Examen Física 2024 Mayo PDF

- 1. Se tienen dos cargas de distinto signo pero con la misma magnitud Q situadas en dos vértices opuestos de un cuadrado, como se puede ver en la figura. Una tercera carga negativa q se encuentra en otro de los vértices del mismo cuadrado. Teniendo en cuenta el sistema de coordenadas re...

- 1. Se tienen dos cargas de distinto signo pero con la misma magnitud Q situadas en dos vértices opuestos de un cuadrado, como se puede ver en la figura. Una tercera carga negativa q se encuentra en otro de los vértices del mismo cuadrado. Teniendo en cuenta el sistema de coordenadas representado en la figura, ¿cuál será la forma vectorial de la fuerza que actúa sobre la carga q debida a las otras dos cargas? A. (-F , +F) B. (-F , -F) C. (+F , +F) D. (+F , -F) E. (0 , 0) 2. Una carga positiva de magnitud Q se encuentra en el centro de una esfera de radio R, tal como se observa en la figura 01. Sabiendo que el flujo del campo eléctrico a través de la superficie de la esfera es Φ, Cuál será el flujo a través de la misma superficie para la disposición de cargas de la figura 02, en la que se tiene una carga positiva de magnitud + 2Q situada a una distancia R/2 del centro de la esfera y otra carga negativa de magnitud - Q situada en el exterior de la esfera a una distancia R/2 de su superficie.  Fig. 01 Fig. 02 A. Φ B. + 2Φ C. + 3Φ D. E. 3. En una cierta región del espacio existe un campo eléctrico uniforme Eo. Si se introduce una pieza de un material aislante homogéneo de constante dieléctrica εr, ¿cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? 1. El dieléctrico estará polarizado 2. Sobre la superficie del dieléctrico aparecerán cargas de polarización 3. El campo eléctrico en el interior del dieléctrico es nulo 4. El campo eléctrico E en el interior del dieléctrico es menor que Eo A. 2 y 3 B. 4 C. 3 D. 1, 2 y 4 E. Ninguna de las afirmaciones es correcta 4. Un cascarón esférico conductor A tiene una carga QA= –1.00 nC, se introduce en su interior una esfera conductora B cargada inicialmente con una carga QB= – 3.50 nC. A continuación se conecta mediante un hilo metálico el conductor B a la superficie interna del conductor A. Una vez alcanzado el equilibrio, ¿cuál será la carga en la superficie exterior del conductor A? A. –4.50 nC B. 2.50 nC C. –2.50 nC D. –1.00 nC E. 0.00 nC 5. Dos grandes placas planas paralelas entre sí y uniformemente cargadas, se encuentran separadas por una distancia d. A mitad de camino entre las dos placas el módulo del campo eléctrico es E. Si la separación entre las placas es reducida a d/2, ¿Cuál es ahora el módulo del campo eléctrico en el punto medio entre las placas? A. 0 B. E/2 C. 2E D. E E. 4E 6. En el circuito de la figura, ε = 17 V, R1 = 25 Ω, R2 = 25 Ω, R3 = 25 Ω y C = 50 μF.En el estado estacionario, ¿Cuál es la diferencia de potencial VA - VB entre los puntos A y B del circuito? A. -12.9 V B. -10.7 V C. -8.50 V  D. -14.5 V E. -7.79 V 7. El circuito de la figura consta de dos baterías, ε1 = 1 V y ε2 = 5 V, una resistencia desconocida R, un condensador C y un interruptor k que inicialmente se encuentra cerrado, tal como se representa en la figura. En estas condiciones, en el estado estacionario, la carga en el condensador es Q. Si se abre el interruptor k, la carga del condensador C cuando se alcance el equilibrio será A. Q B. 6Q C. D. E. 5Q 8. Se tiene un condensador plano formado por dos placas paralelas de 210 cm2 de superficie, separadas una distancia de 1 mm. Se conecta el condensador a una fuente de 60 V; una vez cargado el condensador, se desconecta de la fuente y se separan sus placas hasta una separación de 3 mm. Si ahora medimos con un voltímetro la diferencia de potencial entre las placas, ¿cuál será el resultado? A. 60 V B. 20 V C. 180 V D. 306 V E. 137 V 9. Un condensador de placas plano-paralelas tiene una capacidad de 200 μF. Si las placas están separadas una distancia de 4.80 mm, ¿con qué fuerza se atraen si se conectan a una fuente de 50 V? A. 89.3 N B. 58.9 N C. 127 N D. 130 N E. 52.1 N 10. Se tiene