Programa

TALLER VI

Un cuerpo de masa M experimenta los siguientes movimientos: • • • •

Ciencias Básicas

1.

Física

Estándar Anual

En el tramo A, el cuerpo se mueve a lo largo de 10 metros sobre una superficie horizontal lisa. En el tramo B, el cuerpo se mueve sobre una superficie horizontal rugosa a lo largo de 5 metros. En el tramo C, el cuerpo sube por un plano inclinado hasta una altura de 3 metros. En el tramo D, el cuerpo desciende verticalmente hasta el suelo.

La siguiente figura muestra la trayectoria seguida por el cuerpo.

C

A

D

B

Respecto a lo anterior y considerando que WA, WB, WC y WD son los trabajos realizados por el peso del cuerpo en cada tramo, es correcto afirmar que WA y WB son nulos. WD es positivo. WC es igual a WD.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

TALCES006CB32-A16V1

I) II) III)

Cpech

1

Ciencias Básicas Física 2.

3.

4.

5.

La siguiente figura corresponde a la trayectoria de un carro en una montaña rusa. Despreciando la fuerza de roce, y considerando que EI, EII y EIII son las energías mecánicas del carro en los puntos I, II y III, respectivamente, ¿cuál de las siguientes relaciones es correcta? A)

EI > EII > EIII

B)

EI > EIII > EII

C)

EII > EIII > EI

D)

EIII > EII > EI

E)

EI = EII = EIII

I II

III x

Desde un mismo punto se lanzan verticalmente hacía arriba dos cuerpos de distinta masa, los cuales alcanzan la misma altura. Considerando esta situación, es correcto afirmar que en el instante en que fueron lanzados, los cuerpos tenían I) II) III)

igual energía mecánica. igual velocidad. diferente energía cinética.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo II y III

Un ciclista sube por una cuesta con rapidez constante. Respecto de esta situación y considerando que existe roce en el sistema, es correcto afirmar que I) II) III)

la energía mecánica total del ciclista permanece constante. la energía cinética del ciclista permanece constante. la energía potencial gravitatoria del ciclista no permanece constante.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y III Solo II y III

Considerando la clasificación de las ondas según el movimiento que producen en las partículas del medio de propagación, es correcto afirmar que las ondas longitudinales son aquellas que A) B) C) D) E)

2

y

Cpech

transportan las partículas del medio en la misma dirección en la que se propaga la onda. producen que todas las partículas del medio vibren en una misma dirección. se propagan por medios materiales, produciendo vibración en las partículas. viajan en la misma dirección en que vibran las partículas. producen que las partículas del medio vibren perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

TALLER 6.

Dos trenes de ondas de igual frecuencia y amplitud se desplazan por la misma cuerda en sentidos contrarios. En cada uno de ellos se han marcado los montes con las letras A, B, C y D, E, F, respectivamente, tal como lo muestra la figura. A

B

C

Z

D

E

F

Sabiendo que en la zona Z las ondas se superpondrán, y considerando el instante en que coincidirán exactamente los puntos: A con D, B con E y C con F, ¿cuál de las siguientes alternativas es correcta? A) B) C) D) E) 7.

En Z se producirán solo zonas de interferencia constructiva. En Z se producirán solo zonas de interferencia destructiva. En Z se producirán, principalmente, zonas de interferencia constructiva y algunas zonas de interferencia destructiva. En Z se producirán, principalmente, zonas de interferencia destructiva y algunas zonas de interferencia constructiva. En Z no se producirá interferencia.

En una pista de patinaje recién construida y muy lisa (sin roce), un patinador se encuentra detenido y listo para probarla, para lo cual se deja caer por la pendiente inicial, tal como lo muestra la figura. C

A

h

3 h 2

h B

Considerando las alturas mostradas, y que el patinador en ningún momento impulsa su patineta durante el recorrido, es correcto afirmar que I) II) III)

al alcanzar el punto A, la rapidez del patinador es nula. en el punto B el patinador alcanza la máxima velocidad. la energía cinética lograda por el patinador en el punto B le permite alcanzar el punto C.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo I y II Solo I y III Solo II y III I, II y III

Cpech

3

Ciencias Básicas Física 8.

