PROBLEMAS PROPUESTOS DE CINEMATICA Y DINAMICA.

PROBLEMAS PROPUESTOS  DE CINEMATICA Y DINAMICA[pic 1]

1. Una bola rueda por una mesa horizontal a 0,30 m/s y cae por el borde impactando contra el suelo a una distancia horizontal de 0,15 m respecto del borde de la mesa. (a) ¿Qué altura tiene la mesa? (b) Si otra bola rueda por la misma mesa a 0,60 m/s, ¿a qué distancia horizontal del borde de la mesa caerá al suelo?
2. En un tubo de rayos catódicos, los electrones se proyectan horizontalmente a 1,2 x106 m/s y recorren una distancia horizontal de 8,5 cm a través del tubo. (a) ¿Cuánto tiempo tardarán los electrones en recorrer el tubo? (b) Calcule la distancia vertical que caerán los electrones (por la influencia de la gravedad) durante ese trayecto.
3. Una gacela intenta saltar una valla de 2,1 suponiendo un ángulo de salto de 45o, ¿cuál es la celeridad mínima de salto requerida?.
4. Un jugador de fútbol americano está tratando de golpear el balón con el pie para alcanzar la portería desde 45,0 m. Si lanza el balón con un ángulo de 40 por encima de la horizontal, ¿qué celeridad mínima es necesaria para que el balón pase por encima de la barra situada a una altura de 3,05 m?.
5. Un jugador de fútbol lanza un penalti desde una distancia de 11,0 m de la portería. Para marcar, tiene que introducir el balón por debajo del larguero, que está a una altura de 2,44 m. Si lanza el balón a 19,8 m/s, ¿qué rango de ángulos de lanzamiento le permitirá marcar? Nota: está permitido que el balón toque el suelo antes de entrar en la portería.
6. Un jugador de fútbol a 20,0 m de la portería está listo para marcar un gol. En su camino se interpone el portero, que tiene una altura de 1,70 m y está separado 5,00 m de la portería, cuyo travesaño tiene una altura de 2,44 m. El delantero lanza el balón hacia la portería a 18 m/s. Determine si el balón pasará por encima del guardameta y/o por encima de la portería
   para cada uno de los siguientes ángulos de lanzamiento (por encima de la horizontal): (a) 20; (b) 25; (c) 30.
7. En el problema anterior, ¿para qué rango de ángulos podría marcar un gol el jugador, en el sentido de que el balón pasara por encima del portero pero por debajo del larguero?
8.  Calcule la aceleración centrípeta de un punto situado en el ecuador de la Tierra, teniendo en cuenta que el periodo de rotación de nuestro planeta es de 24 h (consulte el Apéndice E para obtener los datos necesarios). Compare su respuesta con g  9,80 m/s2.
9. Para simular las aceleraciones extremas durante el lanzamiento, los astronautas se entrenan en una gran centrifugadora. Si el diámetro de centrifugación es de 10,5 m, ¿cuál debe ser su periodo de rotación para producir una aceleración centrípeta de (a) 4 g ; (b) 6 g
10. Un jugador de golf golpea una bola desde un bunker de 1,50 m de profundidad, con una celeridad de 13,5 m/s y un ángulo de 55 . (a) ¿Qué distancia horizontal recorrerá la bola antes de caer al suelo? (b) ¿Cuál será su celeridad en el momento de caer al suelo? Compare dicho valor con su celeridad inicial. (c) ¿Cuál sería el alcance horizontal de una bola lanzada
    de la misma manera pero en un terreno llano? Compare el resultado con su respuesta al apartado (a).
11. Se han observado saltos de canguros de hasta 12,8 m en terreno llano. (a) ¿Cuál es la celeridad mínima requerida para tal salto? (b) Para la celeridad mínima de despegue calculada en el apartado (a), ¿cuánto tiempo estará el canguro en el aire?
12. Los técnicos hospitalarios emplean pequeñas centrifugadoras para aislar células sanguíneas. Una unidad típica permite albergar seis tubos de ensayo, gira a 3380 revoluciones por minuto y produce una aceleración centrípeta de 1600g. ¿A qué distancia están los tubos de ensayo del eje de rotación?.
13. Entre las fuerzas más pequeñas que los biofísicos miden se encuentran las de las proteínas motoras que se encargan del movimiento de las moléculas dentro de las células. La proteína kinesina ejerce una fuerza de 6,0 pN (6x10-12 N). ¿Qué módulo de aceleración podría proporcionar a un complejo molecular de masa 3,0  x10-18 kg? (Las fuerzas de arrastre dominan dentro de la célula, por lo que las aceleraciones solo se experimentan muy brevemente antes de alcanzar la celeridad terminal).
14. Una flecha de 0,075 kg incide en una diana a 21 m/s y penetra en ella 3,8 cm antes de detenerse. (a) ¿Qué fuerza media ha ejercido la diana sobre la flecha? (b) ¿Qué fuerza media ha ejercido la flecha sobre la diana?  (c) Otra flecha idéntica incide en la diana a 42 m/s. Si la diana ejerce la misma fuerza media que antes, ¿cuál será la profundidad a la que penetrará esta segunda flecha?.
15. Una fuerza constante de 35,2 Ni hace que la velocidad de una bola varíe de -3,25 m/s i a +4,56 m/s i en 3,50 s. Calcule la masa de la bola.
16. Dos fuerzas actúan sobre un objeto de 24 kg, produciendo una aceleración a=-5,17 m/s2 i+ 2,5 m/s2 j. Una de las fuerzas es F1= 32 N i  - 48 N  j. Calcule la segunda fuerza.
17. Una mujer de 65,0 kg es rescatada de una casa inundada utilizando una cuerda tendida desde un helicóptero que está acelerando hacia arriba a 0,50g. La mujer sujeta la cuerda con la misma fuerza con ambas manos. Normalmente, la cabeza de una persona representa el 6,0% de su peso y las piernas y los pies juntos representan un 34,5%. Calcule la fuerza (a) que la cuerda ejerce en cada una de las manos, (b) en la cabeza y (c) en cada pierna en el punto de unión con la cadera. Incluya en su respuesta a cada uno de los apartados el dibujo de un diagrama de fuerzas.
18. Al ser golpeado por detrás, un vehículo de 950 kg que se encuentra en reposo acelera hasta 32 km/h en 75 ms. Normalmente, la cabeza de una persona representa el 6,0% de su peso corporal. (a) Dibuje un diagrama de fuerzas para la cabeza de una persona de 65,0 kg durante la colisión, suponiendo que el asiento del vehículo no dispone de reposacabezas. (b) ¿Qué fuerza horizontal aplicada sobre la cabeza permitirá acelerarla junto con el resto del cuerpo? Exprese su respuesta en newtons y como múltiplo del peso de la cabeza. ¿Qué es lo que ejerce esta fuerza sobre la cabeza? (c) ¿Terminará la cabeza acelerando junto con el
    resto del cuerpo? ¿Por qué? ¿Qué es lo que hará en realidad? Explique por qué esto puede provocar lesiones en el cuello
19. Una persona de 78,0 kg cae en sentido vertical desde una altura de 1,60 m (medida respecto de sus pies) y aterriza con su peso distribuido por igual entre ambos pies. Para amortiguar el golpe, esa persona flexiona las rodillas, de modo que tarda 0,750 s en detenerse una vez que sus pies han tocado el suelo. (a) ¿Qué fuerza constante ejerce el suelo sobre cada pie mientras está deteniéndose? (b) Ahora suponga que cae con las piernas rígidas y se detiene en solo 0,100 s. ¿Qué fuerza ejerce en este caso el suelo sobre cada pie? (c) ¿En cuál de los dos casos es más probable que sufra lesiones? ¿Por qué?.
20. Un paciente con lesiones en el cuello necesita sentarse erguido y con una fuerza constante aplicada verticalmente hacia arriba a su collarín, utilizando el sistema de cables y poleas que se muestra en la Figura. Si w = 100 N, ¿qué fuerza neta ascendente ejerce este sistema sobre el collarín?

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1. Un paciente de 68,0 kg está colocado sobre una cama de hospital elevada, como se muestra en la Figura. El cable está conectado a un collarín sujeto al cuello del paciente y tira del collarín de forma paralela a la cama, siendo los coeficientes de rozamiento cinético y estático entre el paciente y la cama de 0,5 y 0,8, respectivamente. (a) ¿Cuál es el valor máximo de la masa m, para que el paciente no se deslice hacia arriba por la cama? (b) Si el cable se rompiera de repente, ¿cuál sería la aceleración del paciente?.
2. Para comenzar a caminar horizontalmente, una persona debe acelerar su cuerpo hacia adelante haciendo uso del rozamiento estático. Una persona puede alcanzar típicamente una celeridad de 2,0 m/s en una distancia de 30 cm, partiendo del reposo. Suponiendo una aceleración constante, (a) dibuje un diagrama de fuerzas para el inicio del paseo. (b) Aplique
   la segunda de ley de Newton para hallar el coeficiente de rozamiento estático mínimo para el paseo descrito. (c) Si se desea caminar más rápido, ¿haría falta más o menos rozamiento? ¿Por qué? (d) Suponga que el suelo es resbaladizo y que el coeficiente de rozamiento es menor que el calculado anteriormente. Explique por qué sigue siendo posible caminar, pero el paseo será mucho más cansado..
3. Un paciente de fisioterapia hace descansar todo su peso sobre unas muletas inclinadas hacia fuera 25 respecto a la vertical. (a) Calcule el coeficiente de rozamiento estático mínimo entre las muletas y el suelo para que las muletas no resbalen. (b) Si el paciente reduce el ángulo que forman las muletas, ¿cómo será el coeficiente de rozamiento mínimo requerido, mayor, menor o igual?

PROBLEMAS PROPUESTOS  DE ENERGI Y ESTATICA[pic 4]

1. Se aplica una fuerza [pic 5]  a un bloque de cemento colocado sobre un suelo nivelado. Calcule el trabajo realizado por esta fuerza si el desplazamiento del bloque es:              (a) 2,50 m i; (b) 2,50 m j; (c) [pic 6] 
2. Tiramos de un bloque de 1,25 kg con una celeridad constante, para hacerle ascender por un plano inclinado 15o y carente de rozamiento. Aplicamos para ello una fuerza constante F en la dirección de ascenso del plano inclinado. (a) Identifique todas las fuerzas que están actuando sobre el bloque y aplique la primera ley de Newton para determinar F. (b) Calcule el trabajo realizado por F para desplazar el bloque 0,60 m a lo largo del plano inclinado. (c) Determine el trabajo realizado por la gravedad a lo largo del mismo trayecto. (d) Combine sus resultados para calcular el trabajo neto realizado sobre el bloque
3. Con su estructura helicoidal doble, el ADN está arrollado como si fuera un muelle. Un biofísico agarra los extremos de la cadena de ADN mediante unas pinzas ópticas y estira la cadena de 26 m, aplicándola una tensión de 1,2 pN. ¿Cuál es la constante de la cadena de ADN considerada como un muelle?
4. Los músculos se conectan a los huesos mediante unas conexiones elásticas denominadas tendones. Para pequeños estiramientos, los tendones pueden modelarse como pequeños muelles que cumplen la ley de Hooke. Los experimentos realizados con un tendón de Aquiles han permitido comprobar que se estiraba 2,66 mm cuando se colgaba de él una masa de 125 kg. (a) ¿Cuál es la constante del muelle para el tendón de Aquiles? (b) ¿Cuánto debería estirarse para almacenar 50J de energía?.
5. Consulte la gráfica de la fuerza en función de la posición mostrada en la Figura. La fuerza está aplicada en la dirección x (positiva o negativa), según se indica y la posición se mide a lo largo del eje x. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza desde (a) 0 a 2 m; (b) 2 m a 3 m; (c) 3 m a 5 m; (d) 0 m a 5 m? (e) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza para un desplazamiento desde 2 m a 0?