una bobina circular de 5.00 cm de radio formada por 200 vueltas de un alambre metálico. Se conectan sus extremos a una fuente ideal que produce 15.5 V. Si se observa una intensidad de corriente de 1.28 A a través del alambre, determinar la resistividad eléctrica del metal. El alambre tiene sección circular de 0.330 mm de diámetro. A. 2.59 10-9 Ωm B. 2.73 10-8 Ωm C. 1.65 10-8 Ωm D. 1.26 10-7 Ωm E. 1.54 10-8 Ωm 11. Una carga puntual q de 13.3 nC se encuentra situada en el centro de una corteza esférica conductora de radio interno R1 = 3.50 cm y radio externo R2 = 5.25 cm. Si la corteza esférica se encuentra cargada con una carga Q = –9.60 nC, ¿Cuál es el potencial eléctrico de la corteza esférica conductora? Suponga como referencia el potencial cero en el infinito. A. –502 V B. 212 V C. 171 V  D. 634 V E. –1140 V 12. Tenemos una superficie plana infinita cargada uniformemente con una densidad superficial de 2.4 nC/m2. ¿Qué diferencia de potencial existe entre dos puntos situados a un mismo lado de la superficie y que distan de ella 1.6 cm y 5.7 cm, respectivamente? A. 11.1 V B. 8.34 V C. 6.67 V D. 4.45 V E. 5.56 V 13. Un par de placas conductoras producen un campo eléctrico uniforme de 14000 V/m dirigido hacia la derecha entre las placas. La separación d de las placas es de 80 mm. Se proyecta un electrón desde la placa A hacia la placa B con una velocidad inicial vo de 4.5 ×107 m/s. ¿Cuál será la velocidad del electrón cuando choca con la placa B? (e = -1.6 × 10-19 C, m = 9.11 x 10-31 kg) e A. 4.04 × 107 m/s B. 8.11 × 107 m/s C. 9.9 × 107 m/s D. 1.44 × 107 m/s E. 8.52 × 107 m/s 14. En el circuito de la figura, inicialmente se cumple que R1 = nR2, En estas condiciones, el calor generado por unidad de tiempo en la resistencia R1 es P. Si la resistencia R1 disminuye dividiéndose entre 3 su valor y R2 no varía, ¿qué cantidad de calor por unidad de tiempo se disipará en la resistencia R1 ahora? A. P B. 3 P C. P/ 3 D. 3nP E. nP/3 15. La figura 01 muestra un cable rrecta y largo por el que circula una corriente eléctrica de intensidad I constante en el sentido indicado por la flecha. Una partícula con carga eléctrica POSITIVA se mueve cerca del cable con una velocidad indicada por el vector representado en la figura. En ese instante, ¿cuál de las direcciones indicadas en la figura 02 se corresponde con la fuerza experimentada por la partícula?  Fig 02 Fig 01 A. 1 B. 4 C. 2 D. 3 E. La fuerza es nula 16. Se tiene un hilo muy largo y recto de diámetro d, cargado con una densidad lineal de carga λ. Si a una distancia r > d/2 de su eje el campo eléctrico es E, ¿cuál será el campo eléctrico en un punto situado a una distancia 4r del eje del hilo? A. 4E B. E C. E/16 D. E/4 E. 17. Se bobina un solenoide cilíndrico de 60 cm de longitud y 12.8 cm de diámetro. El número total de espiras del solenoide fue de 3300, quedando todas uniformemente repartidas por toda su longitud. Mediante un multímetro se midió la resistencia eléctrica de la bobina, resultando 26.5 Ω. ¿Cuál será el campo magnético en su zona central cuando se conectan sus extremos a una fuente de corriente continua de 65 V. A. 10.1 mT B. 13.4 mT C. 8.46 mT D. 18.4 mT E. 17.0 mT 18. Sobre la espira rectangular ABCD de la figura 01, se desliza la varilla conductora PQ a una velocidad constante indicada por la flecha. Sobre la espira está aplicado un campo magnético uniforme, perpendicular y hacia afuera del papel, como se puede ver en la figura. ¿Cuál de los esquemas de la derecha representa correctamente el sentido de las corrientes inducidas a ambos lados de la varilla? 1 2 Fig 01 3 4 A. 4 B. 1 C. 2 D. 3 E. Ninguno es correcto 19. Una placa conductora atraviesa con una velocidad v una región con un campo magnético uniforme perpendicular. ¿Cuál de los siguientes esquemas se correspond la forma en la que se polariza?  