Un pescador idea un rudimentario “motor a propulsión” para su bote, para lo cual utiliza un fuelle firmemente sujeto a la estructura de su embarcación, con el cual expulsa aire a presión y logra desplazarse por el mar, tal como lo muestra la figura 1. 1)

Posteriormente, el ingenioso pescador piensa en cómo mejorar la eficiencia de su motor a propulsión y, realizando algunas modificaciones, instala una vela en su bote, sobre la cual dirigir el chorro de aire a presión, tal como lo muestra la figura 2.

2)

Considerando que en ambos casos el pescador, el bote y el fuelle son los mismos, que el fuelle expulsa la misma cantidad de aire y con la misma presión, y que en la segunda situación no hay ráfagas de viento que actúen sobre la vela del bote, sino solo aquella generada por el pescador y su fuelle, es correcto afirmar que I)

9.

II) III)

el principio de funcionamiento del motor creado por el pescador está basado en la ley de acción y reacción de Newton. con el segundo método el bote se mueve más rápido que con el primero. con el segundo método el bote no logra moverse.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III

Respecto de la rapidez de propagación y la frecuencia de una onda sonora que viaja por diferentes medios homogéneos, es correcto afirmar que

B)

m . s su frecuencia aumenta al pasar de un medio a otro de mayor densidad.

C)

su frecuencia disminuye al pasar de un medio a otro de mayor densidad.

D)

su rapidez aumenta al pasar del aire al agua.

E)

su rapidez disminuye al pasar del aire al agua.

A)

4

Cpech

su rapidez de propagación es 340

TALLER 10.

Un cuerpo de 2 [kg] de masa se cuelga desde el techo mediante una cuerda de 3 [m] de largo. Posteriormente, el cuerpo es elevado a una altura de 3 [m] y es soltado, tal como lo muestran las figuras adjuntas.

A

3 [m]

B 1 [m] Figura 2

Figura 1

m , A corresponde al punto de altura máxima, s2 m B es el punto de energía potencial mínima y la máxima rapidez que alcanza el cuerpo es de 6 , s ¿cuál es la energía disipada en el trayecto entre A y B, debido al roce con el aire? Si la magnitud de la aceleración de gravedad es 10

A) B) C) 11.

12.

4 [J] 24 [J] 36 [J]

D) E)

56 [J] 60 [J]

¿En cuál(es) de las siguientes situaciones interviene el fenómeno de descomposición de la luz blanca? I) II) III)

Alberto observa la formación de un arcoíris después de una lluvia. Isaac admira una colorida pintura en el Museo de Bellas Artes. Luis observa el semáforo en una esquina, esperando que cambie de rojo a verde para poder cruzar.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo I y II Solo I y III Solo II y III I, II y III

km Un cuerpo de 10 [kg] se desplaza horizontalmente y en línea recta, con una rapidez de 720 h . Si sobre el cuerpo comienza a actuar una única fuerza de magnitud 80 [N], en la misma dirección del movimiento, ¿durante cuánto tiempo debe actuar para lograr detenerlo? A) B) C) D) E)

8 segundos 9 segundos 25 segundos 72 segundos 90 segundos Cpech

5

Ciencias Básicas Física 13.

La esfera de la figura se desliza inicialmente con rapidez V por la superficie S, que se encuentra a una altura H. Luego, cae por la superficie P y continúa deslizándose por las superficies Q y R que muestra la figura.

S R

H

P

Q

Si las superficies no presentan roce, es correcto afirmar que

14.

I) II) III)

en el sector P la energía mecánica de la esfera aumenta. en el sector Q la energía mecánica de la esfera es igual que la que tenía en el sector S. al subir por la superficie R, la esfera alcanza una altura máxima H.

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D)

Solo I y III

E)

Solo II y III

Un estudiante, luego de viajar en un automóvil, se baja, toca los neumáticos y se da cuenta de que estos están calientes. En otra ocasión, el estudiante tira de un carrito de compras, cuyas ruedas rechinan (suenan), por lo que las aceita y estas dejan de sonar, rodando con mayor facilidad. En una tercera ocasión, el estudiante observa cómo dos piezas metálicas de una máquina, que se frotan entre sí, se calientan al punto de ponerse al rojo. Posteriormente, en una clase de física, el estudiante aprende que en un sistema mecánico en el que exista roce, la energía se pierde constantemente, por lo que su valor total no permanece constante. Después de pensar y reflexionar respecto de lo aprendido en clases y de las situaciones experimentadas por él anteriormente, el estudiante escribe en su cuaderno las siguientes afirmaciones. I) II) III)

El roce toma parte de la energía de un sistema mecánico y la transforma en calor, liberándola al ambiente y produciendo que la energía del sistema disminuya. El roce toma parte de la energía de un sistema mecánico y la transforma en sonido, liberándola al ambiente y disminuyendo la energía total del sistema. El roce toma parte de la energía de un sistema mecánico y la transforma en luz, produciendo una disminución de la energía mecánica total del sistema.

¿Cuál(es) de estas afirmaciones es (son) una conclusión correcta hecha por el estudiante, que se desprende(n) de sus observaciones? A) B) C) 6

Cpech

Solo I Solo I y II Solo I y III

D) E)

Solo II y III I, II y III

TALLER 15.

Un cuerpo de 2 [kg] se lanza verticalmente hacia arriba desde una altura de 1 metro respecto del suelo. Si en el momento de haber sido lanzado el cuerpo posee una energía cinética de 169 [J], y en el proceso de ir y volver al punto de partida disipa 25 [J] producto del roce con el aire, ¿cuál es la rapidez que posee el cuerpo cuando regresa al punto de lanzamiento? A) B) C)

16.

18.

D) E)

m s 15 m s

14

¿En cuál de los siguientes fenómenos ondulatorios una onda necesariamente cambia de medio de propagación? A) B) C)

17.

m s m 12 s m 13 s 5

Reflexión Refracción Difracción

D) E)

Interferencia Resonancia

Daniel viaja en un automóvil en una fría mañana de invierno y ve cómo los vidrios se empañan completamente, lo que impide ver hacia afuera con nitidez. Considerando el comportamiento de los materiales respecto de la luz, es correcto afirmar que I) II) III)

los vidrios empañados se comportan como un material translúcido. los vidrios empañados se comportan como un material opaco. si Daniel limpia un vidrio con su mano, este vuelve a comportarse como un material transparente.

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y III Solo II y III

Una onda se propaga en un medio A con una rapidez V, longitud de onda L y frecuencia F. Al propagarse en un medio más denso, la onda siempre mantiene constante su I) II) III)

rapidez de propagación. longitud de onda. frecuencia.

Es (son) correcta(s) A) B) C) 19.

solo I. solo II. solo III.

D) E)

solo I y III. I, II y III.

¿En cuál de los siguientes fenómenos experimentados por el sonido este cambia su rapidez de propagación? A) B) C)

Interferencia Efecto Doppler Difracción

D) E)

Refracción Reflexión

Cpech

7

Ciencias Básicas Física 20.

Cuando la luz se transmite del aire al agua, es correcto afirmar que A) B) C) D) E)

21.

aumenta su rapidez de propagación. disminuye su rapidez de propagación. aumenta su periodo. disminuye su periodo. aumenta su longitud de onda.

En un plano inclinado se suelta una caja de 100 [N] de peso, deslizándose sin roce 10 [m] hasta llegar al suelo. Si la energía potencial gravitatoria es nula al nivel del suelo y la energía mecánica de la caja al final del plano es de 500 [J], ¿cuál es la altura desde la cual comenzó a deslizar? A) B) C) D) E)

22.

1 [m] 5 [m] 10 [m] 11 [m] 20 [m]

Un estudiante pega con cera de vela 4 clips metálicos a una barra de cobre, tras lo cual enciende un mechero en un extremo de la barra, entregándole calor de forma continua, tal como lo muestra la figura adjunta. Barra de cobre

1

2

3

4 Mechero

Respecto de esta situación y considerando que después de un determinado tiempo todos los clips se desprenden de la barra, es INCORRECTO afirmar que A) B) C) D) E) 23.

el clip 4 es el primero que se desprende de la barra. el clip 3 cae antes que el 2. el calor que llega a los clips se transmite por convección. la barra experimenta dilatación. al calentarse la barra lo suficiente, la cera que fija los clips experimenta fusión.

Una piedra que es soltada desde una altura de 10 [m] con respecto al suelo, llega a este con una energía cinética de 1.000 [J]. Si no existe roce, la magnitud de la aceleración de gravedad es m 10 2 y la energía potencial gravitatoria es nula al nivel del suelo, ¿cuál es la masa de la piedra? s A) B) C)

8

Cpech

0,1 [kg] 0,2 [kg] 1,0 [kg]

D) E)

5,0 [kg] 10,0 [kg]

TALLER 24.

Un huevo es soltado desde una altura de 1 [m] con respecto al suelo. Despreciando el roce con el aire y asumiendo que la energía potencial gravitatoria es nula al nivel del suelo, se afirma que cuando el huevo ha caído 50 [cm] I) II) III)

su energía cinética ha aumentado al doble, respecto de su energía cinética inicial. tiene una energía mecánica total igual a la inicial. su energía potencial gravitatoria ha aumentado al doble, respecto de su energía potencial gravitatoria inicial.

Es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) 25.

solo I. solo II. solo III. solo I y II. solo II y III.

Un rayo de luz que se propaga en el aire incide sobre una de las caras de un cubo de vidrio transparente, transmitiéndose a través de él y volviendo al aire nuevamente. , , y son los ángulos formados entre el rayo de luz y las normales 1 y 2, tal como lo muestra la figura adjunta. Vidrio

Normal 1 Normal 2

Si las normales son rectas paralelas entre sí, ¿cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta(s)? I) II) III)

= = La luz disminuye su rapidez de propagación al pasar del aire al vidrio.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

Cpech

9

Ciencias Básicas Física 26.

Una esfera de 1 [kg] de masa se deja caer desde 10 metros de altura, deslizando por un riel metálico, tal como lo muestra la figura adjunta.

10 [m]

h A

1[m]

B

Considerando que en el tramo AB, de 1 metro de largo, actúa una fuerza de roce de módulo 6 [N], m que el resto de la superficie es lisa y que la magnitud de la aceleración de gravedad es 10 2 , s ¿cuál es la altura máxima h que alcanza la esfera en el extremo opuesto del riel? A) B) C) D) E) 27.

0,4 [m] 0,6 [m] 9,4 [m] 9,6 [m] 10,0 [m]

La gelifracción o gelivación es el proceso de fragmentación de la roca producido por los cambios bruscos de temperatura que hacen que se congele el agua contenida en sus grietas. Las siguientes imágenes muestran rocas que se fragmentaron debido a este fenómeno.

De las siguientes alternativas, ¿cuál puede ser la explicación más apropiada para el fenómeno de la gelifracción? A) B) C) D) E)

10

Cpech

La temperatura de congelamiento del agua depende de la presión atmosférica. Las rocas poseen mayor conductividad térmica que el agua. El agua posee un mayor calor específico que las rocas. El agua se dilata al congelarse. El agua aumenta su capacidad calórica al congelarse.

TALLER 28.

29.

Una onda se propaga en un medio A con rapidez 2v, longitud de onda 2L y frecuencia f. Si al ingresar a un medio B su longitud de onda es L y su frecuencia es f, ¿cuál es su rapidez de propagación? A)

v 4

D)

2v

B)

v 2

E)

4v

C)

v

La siguiente figura corresponde al gráfico de posición x, en función del tiempo t, de un cuerpo que describe una trayectoria rectilínea. x [m]

60 30 0

1

2

3

4

t [s]

Respecto de la información contenida en el gráfico, ¿cuál es la rapidez media entre t = 1 [s] y t = 3 [s]? A) B) C) D) E)

30.

10 m s 15 m s 20 m s 30 m s 45 m s

Desde una altura de 6 [m] respecto del suelo, una persona lanza una piedra verticalmente hacia m abajo, con una rapidez de 4 . Si la masa de la piedra es 1 [kg], la magnitud de la aceleración s m de gravedad es 10 2 , la energía potencial gravitatoria es nula a nivel del suelo y no existe roce s con el aire, ¿cuál es la energía cinética de la piedra al llegar al suelo? A) B) C) D) E)

46 [J] 52 [J] 68 [J] 92 [J] 104 [J] Cpech

11

Ciencias Básicas Física

Tabla de corrección Ítem

Alternativa

Habilidad

1

Comprensión

2

Reconocimiento

3

Comprensión

4

Comprensión

5

Reconocimiento

6

Reconocimiento

7

Comprensión

8

Reconocimiento

9

Comprensión

10

Reconocimiento

11

Comprensión

12

Aplicación

13

Comprensión

14

Comprensión

15

Aplicación

16

Reconocimiento

17

Reconocimiento

18

Comprensión

19

Reconocimiento

20

Comprensión

21

ASE

22

Comprensión

23

Aplicación

24

Comprensión

25

Comprensión

26

Aplicación

27

Comprensión

28

Comprensión

29

Aplicación

30

Aplicación Registro de propiedad intelectual de Cpech. Prohibida su reproducción total o parcial.

12

Cpech