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1. Montamos un resorte con k  =42,0 N/m horizontalmente en el borde de una mesa de 1,20 m de altura (Figura). Comprimimos el muelle 5,00 cm y colocamos una bola de 0,25 g en su extremo. Cuando se libera el muelle, ¿a qué distancia (horizontal) del borde de la mesa impactará la bola contra el suelo?.
2. Se dispara un proyectil horizontalmente a 26 m/s desde un acantilado de 35 m de altura. Calcule la celeridad y la velocidad del proyectil en el momento de caer al suelo.
3. Una fuerza Fx  = 4x+ 12 (en N, con x en m) actúa sobre un objeto en un movimiento unidimensional. (a) Dibuje una gráfica de la fuerza en función de la posición. (b) Calcule el trabajo realizado por dicha fuerza al mover el objeto de x  0 a x  5,0 m.
4. Un vehículo de 1250 kg que se desplaza a 21 m/s tiene que detenerse repentinamente. El conductor pisa los pedales de freno y el vehículo se desliza, antes de detenerse, una distancia total 65 m. (a) ¿Cuál es la aceleración del vehículo mientras está deteniéndose? (b) ¿Qué trabajo ha realizado el rozamiento para detener el vehículo? (c) ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento cinético entre los neumáticos y la carretera?.
5. La energía se almacena en los alimentos en forma de energía potencial de los enlaces existentes entre las moléculas. Nuestro cuerpo convierte la energía de los alimentos en energía
   mecánica y en calor. La energía de los alimentos se expresa en «calorías», que en realidad son kilocalorías (kcal, con 1 kcal  4,186 kJ). (a) ¿Cuántos julios hay en una ración de cereales de desayuno de 120 kcal? (b) Un vaso de leche contiene 130 kcal. ¿Cuántos vasos tendría que beber una persona de 62 kg para obtener la energía necesaria para escalar una colina de 125 m
   de altura, suponiendo que toda la energía de la leche se convierte en energía potencial?.
6. Un hombre consume normalmente 8,4 MJ de energía de los alimentos cada día. Entonces comienza una distancia de 8 km cuatro veces por semana. Si consume energía a una tasa de 450 W mientras corre a 12 km/h, ¿cuánta energía adicional deberá consumir diariamente para mantener un peso constante?.
7. Un estudiante de 62 kg sube corriendo las escaleras desde el primer piso hasta al sexto recorriendo una distancia vertical total de 19,2 m en 55 s. (a) Calcule la potencia que el estudiante desarrolla para sobreponerse a la gravedad y compárela con su potencia media, que es de 100 W. (b) Después baja corriendo hasta el primer piso y observa que el trabajo total que ha realizado en contra de la gravedad es igual a cero, para el trayecto total de ida y vuelta. ¿Por qué se siente cansado a pesar de todo?.
8. Un vagón de montaña rusa de 1500 kg (incluyendo a los pasajeros) pasa por el punto A a 3 m/s (Figura). Por razones de seguridad, debemos diseñar la pista de modo que en el punto B los pasajeros no experimenten una fuerza hacia arriba superior a 4g. Si el arco en B es circular con un radio de 15 m, (a) determine el valor mínimo de h que permite satisfacer este requisito y (b) calcule la celeridad del vagón en el punto C.

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1. En la Figura, la masa de la varilla de 1 m de longitud es de 0,160 kg y la tensión de la cuerda es de 2,50 N. El sistema está en equilibrio. Calcule (a) la masa desconocida m y (b) la fuerza que el punto de apoyo ejerce hacia arriba sobre la varilla.
2. Una escalera de 15 m de longitud está montada en un camión de bomberos. La propia escalera tiene una masa de 125 kg y en su parte superior hay una cabina de 35 kg que alberga a un bombero de 91 kg. Si la escalera forma un ángulo de 60 con la horizontal, ¿cuál es el momento neto que se ejerce en torno a la base de la escalera?.

