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• martin hamilton

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Preguntas y problemas II. Interacciones mecánicas, fuerza y movimiento 1. Tercera ley de Newton. El carácter vectorial de la fuerza. Contesta las siguientes preguntas. 1. Un aspersor de agua giratorio (utilizados para regar jardines) se mueve en dirección contraria al chorro de salida de agua, esto es debido a la: a) b) c) d)

Tercera ley de Newton. Segunda ley de Newton. Velocidad de salida del agua. Aplicación de un impulso inicial.

2. Al patear un balón de fútbol, es válido afirmar que sobre el esférico: a) b) c) d)

No hay aceleración. Sólo se ejerce una fuerza. Aparece una fuerza opuesta. No hay una fuerza resultante.

3. Cuando alguien cae al suelo, y de acuerdo con la tercera Ley de Newton, podríamos decir que: a) b) c) d)

Cae con rapidez constante. La Tierra empujó a la persona. La persona no empujó a la Tierra. Cae con una aceleración igual a cero.

4. Cuando se está empujando un objeto y después se deja de aplicar fuerza, éste se detiene debido a que: a) b) c) d)

No hay contacto. La fuerza desaparece. La fuerza se desgasta. Hay una fuerza opuesta.

5. Al inflar un globo y después soltarlo éste sale volando y se desplaza por efecto del chorro de aire que sale de él, ¿cuál es la representación correcta para este caso?

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6. Al empujar un objeto muy pesado, la fuerza que se aplica para ponerlo en movimiento puede percibirse en nuestras manos, ¿podíamos afirmar entonces que el objeto también empuja? ¿Por qué? 7. En el espacio exterior, cuando los astronautas trabajan en labores de mantenimiento en la estación internacional saben que deben ser muy cuidadosos hasta para colocar un tornillo, ¿qué sucedería si un astronauta empujara bruscamente y no estuviera asegurado a la nave? 8. Las mangueras usadas en el combate a los incendios deben ser detenidas por al menos dos bomberos, si la manguera se dejará libre ésta se movería anárquicamente, ¿a qué se debe este efecto? 9. Sobre tres cuerdas sujetas entre sí se ejercen las fuerzas que se muestran en la figura, ¿cuál es la magnitud y dirección de la fuerza resultante?, ¿el sistema se encuentra en equilibrio? Y

F1 = 100 N 30° 30°

60°

X

F2 = 150 N F3 = 80 N

10. Sobre la columna de un pequeño puente se aplican tres fuerzas, como se muestra en la figura. Determina la magnitud y la dirección de la fuerza equilibrante para este sistema. Y F1 = 7 000 N F2 = 13 000 N 30°

70° 70°

X

F3 = 3 000 N 2

2. Movimiento rectilíneo uniforme. 11. Al realizar un estudio, un biólogo observa cómo se desplaza un ratón, tomando como referencia su madriguera. Respecto a ese punto, los desplazamientos son los que se muestran en la figura. Determina cuál es el desplazamiento resultante para la suma de d1, d2, d3 y d4. Y d2 = 80 m d1 = 50 m 45°

20°

X

60°

60° d3 = 30 m

d4 = 120 m 12. Superman vuela desplazándose a 10 m/s contra el viento soplando con la misma rapidez, ¿cuál será la rapidez resultante para el superhéroe? Y v1 = 10 m/s

50° 50°

X

v2 = 10 m/s 13. Dos convoyes del tren subterráneo llegan simultáneamente a una estación, uno en dirección opuesta al otro; si uno de los trenes se

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desplaza a 40 km/h y el otro a 25 km/h, ¿cuál será la rapidez a la que se desplaza el tren contrario para un pasajero en cada uno de los trenes? 14. De manera general, describe cómo sería la distancia recorrida por un objeto si comparamos su desplazamiento con su trayectoria. 15. ¿Es posible que el desplazamiento sea mayor que la trayectoria? De ser afirmativa tu respuesta, ¿bajo qué condiciones sería esto posible? 16. Dos autos parten de la misma ciudad hacia el mismo destino pero lo hacen con media hora de diferencia. Si la distancia de separación entre ambos vehículos no cambia, ¿qué tipo de movimiento se tiene? 17. Si el velocímetro de un auto nos indica la “velocidad” a la que se desplaza, ¿por qué se afirma que ésta es un término incorrectamente aplicado? Explica. 18. Durante su vuelo una mosca sigue una trayectoria completamente desordenada. ¿Qué consideración se tiene que hacer para determinar el valor de su velocidad media? 19. En el movimiento rectilíneo uniforme al transcurrir el tiempo la distancia recorrida aumenta, por ello se dice que existe una relación de proporcionalidad: a) b) c) d)

Directa. Inversa. Variable. Constante.