I II III IV V A. IV B. III C. II D. V E. I 20. Una placa rectangular conductora atraviesa una pequeña región con un campo magnético uniforme perpendicular. La velocidad de la placa viene indicada en los por medio del vector v. ¿Cuál de los siguientes esquemas se corresponde con la configuración correcta de las corrientes de Foucault que se inducen en la placa? I II III IV V A. III B. IV C. II D. V E. I 21. Las figuras representan una espira circular y un pequeño imán. En el instante representado el imán está en reposo y la espira está cayendo en caída libre, Las flechas dibujadas en la espira indican el sentido de la corriente inducida. ¿Cuál de las figuras representa correctamente el sentido de la intensidad eléctrica inducida en la espira? (1) (2) (3) (4) (5) A. La 2 y la 3 B. Solo la 5 C. Solo la 4 D. La 3 y la 4 E. La 1, 2, 3 y 4 22. Una pequeña placa metálica lleva una intensidad de corriente I. Se introduce en una región con un campo magnético uniforme perpendicular a la placa. ¿Cuál de siguientes esquemas es correcto? Téngase en cuenta que los portadores de carga que producen la corriente son electrones. (1) (2) (3) (4) (5) A. (2) B. (4) C. (1) D. (3) E. (5) 23. La figura representa un conductor muy largo ABCD que viniendo paralelo al eje Y se dobla en el punto B, forma un arco de circunferencia BC de radio R = 70.0 cm contenido en el plano XZ y después de doblarse en C continua en la misma dirección que traía. El conductor transporta una intensidad de corriente I = 200 A en el sentido que indica la figura. Si en el espacio actúa un campo magnético uniforme de intensidad B = 0.500 T en la dirección negativa del eje Y. ¿Qué fuerza actúa sobre el conductor debido al campo magnético? A. B. C. D. E. 24. Se construye una bobina cilíndrica de 35 cm de longitud y 2.6 cm de radio mediante el arrollamiento homogéneo de 11500 espiras de cobre esmaltado. Si se mantiene su núcleo con aire, ¿Cuál será aproximadamente su coeficiente de autoinducción L? A. 0.474 H B. 0.535 H C. 1.42 H D. 1.01 H E. 1.54 H 25. Un carrete formado por 500 espiras circulares de 60 mm de diámetro es conectado a una batería de modo que la intensidad de corriente que circula por él es de 1.5 A. ¿Cuál es el par máximo que podría actuar sobre el carrete si se introduce en un campo magnético uniforme de 0.5 T. A. 4.85 Nm B. 4.03 Nm C. 0.878 Nm D. 6.27 Nm E. 1.06 Nm 26. Dos solenoides se encuentran uno al lado del otro. El interruptor S inicialmente está abierto, tal como se puede ver en la figura. Al cerrar el interruptor, la intensidad de corriente inducida a través de la resistencia R  A. va de a a b B. va de b a a C. Es nula. D. es igual a la intensidad que circula por el solenoide superior. E. es constante. 27. Un conductor largo y rectilíneo lleva una corriente de intensidad I = 75.5 A, tal como se muestra en la figura. El campo magnético B en el punto P situado a una distancia d = 4.00 mm del cable vale A. 3.78 mT hacia adentro del papel B. 3.78 mT hacia afuera del papel C. 2.51 mT hacia adentro del papel D. 2.51 mT hacia afuera del papel E. 2.48 mT hacia adentro del papel 28. El flujo magnético Φ a través de un cierto carrete se encuentra representado en la gráfica superior en función del tiempo. ¿Qué gráfica de entre las representadas en las figuras inferiores representa la intensidad de corriente Iind inducida en el carrete? Flujo magnético frente al tiempo (1) (2) (3) (4) (5) A. (2) B. (5) C. (4) D. (3) E. (1) 29. Se dispone de un pequeño imán permanente de geometría cilíndrica que tiene 1.80 mm de diámetro y 16.0 mm de longitud que se encuentra imanado en la dirección axial. Se cuelga este imán de una balanza de torsión perpendicularmente al campo magnético terrestre. En esta posición se mide el par o momento de la fuerza que actúa sobre el imán debido al campo magnético terrestre y resulta τ = 2.64 μN·m. Se mide el campo magnético terrestre mediante un gaussímetro y el resultado de la medida es Bt = 0.510 G. Con estos datos, y suponiendo que el imán está imanado uniformemente en todo su volumen, ¿cuál será aproximadamente el valor de la imanación M del imán? A. 2.51 x 10-3 A/m B. 1.27 x 106 A/m C. 0.393 x 104 A/m D. 1.67 x 102 A/m E. 1.71 x 10-2 A/m 30. Un alambre de cobre de radio R, transporta una intensidad de corriente I, de modo que genera en el espacio a su alrededor un campo magnético B. ¿Cual de las gráficas de abajo mejor representa el valor del campo magnético en función de la distancia r al eje del alambre? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 31. Un automóvil A se mueve hacia la derecha a una velocidad 86.50 km/h mientras un segundo automóvil B se mueve detrás de él, también hacia la derecha, a una velocidad 95.50 km/h. El coche A va emitiendo una señal acústica de frecuencia 6625 Hz. ¿Cuál será la frecuencia observada por B para ese sonido? La velocidad del sonido en el aire ese día es de 343.7 m/s A. 7440 Hz B. 6515 Hz C. 6693 Hz D. 7694 Hz E. 6670 Hz 32. Un péndulo simple está compuesto por una cuerda ligera de longitud L, con una pequeña esfera de masa M y radio R. Cuando este péndulo se deja oscilar libremente bajo un régimen de oscilaciones pequeñas, se observa que su frecuencia propia es f. Si este péndulo es modificado asumentando su longitud a cinco veces su valor y cambiando la esfera por otra de masa 3M y radio 3R. ¿Cuál será su nueva frecuencia propia? A. 0.775 f B. 0.600 f C. 1.34 f D. 1.80 f E. 0.447 f 33. El delicado oído de nuestra pequeña mascota no resiste sonidos por encima de los 96 dB. ¿A qué distancia mínima podríamos colocarlo de una fuente esférica que emite un sonido con una potencia de 4.20 W? A. 9.16 m B. 13.1 m C. 6.91 m D. 18.1 m E. 20.8 m 34. Una cuerda de guitarra de 2.9 g y 0.66 m de longitud, está sujeta por sus extremos y y soporta una tensión de 75 N. ¿Cuál será la frecuencia fundamental f1 de las ondas estacionarias que se producen cuando se pone a vibrar? A. 163 Hz B. 99.0 Hz C. 182 Hz D. 83.2 Hz E. 72.2 Hz 35. Un oscilador está formado por un elemento elástico de constante de rigidez k = 184 N/m del que pende un cuerpo de masa m = 0.43 kg. Al ponerlo a oscilar se observa que la frecuencia de las oscilaciones es f = 2.41 Hz. ¿Cuál es el valor de la constante γ de amortiguamiento de ese oscilador? A. 22.4 rad/s B. 6.60 rad/s C. 14.3 rad/s D. 16.6 rad/s E. 18.6 rad/s 36. Una esfera de masa m= 92 g se une a dos muelles dispuestos como indica la figura. Si las constantes elásticas de los muelles son k1= 220 N/m y k2= 330 N/m, ¿Cuál será la frecuencia natural de este oscilador? A. 8.28 Hz B. 6.03 Hz C. 8.51 Hz D. 12.6 Hz E. 11.8 Hz 37. Se lanza un pulso de sonido sobre una pared situada a 265 m de distancia. Se detecta el eco de vuelta al cabo de 1.528 s. ¿Cuál diría usted que es la temperatura media del aire en esa zona en ese momento? Datos: Masa molar del aire 28.9 g/mol; constante de los gases ideales R=8.31 J/(mol·K); constante adiabática del aire 1.4 A. 23ºC B. 32ºC C. 20ºC D. 26ºC E. 19ºC 38. Un oscilador armónico mueve una masa de 75.0 g a una frecuencia de 82.0 Hz con una amplitud de 1.70 cm. ¿Cuál es la energía total del oscilador? A. 1.67 J B. 5.67 J C. 2.88 J D. 2.26 J E. 7.96 J 39. La función de ondas de una onda armónica que se mueve a través de una cuerda tensa es: teniendo en cuenta que el sentido positivo del eje X es hacia la derecha, ¿Cuál es la velocidad de propagación de la onda y hacia dónde se mueve? A. 0 m/s; es estacionaria B. 1.71 m/s hacia la izquierda C. 0.586 m/s hacia la izquierda D. 1.71 m/s hacia la derecha E. 0.586 m/s hacia la derecha 40. Considere un oscilador formado por una masa de 1.70 kg colgada de un muelle de constante 51.0 N/m. Cuáles de las siguientes acciones que se describen a continuación harían que el oscilador entrara en resonancia: 1. Menearlo con una frecuencia de aproximadamente 0.872 Hz 2. Estirarlo una distancia 1/51.0 m y soltarlo 3. Sujetar el muelle a una manivela que gire a 52.3 r.p.m. 4. Es imposible, para que entrara en resonancia debería tener una masa mucho más pequeña. 5. Meneando el extremo del muelle el oscilador siempre entra en resonancia  A. La 1 y la 3 B. Solo la 4 C. La 2 y la 3 D. La 1 y la 5 E. Solo la 3 This is the end of the test. When you have completed all the questions and reviewed your answers, press the button below to grade the test. Grade the Test