1. La fuerza requerida para sacar el corcho de una botella de vino está en un intervalo de 200 a 400 N. En la figura se muestra un sacacorchos común. ¿Qué intervalo de fuerzas F se requiere para abrir una botella de vino con este dispositivo.

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1. Calcule las fuerzas FA y FB que ejercen los soportes A y B sobre el trampolín de la figura cuando una persona de 52 kg está parada en su extremo libre. a) Ignore el peso de la tabla. b) Tome en cuenta la masa de 28 kg de la tabla. Suponga que el CG de la tabla está en su centro.
2. Un semáforo cuelga de una estructura como se muestra en la figura. El poste AB uniforme de aluminio tiene 7.20 m de longitud y una masa de 12.0 kg. La masa del semáforo es de 21.5 kg. Determine a) la tensión en el cable CD horizontal sin masa, así como b) las componentes vertical y horizontal de la fuerza ejercida por el pivote A  sobre el poste de aluminio.

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1. Usted va en un barco pirata y se le obliga a caminar por el tablón (figura). Usted se encuentra parado sobre el punto marcado con C. El tablón está clavado sobre la cubierta en el punto A, y descansa sobre un fulcro a 0.75 m de A. El centro de masa del tablón uniforme se localiza en el punto B. Su masa es de 65 kg y la masa del tablón es de 45 kg. ¿Cuál es la fuerza mínima hacia abajo que deben ejercer los clavos sobre el tablón para mantenerlo en su sitio?.
2. Un hombre que hace “lagartijas” se detiene en la posición mostrada en la figura. Su masa es m = 68 kg. Determine la fuerza normal que ejerce el suelo sobre a) cada mano.
   b) cada pie.

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1. El músculo deltoides levanta y extiende el brazo horizontalmente desde el hombro (Fig.a); las fuerzas actuantes sobre el brazo se representan esquemáticamente en la (Fig.b). Determine la tensión para el caso particular: [pic 16]= 16°, W1 (peso del brazo) = 68 N, y W2 (peso en la mano) = 45 N.
2. La pierna en la posición de la Figura  se mantiene en equilibrio gracias a la acción del ligamento patalear. A partir de las condiciones de equilibrio, determinar la tensión T del ligamento y el valor y la dirección de la fuerza R. Tomar como datos: masa de la persona, 90 kg; masa de la pierna, 9 kg; [pic 17]= 40° (Suponer que T actúa en un punto situado en la misma vertical del punto donde actúa la fuerza R.).
3. Dos personas suben un bulto por una escalera (ver Figura 10 ). a) ¿Quién de los dos hace más fuerza?.  b) Si el paquete pesa 120 kg y es homogéneo, ¿qué fuerza ejerce cada una de las personas?

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PROBLEMAS PROPUESTOS  DE FLUIDOS Y CALOR[pic 21]