20. Un nadador cruza un río cuyas aguas se mueven a razón de 2,2 m/s, si su rapidez de nado es de 1,2 m/s en aguas en reposo, ¿cuál es la velocidad con la realmente cruza el río? 21. Para el ejercicio anterior, ¿qué distancia recorrió el nadador si cruzó el río en 32 s? 22. Un guepardo o chita puede desplazarse con una rapidez media de 110 km/h, ¿qué tiempo le tomaría recorrer 450 m si mantuviera esa rapidez durante el recorrido? 23. Un cohete es lanzado durante los festejos de un pueblo, si el estallido se dio a 1,7 km de distancia de una persona que lo escucha, ¿cuánto tiempo tardó en llegar el sonido? (La velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s.) 24. En el 2002, el keniano Enos Ketter corrió la maratón de la Ciudad de México en un tiempo de 2:13:44, si la distancia recorrida es de 42.195 kilómetros, ¿cuál fue la velocidad media durante el recorrido? Expresa el resultado en m/s.

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25. El 14 de junio de 2005, el jamaicano Asafa Powell batió el récord del mundo en la prueba de los 100 metros planos, con un tiempo de 9.77 segundos, ¿cuál es el valor de su rapidez expresada en km/h? 26. Supón que Asafa Powell pudiera mantener constante su rapidez de desplazamiento (lo que sería imposible en la realidad), ¿qué tiempo le tomaría ir desde la Ciudad de Tijuana, en México, hasta la de Buenos Aires, en Argentina? (La distancia de Buenos Aires a Tijuana es de 9687 km). 27. La luz que nos llega del Sol tarda aproximadamente 8 min en recorrer la distancia media entre la estrella y la Tierra, si la luz viaja a una velocidad de 300 000 km/s, ¿cuál es la distancia de separación? 28. Luisa Lane envió un mensaje pidiendo ayuda a Superman pues Lex Luthor lanzó un misil que tardará 15 min en llegar a Metrópolis. Justo en ese momento el héroe se halla a 1,5  1011 m de la Tierra, si el mensaje se transmite a la velocidad de la luz (300 000 km/s), ¿qué tiempo tardará en llegar el mensaje? ¿Logrará salvar a la ciudad? 29. Durante el rally París-Dakar una camioneta se desplaza en promedio, sobre la arena del desierto, a razón de 50 km/h, en asfalto a 110 km/h y en terracería a 70 km/h. ¿Qué tiempo tardará en cubrir la distancia de 10 905 km del recorrido? El recorrido se reparte en 3 027 km de terracería, 5 670 km en asfalto y 2 208 km de arena. 30. Un auto y una camioneta parten simultáneamente desde un mismo lugar, el auto se desplaza con una rapidez media de 80 km/h mientras que la camioneta lo hace a 110 km/h. Si ambos siguen la misma dirección, ¿cuál será la distancia de separación media después de 30 minutos? 31. La distancia y el tiempo de recorrido de un auto que se desplaza por una carretera en línea recta fueron registrados y la información obtenida se muestra en la siguiente tabla: d (km) t (h) a) b) c) d) e)

0 0

80 1

160 2

220 3

280 4

340 5

Grafica la distancia recorrida en función del tiempo. Obtén la ecuación que describe al movimiento. Determina el valor de la velocidad del auto a las 2 ½ h de viaje. Determina la distancia recorrida durante las últimas tres horas. Determina la distancia total del recorrido.

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32. La gráfica que se muestra representa la relación del desplazamiento en función del tiempo para el movimiento de una manada de bisontes migrando. Observa el comportamiento gráfico y responde: a) ¿En qué intervalo(s) el movimiento fue con rapidez constante? b) ¿Cuándo el movimiento fue con rapidez variable? c) ¿Cuándo la manada se mantuvo en reposo? d) ¿En algún momento cambiaron de dirección? e) ¿Cuál fue la distancia total del recorrido?

