Fisica Problemas

Olimpiadas de Física 2005-2006
Cuadernillo para la fase estatal

Este cuadernillo tiene como finalidad apoyar a los estudiantes del telebachillerato que deseen participar en la Olimpiada de Física. El nivel de los problemas es por consiguiente mayor al que poseen las guías didácticas u otros textos a nivel de Bachillerato. Se recomienda de todas formas apoyarse inicialmente en ellos, pero si sedesea tener posibilidades reales de competir, se invita a consultar a bibliografía que se encuentra al final de este documento, ya que tales libros sirven de referencia a los demás competidores a nivel estatal y nacional.

El cuadernillo consta de 15 problemas fueron seleccionados para que intenten resolverlos. En esta ocasión no se les da la solución de ninguno de ellos, esta se les enviaráposteriormente; lo anterior es con la finalidad de que se esfuercen para resolverlos y adquieran un mayor grado de competitividad. Es importante recordarles que si hasta este momento han hecho un gran esfuerzo, ahora tendrán que redoblarlo tanto alumnos como asesores, dado que cada vez se vuelve más complejo el proceso.

Problemas
1.- ¿Cuál es el ángulo máximo Θ de la pendiente de un plano inclinadoque permite que un bloque de peso w no se deslice hacia abajo a lo largo del plano?



[pic]

2.- En la situación representada en la figura, suponga que el coeficiente de fricción estática entre el bloque de 200N y la superficie es de 0.3. Calcule el peso máximo que se puede colgar del punto O sin alterar el equilibrio.





70º
[pic]
w



3.- Suponga que una pelota es arrojadahacia arriba con una velocidad inicial de 96 lb/s; explique, sin utilizar ecuaciones, cómo el movimiento ascendente es exactamente inverso al movimiento descendente.

4.- Considere las masas m1=20Kg y m2=18Kg en el sistema representado en la figura de abajo. Si el coeficiente de fricción cinética es 0.1 y el ángulo de inclinación Θ es 30º; encuentre a) la aceleración del sistema y b) la tensiónen la cuerda que une las dos masas.













5.- Un Deslizador unido a un resorte, como se muestra en la figura, es apartado hacia la derecha hasta una distancia de 6 cm y Lugo se suelta. a) Si regresa al punto desde donde se soltó en 2 segundos y continúa vibrando con movimiento armónico simple, calcule su posición y su velocidad después de 5.2 segundos. b) ¿cuál es su velocidad máxima?[pic]
6..- La presión del agua en una casa es de 160 lb/in2. ¿A qué altura debe estar el nivel del agua del recipiente de almacenamiento por encima de la toma de agua de la casa?

7.- En determinado proceso, un sistema absorbe 400 cal de calor y al mismo tiempo realiza un trabajo de 80 J sobre sus alrededores. ¿Cuál es el incremento en la energía interna del sistema?

8.- Una cuerda de acero parapiano, de 50 cm de longitud, tiene una masa de 5 gramos y se encuentra bajo una tensión de 400N. ¿Cuáles son las frecuencias de su modo fundamental de vibración y de los primeros dos sobretonos?

9.- EL silbato de un tren emite un sonido de 400Hz de frecuencia. A) ¿cuál es el tono del sonido escuchado cuando el tren se mueve con una velocidad de 20 m/s hacia un oyente inmóvil? B) Cuál es el tono quese escucha cando el tren se mueve alejándose del oyente a esta velocidad? Suponga que la velocidad del sonido es de 340 m/s.






10.- Un rayo de luz que se originó en el aire ( ver figura) incide sobre agua (n = 1.33) a un ángulo de 60º. Luego pasa a través del agua, entra a un vidrio ( n = 1.5) y finalmente emerge de nuevo al aire. Calcule el ángulo con el cual emerge.

Rayo de luz

60ºagua



vidrio









11.- Tres cargas puntuales, q1 = 8μC, q2 = -4μC y q3 = 2μC , están colocadas en los vértices de un triángulo equilátero. Cada lado del triángulo tiene 80 mm de longitud. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre la carga de 8 μC? Suponga que la base del triángulo está formada por una línea que une las cargas de 8 y 4 μC.

12.- Dos...