1. La densidad de una persona de 65 kg es 990 kg/m3 con 2,4 L de aire en los pulmones. ¿Qué volumen de aire debería expeler esa persona para que su densidad fuera igual a la del agua, 1000 kg/m3? (Puede despreciar la masa del aire al hacer los cálculos.).
2. Durante una transfusión es aconsejable que la presión de la sangre entrante sea igual a la presión diastólica del cuerpo. Si dicha presión es de 70 mm Hg, ¿a qué altura por encima del punto de inserción deberíamos colocar el suministro de sangre? Consulte densidad de la sangre 1050 kg/m3.
3. Un iceberg de 6500 kg con una densidad de 931 kg/m3 está flotando en el mar, que tiene una densidad de 1030 kg/m3. Calcule (a) el empuje hidrostático sobre el iceberg, (b) el volumen de agua desplazado por el iceberg y (c) la fracción del volumen del iceberg que se encuentra por debajo del agua
4. Una persona de 89,2 kg con una densidad de 1025 kg/m3 está de pie sobre una balanza, mientras se encuentra completamente sumergida en agua, ¿qué lectura proporciona la balanza?
5. Un submarino permanece sumergido manteniendo una cierta cantidad de agua marina en sus tanques. Suponga que un submarino con un volumen de 135 m3 está sumergido en reposo y que en este momento expele 1,5 m3 de agua marina de su tanque. ¿Cuál será la aceleración ascendente que experimente?
6.  Los peces controlan su flotación con un órgano lleno de gas denominado vejiga natatoria. La densidad media de los tejidos de un pez concreto, sin incluir el gas contenido en la vejiga, es de 1050 kg/m3. Si la masa del pez es de 9,5 kg, ¿qué volumen de gas tendría que almacenar en la vejiga natatoria para mantenerlo equilibrado dentro del agua a una profundidad en la que la densidad del agua marina circundante sea de 1028 kg/m3? Desprecie la masa del gas contenido en la vejiga natatoria.
7. ¿Qué fracción habría que reducir el diámetro interno de una pared arterial para que el flujo sanguíneo se redujera en un 10%?.
8. Con el tiempo, las placas de ateroma reducen el diámetro interno de las arterias de una persona en una 5%. Si la presión sanguínea sistólica inicial de esa persona era de 120 mm Hg, ¿qué presión sistólica hará falta para mantener el flujo sanguíneo después de haber reducido el tamaño de la arteria?.
9. Flujo sanguíneo. La aorta es la arteria principal que sale del corazón. Una aorta típica tiene un diámetro interno de 1,8 cm y transporta la sangre a celeridades de hasta 35 cm/s. ¿Cuál es la celeridad de la sangre si las placas de ateroma en las paredes arteriales han reducido su diámetro en un 50%?La presión sanguínea de la aorta sana descrita en el problema es de 120 mm Hg. ¿Cuál es la presión manométrica en el punto donde se encuentra la placa de ateroma?.
10. Considere una aorta típica con un diámetro interno de 1,8 cm. Toda la sangre que fluye a través de la aorta termina pasando por una serie de capilares que tienen un diámetro medio de 10 m. La sangre fluye a través de la aorta a aproximadamente 1,0 m/s y a través de los capilares a 1,0 cm/s. (a) ¿Cuántos capilares tiene el cuerpo? (b) Si el cuerpo contiene 5,5 L de sangre, ¿cuánto tarda la sangre en circular a través de todo el cuerpo?
11. Dice la tradición que Arquímedes sugirió pesar los objetos debajo del agua para determinar si eran metales puros, como el oro o la plata. Suponga que pesamos una corona de 25,0 N en una balanza situada bajo el agua. ¿Qué lectura proporcionará la balanza si la corona es (a) de oro puro, (b) 90% de oro y 10% de plata en peso?.