3. Movimiento con velocidad variable. 33. Durante un juego de fútbol un jugador se mueve con aceleración constante y negativa, entonces su rapidez: a) b) c) d)

Aumenta. No cambia. Disminuye. Es constante.

34. Un corcho se desplaza en un río en línea recta y se observa que a cada segundo recorre la misma distancia, por ello se sabe que su aceleración es: a) b) c) d)

Variable. Menor que cero. Igual a cero. Mayor que cero.

35. En la prueba de los 100 m planos, un atleta amateur tarda 10,5 s en cubrir la distancia. Si parte del reposo, ¿cuál es el valor de la aceleración media?

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36. La gráfica muestra el comportamiento del movimiento de una partícula, con base en la descripción gráfica de la rapidez en función del tiempo contesta:

a) ¿En qué intervalo(s) el movimiento fue con aceleración constante? b) ¿Cuándo el movimiento fue con rapidez constante? c) ¿Cuándo el movimiento fue con aceleración variable? d) ¿En qué momento la partícula disminuyó su rapidez? e) ¿Cuál fue la máxima aceleración? 37. Un automóvil cambia su rapidez de 18 a 23 m/s en un tiempo de 5,3 s. ¿Cuál es el valor de su aceleración media? 38. Un protón (partícula con carga eléctrica positiva) es acelerado y se desplaza en línea recta con una velocidad de 10 m/s en t = 0 s. Su velocidad a los 20 s es 50 m/s. a) ¿Cuál es el valor de su aceleración media en ese intervalo de tiempo? b) ¿Cuál será el valor de la velocidad media en ese mismo intervalo de tiempo? 39. La distancia mínima necesaria para que un auto que viaja a 15,7 m/s se detenga es de 12,2 metros. Si se detuviera con la misma aceleración pero viajando a una velocidad de 31,4 m/s, ¿cuál sería la distancia mínima requerida? 40. Un electrón es acelerado en un tubo de rayos catódicos y cambia su velocidad de 3  105 m/s hasta 4.5  106 m/s, recorriendo 30 cm. ¿Qué tiempo tardó el electrón en recorrer esa distancia?

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41. Un guepardo cambia su rapidez de los 0 a los 70 km/h en dos segundos, ¿cuál es el valor de aceleración media del felino? ¿Qué distancia recorre en esos 2 s? 42. Una canica se desliza por un carril de aluminio inclinado y tarda 1,3 s en recorrer una longitud de 120 cm. Si la canica parte del reposo y con aceleración constante, ¿cuál es la aceleración del movimiento? Con el mismo valor de aceleración, ¿qué distancia recorrería en 7 s? 43. En una carrera un auto parte del reposo y acelera a 9 m/s 2 en 350 m ¿Qué tiempo le tomó al auto recorrer esa distancia? ¿A qué velocidad pasó por ese punto? 44. Un auto se desplaza sobre una autopista a 30 m/s cuando sorpresivamente se atraviesa una vaca, la cual se encuentra a 80 m del auto, ¿cuál debe ser el valor mínimo de aceleración negativa para evitar golpear a la vaca? 4. Primera ley de Newton. Segunda ley de Newton. 45. De acuerdo con la primera ley de Newton, sobre un cuerpo que se encuentra en reposo o en movimiento con velocidad constante, la suma de fuerzas que actúa sobre su masa es: a) b) c) d)

Constante. Igual a cero. Menor que cero. Mayor que cero.

46. Al acelerar rápidamente un camión que se hallaba en reposo, provoca que los pasajeros que estaban de pie caigan hacia atrás, ésta es una consecuencia directa de la: a) b) c) d)

Ley de la inercia. Tercera ley de Newton. Segunda Ley de Newton. Ley de la acción y reacción.

