Examen Simulador de Física Área de Ingenierías y Ciencias Físico Matemáticas IPN 2024 Nivel Superior

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Los vectores se basan en el teorema de Pitágoras y por lo tanto, debe realizarse un triángulo de 90°. Después, es necesario asociar las partes del vector con las funciones trigonométricas con el teorema de Pitágoras

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Si se tiene un diagrama de cuerpo libre con centro de coordenadas en el centro del cable, las tensiones en ambos lados del cable son idénticas, así como los ángulos son iguales. La tensión tiene componente tanto en eje x como en el eje y, por lo tanto solo nos interesa la dirección en el eje y así:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La rapidez se refiere a la distancia que viaja un objeto en un intervalo de tiempo sin importar la dirección.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Se conoce la distancia recorrida y la velocidad media, por lo que la relación es la siguiente:

Por lo que:

De la primer parte del recorrido se tiene:

En la segunda parte del recorrido tendremos:

El tiempo total del viaje es:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Usando las ecuaciones de caída libre para encontrar el tiempo:

El tiempo es igual a:

Para la velocidad se usa la siguiente ecuación

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Se considera el intervalo de tiempo desde que la bala sale de arma hasta que alcanza el punto más alto. Para determina la altura máxima, se calcula la posición de la bala cuando su velocidad es igual a cero ( v = 0 en el punto más alto). La gravedad es de 9.81 m / s2. De la siguiente ecuación, se determina la altura máxima que alcanza el proyectil:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La fuerza tiene como unidad el N (newton)
El volumen tiene como unidad el  m3.
La velocidad tiene como unidad el m/s.
La aceleración tiene como unidad el m/s2.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

De acuerdo con la segunda Ley de Newton se tiene que 𝐹=𝑚 𝑎, donde:

m= 1.0 kg

a= 0.12 m/s2

F= (1.0 kg)(0.12 m/s2)

F= 0.12 N

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Si se conoce la masa y la aceleración del automóvil, se aplica la segunda ley de Newton () para determinar la fuerza.

En el problema se proporciona la masa del auto, pero es necesario calcular la aceleración a. Dado que la aceleración es constante, pueden utilizarse las ecuaciones cinemáticas.

El movimiento es a lo largo del eje x y se proporciona la velocidad inicial la velocidad final  v=0 y la distancia recorrida  . A partir de la ecuación de la aceleración constante, se tiene

De tal manera que

Entonces, la fuerza neta promedio es

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La tercera Ley de Newton indica que para cada acción, existe una reacción igual y opuesta.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Cuando un objeto se desliza a lo largo de una superficie rugosa, la fuerza de la fricción actúa en dirección contraria a la de la velocidad del objeto.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

De acuerdo a la ley de la gravitación universal se tiene

Donde F=la magnitud de la fuerza gravitacional, m1 = masa de la persona 1, m2 = masa de la
persona 2, r= distancia entre las dos personas y G = es la constante universal.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La ley de la gravitación universal indica que todos los objetos se atraen unos a otros con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Si usamos el símbolo M para la masa de las dos esferas (M = 20,000 kg), de la ley de gravitación universal se tiene:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Aceleración es la variación de velocidad por unidad de tiempo y en el SI se expresa en m/s2.
Velocidad es la distancia y el tiempo en que recorre un objeto ello y se expresa en m/s.
Impuso es la variación de cantidad de movimiento y se expresa en kg.m/s
Fuerza es la magnitud que modifica la cantidad de movimiento y se expresa en m.kg/s2

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Para calcular el consumo de energía en joule es necesario

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Las fórmulas correctas son:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La energía cinética es la energía que poseen todos los cuerpos en movimiento.
La energía térmica es la energía que se genera por el movimiento de las moléculas que posee la materia.
La energía eléctrica es la energía que se crea por el movimiento de los electrones a través de un conductor.
La energía mecánica es la energía que se obtiene al sumar la energía cinética y la energía potencial que tiene un cuerpo.

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La evaporación es un proceso físico que consiste en el cambio del estado líquido de un elemento al estado gaseoso tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial.

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La energía solar es la generada a partir de la luz que emite el sol y que es interceptada por la superficie terrestre. Una de sus aplicaciones más importantes es el aprovechamiento de ésta a través de celdas fotovoltaicas empleadas para generar electricidad.
La energía eólica es la obtenida de la fuerza del viento gracias a la energía cinética generada por las corrientes del aire. La más común de sus aplicaciones es aprovechando el movimiento del aire mediante aspas.
La energía hidráulica es la que se produce mediante la corriente de agua que se genera en las presas y se transforma en energía con turbinas que mueven un generador eléctrico en las centrales hidroeléctricas.
La energía geotérmica es la que se obtiene aprovechando el calor del interior de la tierra que llega a la corteza terrestre a través de vapor, el cual se utiliza para mover turbinas eléctricas en las centrales geotermoeléctricas.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

De acuerdo con la fórmula

La densidad del aire es de

Despejamos el valor de la masa:

Vd = m
Después:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Utilizando la ecuación que define la densidad de un cuerpo son datos del problema, con estos, obtenemos la densidad del lingote formado por oro y cobre.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La densidad de la mezcla está dada por:

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La fórmula para determinar los grados Fahrenheit es:

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El calor específico del aluminio es 0.212 cal/g ºC.
La fórmula para determinar la cantidad de calor de un cuerpo es:

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La conducción es el proceso de transmisión del calor basado en el contacto directo de dos objetos. Las moléculas del objeto caliente, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto frío, que se mueven más despacio. A medida que colisionan las moléculas rápidas transmiten algo de su energía a las más lentas. Estas, a su vez, colisionan con otras moléculas en el objeto frío. Este proceso continúa hasta que la energía del objeto caliente se extiende por el objeto frío.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier indica que “en un sistema aislado, durante toda reacción química ordinaria, la masa total en el sistema permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa de los productos obtenidos”, por lo cual la frase que no corresponde a los principios de la dinámica es la c.

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La tercera ley de la termodinámica indica que “la entropía de una sustancia pura en el cero absoluto es cero”. Por consiguiente, la tercera ley provee de un punto de referencia absoluto para la determinación de la entropía.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La ley de Coulomb dice que “la fuerza con que dos cargas se atraen o se repelen es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

La capacitancia equivalente del grupo de condensadores que están conectados en paralelo es igual a la suma de capacidades de los condensadores individuales. Mientras que la capacitanciaequivalente del grupo de condensadores que están conectados en serie es igual a la suma inversa de capacidades de los condensadores individuales.

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Los datos del problema son resistencia de 10 Ohmios y una tensión de 30 Volts, por lo que

De acuerdo con la ley de Ohm se tiene:

Por lo que son necesarios 10 amperes para alimentar a la lavadora

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Aplicando la ley de Ohm:
V=Ir
Y se tiene que:

Sustituyendo los valores indicados en la tabla, se tiene:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

Al hacer análisis dimensional, la permeabilidad tiene las unidades:

EXPLICACIÓN DE LA RESPUESTA CORRECTA

De acuerdo con los datos: