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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES GESTIN 1/2011

FACULTAD DE INGENIERA

CURSO BSICO

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE FSICA BSICA II (FIS 102)

(Mircoles 30 de Marzo de 2011)

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AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRES

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GRUPO NMERO DE C.I. FIRMA TEORA (5 % cada uno) 1.- Cul es el volumen de un cuerpo que al ser sumergido en agua, experimenta una aparente prdida de peso de 10 N ( g = 10 m/s

2 )?

a) 0,1 m

3 b) 0,01 m

3 c) 0,001 m

3 d) 0,0001 m

3 e) Ninguno

2.- La presin de un lquido en un punto, cuando baja de nivel, la superficie libre de este lquido.. a) Aumenta b)Disminuye c)No pasa nada 3.- En una compuerta rectangular vertical, el Centro de Presiones, con respecto al centro de gravedad, se encuentra:

a) Encima b) Debajo c) Coinciden 4.- Si la velocidad del agua en una tubera de 6 cm de dimetro es 2 m/s , la velocidad que adquiere al circular por una seccin de la tubera de la mitad de dimetro ser de: a)) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) Ninguno 5.- Explique cmo vuela un globo de aire caliente, si tiene una perforacin en su parte inferior 6.- Se obtiene una onda estacionaria, cuando se superponen dos ondas de las mismas caractersticas, pero desfasadas un ngulo . Diga si esta aseveracin es verdadera o falsa 7.- Un zumbido de 120 watts atraviesan una regin circular de 10 m de dimetro. Diga Ud. si este ruido rebasa el umbral de dolor. 8.- La frecuencia de percepcin del oyente, con relacin a la frecuencia de emisin de una bocina, mejora o empeora, cuando ambos se acercan mutuamente?

PROBLEMAS (20 % cada uno) 9.- Un cubo macizo que est flotando en mercurio tiene sumergida la cuarta parte de su volumen. Si se agrega agua suficiente para cubrir el cubo, qu fraccin de su volumen quedar sumergida en el mercurio? La densidad relativa del mercurio es de 13.6. 10.- Hallar las energas: cintica y potencial, por unidad de volumen de agua que sale del orificio, cuando sube una altura de H/3. Considere que la altura H en el depsito, permanece constante. Ver figura 1

11.- Una masa de 12 Kg cuelga en equilibrio de una cuerda de longitud total de 5 m y densidad lineal de masa de 5 x 10-3 Kg/m. La cuerda pasa por dos poleas ligeras sin friccin que estn separadas por una distancia de 2 m, como se indica en la figura. Determinar: a) la velocidad de propagacin de cualquier onda estacionaria que se genere en ella; b) la frecuencia de la onda estacionaria correspondiente al tercer armnico. Ver figura 2

Figura 1 Figura 2

L = 2 m

1.50 m

m

H

H/3



CURSO BSICO

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE FSICA BSICA II (FIS 102)

(Mircoles 30 de Marzo de 2011)

SOLUCIONARIO

TEORA (5 % cada uno) 1.- Cul es el volumen de un cuerpo que al ser sumergido en agua, experimenta una aparente prdida de peso de 10 N ( g = 10 m/s2 )?

entonces luego

a) 0,1 m3 b) 0,01 m3 c) 0,001 m3 d) 0,0001 m3 e) Ninguno 2.- La presin de un lquido en un punto, cuando baja de nivel, la superficie libre de este lquido.. a) Aumenta b)Disminuye c)No pasa nada 3.- En una compuerta rectangular vertical, el Centro de Presiones, con respecto al centro de gravedad, se encuentra:

a) Encima b) Debajo c) Coinciden 4.- Si la velocidad del agua en una tubera de 6 cm de dimetro es 2 m/s , la velocidad que adquiere al circular por una seccin de la tubera de la mitad de dimetro ser de: a)) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) Ninguno 5.- Explique cmo vuela un globo de aire caliente, si tiene una perforacin en su parte inferior Por diferencia de densidades entre el aire caliente(dentro) y el aire frio(fuera) 6.- Se obtiene una onda estacionaria, cuando se superponen dos ondas de las mismas caractersticas, pero desfasadas un ngulo . Diga si esta aseveracin es verdadera o falsa Es falsa 7.- Un zumbido de 120 watts atraviesan una regin circular de 10 m de dimetro. Diga Ud. si este ruido rebasa el umbral de dolor.

entonces

Rebasa el umbral de dolor 8.- La frecuencia de percepcin del oyente, con relacin a la frecuencia de emisin de una bocina, mejora o empeora, cuando ambos se acercan mutuamente? Mejora



CURSO BSICO

PROBLEMAS (20% cada uno) 9.- Sumergido solamente en el mercurio.

WE......).........1( Hg

gV4

1E......).........2( HgHg

Sumergido en el mercurio y cubierto totalmente con el agua.

WEE......).........3( aHg

gVE......).........5( HgHgHg

g)VV(E......).........6( Hgaa

Sumando e igualando las ecuaciones: (5)+(6)=(2)

gV4

1g)VV(gV......).........7( HgHgaHgHg

V4

1VV

4

1V)......().........8( aHgaHgHgaHg

V19.0V16.13

46.13

4

1V

4

4

1V......).........9(

aHg

aHg

Hg

Mercurio

Mercurio

Agua



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10.-

Energa cintica por unidad de volumen:

Energa potencial por unidad de volumen:

Las incgnitas del problema son Ec2 Ep2

por ser H constante

Aplicando la Ecuacin de Bernoulli en 1 y 2, para hallar Ec2

H

H/3

1

2



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11.- a) Clculo de la tensin en la cuerda:

o41.81 1.5

1 senarc

del equilibrio de fuerzas:

(9.8) 12 41.81 cos T 2 , g m cos T 2

de donde: T = 78.89 [N]

la velocidad de propagacin ser:

s

m 125.61

10 x 5

78.89

T V

3-

s

m 125.61 V

Para el clculo de la frecuencia se considera una cuerda de 2 metros de longitud

(parte superior), fija en ambos extremos (poleas).

Las frecuencias correspondientes a los distintos modos de vibracin estn dadas

por la siguiente expresin:

VL 2

n fn , donde n=1, 2, 3, ..

n=1 corresponde a la frecuencia fundamental

n=2 al primer armnico y as sucesivamente, luego para el tercer armnico n=4, de

donde:

Hz 125.61 125.61 (2) 2

4 fn

Hz 125.61 f4

mg

TT

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