47. Una mujer asegura haberse lastimado el cuello cuando el tren en que viajaba frenó bruscamente, indica que justo en ese momento se estiraba para dar una revista a un pasajero sentado frente a ella y que cayó golpeándose con el respaldo de su propio asiento. ¿Es cierta esta afirmación? ¿Por qué? 48. En la Tierra, si dejamos de aplicar fuerza sobre un objeto, éste se detiene; sin embargo, en el espacio al dar un impulso inicial el objeto no se detendría, esto se debe a: a) Que no hay fricción. b) La segunda ley de Newton.

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c) Que su velocidad es variable. d) Que su aceleración es constante. 49. Cuando descansas cómodamente sobre un sillón, manteniéndote en reposo, ¿se estarán ejerciendo fuerzas sobre tu cuerpo? De ser afirmativa tu respuesta, ¿cuál sería el resultado de la suma de ellas? 50. Si se duplicara la fuerza resultante que actúa sobre un cohete que sale de la Tierra, el resultado sería: a) b) c) d)

Una velocidad constante. Aumento en la aceleración. Disminución de la velocidad. Disminución de la aceleración.

51. Sobre un camión de carga se aplica una fuerza constante, al pasar un bache pierde parte de su carga disminuyendo con ello la masa, debido a ello la aceleración: a) b) c) d)

Aumenta. Disminuye. Es constante. Es igual a cero.

52. Al aplicar y mantener una fuerza constante sobre un cuerpo, si aumenta el valor de su masa la aceleración disminuye, entonces se tiene una relación de proporcionalidad: a) b) c) d)

Directa. Inversa. Variable. Constante.

53. Una mosca quedó atrapada entre dos bloques de madera, cuyas masas son m1 y m2, respectivamente. Los bloques están sobre una superficie sin fricción. Si se aplicara una fuerza horizontal sobre uno de los dos bloques, ¿en cuál caso la mosca tendría mayor posibilidad de sobrevivir?

m2 m1 54. Al aplicar dos fuerzas al mismo tiempo sobre un contenedor de 1,6 toneladas de masa éste se desplaza con aceleración constante. Las fuerzas que actúan sobre él son: 1000 N a 150° y 1200 N a 210°. ¿Con

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qué aceleración se desplaza la carga? (Sugerencia: debes obtener el valor de la fuerza resultante.) 55. Una carreta parte del reposo jalada por un par de bueyes, posteriormente se desplaza a una rapidez de 5,55 m/s. Si la masa de la carreta y la carga es de 250 kg, ¿cuánta fuerza aplica cada buey? (Estima que ambos bueyes aplican la misma fuerza.) 56. Un auto viaja con una velocidad constante de 20 m/s, ¿cuál es el valor de la fuerza resultante que actúa sobre él? 57. Una lavadora de 40 kg de masa es empujada, partiendo desde el reposo, y se mueve una distancia de 6 m en 10 s. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza aplicada? 58. Durante el mundial de atletismo, en la prueba de lanzamiento de bala, un atleta logró una velocidad de lanzamiento de 14 m/s. Si la bala tiene una masa de 7,26 kg, ¿qué fuerza aplicó sobre la bala? La bala tardó 0,50 s en salir de su mano. 59. Al disparar una bala se aplicó una fuerza promedio de 300 N. Si la bala parte del reposo y en 5  10−3 s alcanzó una velocidad de 300 m/s a la salida del cañón, ¿cuál será el valor de la masa de la bala? 60. Un contenedor cuya masa es de 600 kg acelera a 1 m/s 2. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza que lo impulsa? 61. Sobre un cuerpo se aplica una fuerza de 500 N, acelerándolo a 9,81 m/s2, ¿cuál es la masa del cuerpo? 62. Sobre una roca de 150 kg, que se quiere sacar de un río, actúan dos fuerzas, la magnitud de una de ellas es de 800 N y la otra de 500 N. Si ambas fuerzas son colineales, ¿cuál es la aceleración de la roca? 63. Supón que sobre la roca del ejercicio anterior las fuerzas se aplican durante 3 minutos. ¿Cuál sería la distancia recorrida en ese tiempo?, ¿qué velocidad alcanzará a los 3 minutos? 64. Un carro deslizador, con un niño sentado en él, parte del reposo y recorre 500 m en un tiempo de 60 s. Si la masa total es de 50 kg y suponiendo que la aceleración es constante, ¿cuál es la magnitud de la fuerza resultante que se ejerce sobre el carro?

