XIV OLIMPIADA COLOMBIANA DE FISICA
PRUEBA CLASIFICATORIA
MAYO DE 1998
1) El lado de un hexágono mide 3 cm y sobre dos de sus lados se encuentran vectores de igual longitud como se indica en la figura. La magnitud del vector resultante en centímetros de la suma de los dos vectores es:
2) Un auto se mueve a lo largo de una línea recta y su velocidad en función del tiempo se muestra en la figura. El desplazamiento del auto durante los primeros 3 s es:
3) Un helicóptero parte verticalmente hacia arriba desde el reposo con aceleración constante igual a 2 m/s2. Dos segundos más el piloto deja caer una maleta pequeña. La rapidez en m/s con la que llega la maleta al piso es:
4) Un vehículo arranca con aceleración constante y se mueve sobre una trayectoria rectilínea. Cuando alcanza una velocidad V continúa moviéndose con esa velocidad hasta que aplica los frenos y se detiene con una desaceleración de magnitud igual a la aceleración de partida. Si la distancia recorrida es D y el tiempo total de movimiento es T, el tiempo durante el cual se movió con la velocidad V es:
5) En una industria se necesita depositar arena en un recipiente. Para ello se utiliza una banda transportadora tal y como se indica en la figura. El rango de rapideces que debe tener la banda transportadora para que la arena caiga en el recipiente es:
6) La rapidez constante del cuerpo que asciende por el riel vertical es de 10 m/s. Si en cierto instante el sistema se encuentra como se muestra en la figura. La rapidez v con la que desciende el cuerpo suspendido es
7) En el engranaje mostrado en la figura, la parte A gira con una rapidez angular tres veces mayor que la parte B, el valor del ángulo b es:
8) Tres dinamómetros idénticos están conectados como se indica en las figura. En cada caso la fuerza aplicada es F. Entre las cuerdas y los rodillos se desprecia la fricción. Se cumple que:
9) El sistema mostrado en la figura consta de dos bloques conectados mediante una cuerda y colocados sobre un prisma de madera que se mueve horizontalmente mediante la aplicación de una fuerza horizontal F. La fuerza F es tal que los bloques no se mueven con respecto al prisma y de esta manera todo se desplaza con aceleración constante. No existe rozamiento entre los bloques y el prisma, pero si entre este y el piso.
El número de fuerzas que actúan sobre el prisma es:
10) Alrededor de una polea de masa despreciable pasa una cuerda que sostiene dos bloques de masas m y M respectivamente, con M > m. La polea hace contacto con una superficie horizontal. La fuerza de rozamiento entre la polea y la superficie, necesaria para que el sistema esté inmóvil es:
11) Una campana de masa m cuelga de una cuerda mediante una argolla que puede deslizarse libremente a lo largo de la cuerda (ver la figura). El valor de la tensión de la cuerda es:
12) Una esfera pequeña se encuentra ensartada en un aro inmóvil por el que puede deslizarse. El coeficiente de rozamiento entre el aro y la esfera vale m . El máximo valor que puede tomar el ángulo q sin que la esfera caiga es
13) Un gordito de 100 kg va del punto A al punto B recorriendo las escaleras de la figura. El alto y el ancho de cada escalón son de 30 cm. El trabajo en julios que realiza la fuerza gravitacional vale:
14) Un trineo que se encuentra en reposo en la parte superior de una colina de altura h, comienza a deslizar y se detiene a una distancia L de la base de la colina como muestra la figura. La superficie comprendida desde la cima de la colina hasta el punto donde el trineo se detiene es rugosa. El coeficiente de rozamiento entre el trineo y la superficie vale:
15) Un bloque de masa M = 4 kg se halla unido a una varilla sin masa de longitud L = 1 m que puede girar alrededor del eje O en un plano horizontal. Un proyectil de masa m =1 kg choca contra el bloque de manera perpendicular a la varilla con una rapidez de 10 m/s y queda incrustado en él, como muestra la figura. Si no existe rozamiento el período del movimiento circular del bloque es:
16) Un cuerpo de masa m se suelta desde una altura h a lo largo de una rampa rugosa. Cuando el cuerpo llega a la base de la rampa posee una energía cinética igual al 80% de su energía inicial total y choca con un cuerpo idéntico que se encuentra suspendido de una cuerda, como se indica en la figura. Después de la colisión los cuerpos quedan pegados. La altura y alcanzada por ellos es :
17) Un recipiente de masa despreciable contiene agua y dos esferas metálicas idénticas de radio R y masa m. El agua cubre justamente la esfera superior. La pesión hidrostática en el fondo del recipiente es: (g = aceleración de la gravedad y pa = densidad del agua)
18) Dos recipienyes de vidrio se encuentran comunicados en su parte inferior mediante un tubo delgado de volunen despreciable, que posee una válvula cerrada. Las secciones transversales de los recipientes son A1 y A2 respectivamente. El recipiente grande se llena con agua hasta una altura H y se abre la válvula; la altura h que alcanzará el agua en el recipiente pequeño es:
19) Un globo se llena de helio dentro de un recipiente con agua como indica la figura. El globo se sujeta mediante una cuerda a unas pesas que se encuentran en el fondo. Se calienta el agua mediante un mechero. De las siguientes afirmaciones
I. La tención de la cuerda aumenta.
II. La fuerza de empuje que ejerce el agua sobre globo aumenta.
III. La presión del helio dentro del globo aumenta.
IV. La presión hidrostática en el fondo del recipiente disminuye.
20)Un cilindro de sección transversal A contiene un gas de masa m entre dos pistones iguales de masa M cada uno. El piston de arriba no presenta rozaminento con la pared del cilindro, mientras que el de abajo si. Todo el sistema se encuentra en equilibrio. El valor de la fuerza de rozamiento es: