación.

El intercambio simultáneo de materia y de energía a

través de un medio material fluido es exclusivo del

mecanismo de transporte de la convección.

Ejercicio 9. Una cantidad de 5 mol de nitrógeno

gaseoso se encuentra en un recipiente cerrado con una

tapa móvil ideal. Se lo calienta en forma reversible

desde los 7°C hasta los 27°C manteniendo una presión

externa constante 1 atm. Sabiendo que se comporta

como un gas ideal diatómico (Datos útiles: cV = 5/2 R,

cP = 7/2 R, R ≈ 2 cal/mol K y 1 cal ≈ 4,18 J), el trabajo

que experimenta el gas, en cal, vale aproximadamente:

500 700 200 3000 7500 10500

Ejercicio 10. Una bolsa de cemento de 30 kg de masa

originalmente en reposo cae desde una altura de 3 m

hasta el piso, choca con él y se detiene. Tanto la bolsa

como el ambiente y el piso permanecen a 27°C.

Asumiendo despreciable todo tipo de rozamiento, que

la deformación de la bolsa es mínima y considerando al

piso y al ambiente como fuentes térmicas ideales,

indique cuál de las siguientes afirmaciones es la única

correcta durante todo el proceso.

La energía interna de la bolsa se conserva.

La entropía del universo se conserva.

La entropía del piso/ambiente se conserva.

La energía interna del universo disminuye.

La entropía del universo aumenta.

La energía interna del piso/ambiente disminuye.

Ejercicio 11. Indique cuál de las siguientes

afirmaciones es la única correcta.

La fuerza eléctrica entre 2 cargas puntuales no

depende de la distancia que las separa.

El campo eléctrico que genera una carga puntual

positiva adopta el mismo valor en todos los puntos del

espacio a su alrededor.

Dado que la fuerza eléctrica es conservativa, el

trabajo que realiza la misma al desplazar una carga en

un campo eléctrico uniforme es siempre nulo, sin

importar la trayectoria realizada.

La fuerza eléctrica y el campo eléctrico se

representan como vectores que, en cada punto del

espacio, siempre tienen la misma dirección y sentido.

En un campo eléctrico uniforme, una carga puntual

siempre experimenta una fuerza de igual módulo,

dirección y sentido en cualquier punto del espacio.

La fuerza eléctrica sobre una carga puntual no

realiza trabajo cuando se la desplaza en la misma

dirección y sentido del campo eléctrico uniforme en la

que se encuentra.

Ejercicio 12. El circuito de la figura posee una fuente

de tensión constante de V = 15 V conectada a tres

resistencias eléctricas óhmicas R1, R2 y R3 de igual

valor tal como se muestra en la figura adjunta.

Entonces, si por la resistencia R3 circula una corriente

de 50 mA, el valor de las resistencias, en , es igual:

50 100 150 200 250 300