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5. Peso de un cuerpo. Caída libre. 65. La aceleración gravitacional en la Luna es de 1/6 respecto de la que existe en la Tierra. ¿Cómo sería la altura alcanzada por un astronauta al saltar en la Luna, comparada con la que alcanzaría en la Tierra si para ello aplica la misma fuerza? a) b) c) d)

Mayor. Menor. Igual. Nula.

66. El peso se distingue de la masa debido al efecto de: a) b) c) d)

La inercia. Su estado. La gravedad. Su movimiento.

67. ¿Es lo mismo dejar caer que lanzar un objeto directamente hacia abajo? ¿Cuál es la diferencia? 68. Si el platino (un metal más caro que el oro) se vendiera por peso, ¿dónde lo comprarías, en la Tierra o en la Luna? ¿Y si se vendiera por masa? 69. ¿Cuánto sería el valor del peso de una nave espacial en el espacio exterior si su masa es de 3800 toneladas? 70. Desde un puente sobre un río, una chica lanza una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial v i, inmediatamente lanza otra piedra directamente hacia abajo con la misma velocidad inicial. Ambas piedras caen en el agua, ¿cómo será la velocidad de las dos piedras al golpear el agua? 71. Después de ganar el rally interplanetario, a Rodolfo Neri le han dado a elegir entre recibir su premio en la Tierra o en el planeta Signus 36 (sede del evento), el premio consiste en recibir su propio peso en oro. Si la aceleración gravitacional de Signus 36 es de 7/3 respecto a la de la Tierra, ¿en qué planeta le convendría recibir su premio? 72. Durante una caminata lunar un astronauta se desplaza dando saltos de medio metro de altura. Si el traje espacial tiene una masa de aproximadamente 130 kg, ¿podría hacer lo mismo estando en la Tierra? ¿Por qué?

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73. La masa de un átomo de cobre es de 1.06  10−22 g. ¿De cuánto sería la masa de 6.022  1023 átomos? 74. Una roca tiene una masa de 3 kg y su peso en un planeta lejano es de 38 N, ¿de cuánto es la aceleración gravitacional en ese planeta? 75. Si te dieran a elegir entre una bolsa que contiene 300 g de diamantes y otra que contiene 5.80 N del mismo mineral, ¿cuál elegirías y por qué? 76. En forma accidental, una maceta cae directamente hacia abajo desde un balcón a 15 m del suelo, ¿cuánto tiempo tardó en chocar contra la banqueta? ¿A qué velocidad chocó? 77. Se lanza una pelota de béisbol directamente hacia arriba y tarda 2 s en alcanzar su altura máxima, ¿qué altura alcanzó la pelota? ¿A qué velocidad fue lanzada? 78. En una planta hidroeléctrica se requiere que al caer el agua golpee las paletas de una turbina con una velocidad de 30 m/s, ¿desde qué altura se debe dejar caer el fluido? 79. Lex Luthor deja caer a Luisa Lane desde la azotea de un edificio de 100 m de alto; Superman vuela directamente hacia ella para salvarla pero por más que se esfuerce tardará 4.25 s en llegar, ¿rescatará el héroe a Luisa Lane? 80. En un espectacular lanzamiento durante una función de lucha libre, un luchador salta desde la tercera cuerda sobre su contrincante tirado en el piso de la arena desde una altura de 3 m, ¿con qué velocidad caerá el volador sobre el luchador? 6. Concepto de presión. 81. Al comprimir una esponja, se tiene un cambio de su: a) b) c) d)

Peso. Masa. Inercia. Densidad.

82. En dos frascos cerrados se tienen dos sustancias de características similares, con igual volumen pero de masas diferentes, ¿qué propiedad te permitiría determinar si se trata o no de la misma sustancia? a) b) c) d)

El peso. La masa. Su estado. La densidad.

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83. ¿Cuándo se ejerce más presión, al aplicar un golpe con el puño cerrado o con la palma de la mano? ¿Por qué? 84. ¿En qué posición ejercerá menos presión un pesado bloque de plomo?

85. ¿Qué presión ejercerá contra el piso una silla de patas rectangulares de 3  7 cm de base, si su masa es de 5 kg? 86. ¿Qué presión ejercerá contra el piso una linda chica cuando se para sobre el tacón de su zapatilla manteniendo el equilibrio, si su masa es de 50 kg y el diámetro del tacón es de 1 cm? 87. ¿Qué presión se ejerce sobre cada una de las llantas de un auto compacto de 1200 kg de masa, en reposo, si la superficie de apoyo de cada neumático tiene forma rectangular de 15  10 cm? 88. Al nivel del mar la presión que ejerce la atmósfera es de 1.013  105 Pa. ¿Qué fuerza se ejercerá sobre una hoja extendida de 35  45 cm? 7. Presión hidrostática. Principio de Arquímedes. Principio de Pascal. 89. Al aplicar fuerza sobre el pistón de menor diámetro de un dispositivo hidráulico que debe levantar un pesado contenedor, la fuerza mínima de salida en el pistón de mayor diámetro debe ser: a) b) c) d)

Igual al peso del contenedor. Similar a la masa del contenedor. Menor que el peso del contenedor. Mucho mayor que el peso del contenedor.

90. Los sillones de accionamiento hidráulico, como los que usan los dentistas o los peluqueros, permiten multiplicar la fuerza que se ejerce para elevar la masa del sillón más la masa del cliente, esto es posible gracias a: a) b) c) d)

La ley de Boyle. El principio de Pascal. El empuje hidrostático. La tercera ley de Newton.

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91. Algunos fenómenos metereológicos, tales como huracanes, tormentas tropicales y tornados, pueden predecirse cuando en un intervalo de tiempo corto, se observa una variación importante de la: a) b) c) d)

Presión atmosférica. Humedad ambiental. Velocidad del viento. Temperatura ambiente.

92. Dentro de una misma ciudad, y estando sobre la misma calle, ¿en qué lugar se tendrá un mayor efecto de la presión atmosférica? a) b) c) d)

Al nivel de la calle. En el tren subterráneo. El segundo piso de una casa. La azotea de un edificio muy alto.

93. Se tienen que subir 20 envases, de 20 litros de capacidad cada uno, al primer piso de un laboratorio, 10 envases contienen agua y los demás alcohol etílico. Si tuvieras que subir 10 de los 20 garrafones, ¿cuál de los dos líquidos elegirías subir? ¿Por qué? 94. ¿Qué masa tendrá un cubo de plomo de 10 cm de lado? Considera que ρHg = 11340 kg/m3. 95. La densidad del aire es de 1,3 kg/m 3, ¿qué volumen ocuparán 7 kg de ese elemento? 96. En una probeta que contiene 32 mL de agua, se introduce una roca que desplaza el volumen del líquido hasta los 73 ml. Si la densidad de la roca es de 2500 kg/m3, ¿cuál es el valor de su masa? 97. En una jeringa se han colocado 30 ml de dióxido de carbono, cuya densidad es de 1,6 kg/m3. Si se comprime la jeringa hasta un tercio de su volumen original, ¿cuál será el valor de la densidad bajo esta nueva condición? 98. Un pez nada a 30 m bajo el nivel del agua de un lago, ¿cuál es el valor de la presión hidrostática que se ejerce sobre él? Si el pez fuera marino, ¿qué presión se ejercería sobre su cuerpo? 99. Un buceador se encuentra a 12 m bajo el nivel del mar, ¿cuál es el valor de presión hidrostática que se ejerce sobre él? ¿Cuál sería el valor de la presión absoluta? 100. ¿Cuál sería la presión de salida para el agua que viene de un tinaco que se encuentra a 23 m sobre el nivel de la llave? 101. ¿A qué presión hidrostática estará sujeto un clavadista si llega a una profundidad de 7 m después de su salto?

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102. ¿Cuál será la presión hidrostática en el fondo de un tanque de gasolina de 3 m de profundidad? 103. Un cilindro contenedor de leche tiene 30 m de alto, ¿cuál será la presión que ejercerá sobre el fondo del depósito? 104. ¿Qué presión ejercerá el agua de mar sobre un visor de 15  7 cm? ¿Cuál será el valor de la presión absoluta sobre el visor? 105. Un chico carga a su novia en una alberca, si la chica desplaza 52,6 L de agua, ¿cuál es su peso aparente? 106. ¿Qué fuerza se requiere aplicar para sostener un cubo de cobre de 10 cm de lado, sujeto mediante una cuerda en el seno de una cubeta que contenga agua? 107. Si el cubo del ejercicio anterior se sumerge ahora en una cubeta con aceite, ¿cuál será el valor de la fuerza de empuje que se ejercerá sobre él? 108. ¿Cuál será el peso de una roca al estar sumergida en agua si al estar en el aire su peso es de 100 N? (ρroca = 2500 kg/m3) 109. ¿Dónde pesará más una bola de acero, sumergida en agua o sumergida en alcohol? 110. El radio de la sección transversal del pistón de entrada de una prensa hidráulica es de 3 cm y el de salida de 10 cm. Si sobre el pistón de entrada se ejerce una fuerza de 200 N, ¿de cuánto será la magnitud de la fuerza de salida? 111. ¿Qué fuerza deberá aplicar un peluquero sobre el pistón de entrada del sistema hidráulico de un sillón, para poder elevar la masa combinada del cliente y el sillón, si el pistón de entrada tiene un área de 30 cm2 y el de salida es de 1000 cm 2? La masa del cliente es de 80 kg y la del sillón de 35 kg. 112. Se emplea un gato hidráulico para cambiar una llanta ponchada, cuyo pistón de entrada tiene un área de 3,14 cm 2, si se deseara levantar una masa de 1,3 toneladas aplicando una fuerza de 500 N, ¿qué área debería tener el pistón de salida? 113. Un compresor de chatarra debe aplicar una fuerza de salida de 10 500 N para compactar, el pistón de salida del dispositivo tiene un área de 0,3 m de diámetro. Si sobre el pistón de entrada se aplican 800 N de fuerza, ¿qué área debe tener el pistón de salida?

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8. Ley de Boyle. Modelo cinético molecular. 114. Una burbuja asciende desde el fondo de una fosa de clavados de 10 m de profundidad, mientras la burbuja asciende su volumen: a) b) c) d)

Sisminuirá. Aumentará. Es constante. Es igual a cero.

115. Un globo aerostático puede ascender debido a que el aire caliente es menos denso que el aire frío, al calentar el gas la distancia de separación entre sus partículas: a) b) c) d)

Disminuirá. No cambia. Aumentará. Es igual a cero.

116. Al cambiar del estado gaseoso al estado líquido, ¿qué sucederá con las partículas de una masa de agua? a) b) c) d)

Se moverán más rápido. Se moverán más lentamente. En ambos casos el movimiento es igual. La velocidad de las partículas es constante.

117. Una masa de gas contenida en un recipiente cerrado herméticamente con una tapa móvil, ocupa un volumen de 3,5 L cuando su presión es de 760 mmHg, ¿cuál sería su volumen si la presión disminuyera a la mitad de su valor original? 118. ¿Sería posible utilizar una jeringa bien lubricada, para minimizar el rozamiento que contuviera una masa de aire, como un instrumento de medición de la variación de la presión atmosférica? Considera que la temperatura no cambia. 119. Una masa de aire ocupa un volumen de 20 mL cuando se aplica una presión atmosférica de 70500 Pa, ¿qué presión deberá aplicarse sobre el pistón para que el volumen del gas sea de 5 mL? Supón que la temperatura permanece constante. 120. Un globo esférico de 1 m de diámetro contiene helio y estando al nivel del suelo está sujeto a una presión de 580 mmHg, ¿qué volumen

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ocupará cuando, al ascender, esté sujeto a una presión de 480 mmHg? Supón que no hay cambios de temperatura durante el ascenso. 121. Un pistón sellado herméticamente, contiene 250 cm 3 de hidrógeno. Si no hay cambios en la temperatura, ¿qué presión debe aplicarse sobre él para reducir su volumen hasta una quinta parte del original? 122. Una burbuja de 3 cm de diámetro asciende desde una profundidad de 30 m abajo del nivel del mar, ¿qué volumen ocupará al llegar a la superficie del agua? Supón que la temperatura permanece constante. 123. Considera la situación del ejercicio anterior pero con una burbuja ascendiendo del fondo de un lago, y con una presión atmosférica de 670 mmHg.

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