Expansión térmica

1. Una cinta métrica de acero de 50,00 m de longitud está calibrada para utilizarse a 20 oC . ¿Qué longitud tendrá la cinta en las siguientes condiciones: (a) en un día caluroso con T =32 oC y (b) en un día frío con T= 10oC
2. Un rascacielos de 246 m de altura tiene un armazón de acero. ¿Cuánto diferirá la altura de este edificio en un día frío ( 20 oC ) con respecto a su altura en un día caluroso (40 oC)?.
3. El hueso es un material anisótropo, porque sus coeficientes de expansión son diferentes en las distintas direcciones. Una medida experimental nos da 8,9x10-5 oC-1 para el coeficiente de expansión lineal a lo largo de la dimensión mayor del hueso y de 5.4x10-5 oC-1 para la expansión a lo largo de la dimensión más corta. El fémur de una persona tiene normalmente 43,2 cm de longitud y 2,75 cm de diámetro. Calcule la variación en cada dimensión cuando esa persona está experimentando una fiebre alta de 104,5oF.
4. Una barra de aluminio tiene 20.0 cm de longitud a 20 °C y tiene una masa de 350 g. Si 10000 J de energía se añaden a la barra por calor, ¿cuál es el cambio en la longitud de la barra?.
5. Una mujer de 55 kg hace trampa en su dieta y come una dona de jalea de 540 Calorías (540 kcal) para desayunar. a) ¿Cuántos joules de energía son el equivalente de una dona de jalea? b) ¿Cuántas escaleras debe subir la mujer para realizar una cantidad de trabajo mecánico equivalente a la energía de la dona? Suponga que la altura de un solo escalón es de15 cm. c) Si el cuerpo humano es sólo eficiente en 25% convirtiendo la energía química en energía mecánica, ¿cuántas escaleras debe subir la mujer para equilibrar su desayuno?.
6. Un cubo de hielo de 75 g a 0 °C se coloca en 825 g de agua a 25 °C. ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla?
7. Un cubo de hielo de 50 g a 0 °C se calienta hasta que 45 g se convierten en agua a 100 °C y 5.0 g se convierten en vapor a 100°C. ¿Cuánta energía fue agregada para lograr esta transformación?.
8. La superficie de una persona sin ropa es de 1.50 m2, y su temperatura de la piel es 33.0 °C. La persona se encuentra en un cuarto oscuro con una temperatura de 20.0 °C y la emisividad de la piel es e = 0.95. σ=5.67x10-8 W/(m2K4)  a) ¿A qué razón es irradiada la energía por el cuerpo? b) ¿Cuál es el significado del signo de su respuesta?.
9. Un grupo de 10 estudiantes que toma un examen tiene una salida de potencia alrededor de 200 W por cada uno de ellos. Suponga que la temperatura inicial del salón es de 20°C y que sus dimensiones son 6.0 m por 15.0 m por 3.0 m. ¿Cuál es la temperatura del salón al final de 1.0 hora si toda la energía permanece en el aire del salón y no se agrega nada desde una fuente exterior? El calor específico del aire es 837 J/kg.°C, y su densidad es de alrededor de 1.3 x10-3 g/cm3

PROBLEMAS PROPUESTOS  ELECTRICIDAD y MAGNETISMO 2016 0

1. Un pequeño bloque de masa m y carga Q se coloca en un plano aislado, sin fricción, con una inclinación a un ángulo u como en la figura. Un campo eléctrico se aplica en paralelo a la pendiente. a) Encontrar una expresión para la magnitud del campo eléctrico que permite al bloque permanecer en reposo. b) Si m = 5.40 g, Q= 27.00 mC y θ= 25.0°

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1. Tres cargas puntuales se encuentran en las esquinas de un triángulo equilátero como se ve en la figura. Calcular la  fuerza eléctrica sobre la carga -7 x10-6C.
2. Un protón acelera desde el reposo en un campo eléctrico uniforme de 640 N/C. Algún tiempo después, su rapidez es 1.20x106 m/s. a) Determine la magnitud de la aceleración del protón. b) ¿Cuánto tarda el protón en alcanzar esta rapidez? c) ¿Cuánto recorre en este intervalo? d) ¿Cuál es su energía cinética en ese tiempo posterior?
3. Una partícula con carga de +4.20 nC está en un campo eléctrico uniforme dirigido hacia la izquierda. Se libera desde el reposo y se mueve a la izquierda; después de que se ha desplazado 6.00 cm, su energía cinética es de 1.5 x106 J. a) ¿Qué trabajo realizó la fuerza eléctrica? b) ¿Cuál es el potencial del punto de inicio con respecto al punto final? c) ¿Cuál es la magnitud de Campo eléctrico.
4. Cada uno de los protones en un haz de partículas tiene una energía cinética de 3,25x10-15 J. ¿Cuáles son la magnitud y dirección del campo eléctrico que detendrá estos protones en una distancia de 1,25 m?.
5. Tres cargas puntuales están situadas en un arco circular como se muestra en la figura . (a) ¿Cuál es el campo eléctrico total en P, el centro del arco? (b) Hallar la fuerza eléctrica que se ejerce sobre una carga de -5,0 nC situado en P.

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