Movimiento y fuerzas en física: correcciones y conceptos clave

T1

Si la ecuación de un movimiento 2D es x=t^2, y=3t^2+4, el módulo de la velocidad es:

  • lineal con el tiempo

¿Puede un movimiento tener velocidad angular constante sin ser constante el módulo de la velocidad?

  • Sí, si el módulo de la velocidad es proporcional al radio

La componente tangencial de la aceleración:

  • es siempre positiva

La masa de un péndulo en su movimiento tiene una aceleración normal que puede ser:

  • puede ser positiva
  • puede ser cero

Si el vector tangente tiene por componentes tx=sin(3t), ty=cos(3t) indicar el valor de la velocidad angular:

  • 3

Un movimiento con módulo de la velocidad constante 3 m/s y radio de curvatura R = 1m, tiene por componentes intrínsecas de la aceleración (en m/s^2):

  • ninguna de ellas

En un movimiento elíptico x=A·cos(C·t), y=B·sin(C·t) el módulo de la velocidad es:

  • ninguna de ellas

Si la ecuación de un movimiento 2D es x=t^2, y=3t^2+4, la trayectoria es:

  • recta

Indicar qué movimiento/s tiene/n radio de curvatura finito y constante:

  • mcu

Si el vector tangente tiene por componentes tx=sin(t), ty=cos(t) indicar las componentes del vector normal:

  • nx = cos(t), ny = -sin(t)

T1

Una partícula sometida sólo a su fuerza peso:

  • su movimiento depende de las condiciones iniciales de la partícula

Una partícula en su movimiento recibe una fuerza en la dirección del eje Y, por tanto:

  • su velocidad puede tener componente en la dirección del eje X
  • su aceleración va en la dirección del eje Y

Sobre una partícula en movimiento actúa una fuerza normal proporcional al módulo de su velocidad que es variable con el tiempo:

  • el radio de curvatura es variable con el tiempo
  • la dirección de la velocidad cambia

Una partícula con movimiento circular uniforme:

  • recibe una fuerza solo con componente normal

Si están cayendo gotas de agua al plato de una báscula, en el que se quedan pegadas. Para cada gota:

  • ejerce una fuerza sobre el plato debido al choque
  • después del choque la báscula mide menos que durante el choque

Una partícula que describe un movimiento armónico simple en la dirección del eje X alrededor de una posición de equilibrio:

  • la fuerza cambia de sentido según la posición
  • existe una sola posición en la que la fuerza es nula

Una partícula que choca con una pared sin rozamiento:

  • el módulo de la velocidad no cambia
  • solo cambia la componente normal a la pared

Una partícula sometida a una fuerza dirigida siempre hacia el origen del sistema de referencia:

  • puede tener un movimiento circular uniforme
  • puede tener un movimiento rectilíneo armónico simple

Si una partícula parte del reposo y se aplica un campo de fuerzas constante (no varía con el tiempo) y uniforme (no varía con la posición):

  • la aceleración es constante
  • tiene un movimiento rectilíneo

Una partícula sometida a su peso y a una fuerza de rozamiento viscoso:

  • siempre alcanza una velocidad límite
  • la velocidad límite depende de su peso

T2

Una partícula cae debido a la fuerza de su peso, el trabajo de esa fuerza entre dos posiciones diferentes:

  • es positivo
  • es igual al aumento de su energía cinética

Sobre una partícula que se mueve actúa una única fuerza normal a su velocidad, de módulo proporcional al módulo de la velocidad:

  • la energía cinética de la partícula no varía
  • el trabajo de la fuerza es igual a la variación de su energía cinética

Una partícula con movimiento circular uniforme:

  • tiene energía cinética constante
  • recibe una fuerza que no produce trabajo

Para mantener una partícula ascendiendo con velocidad constante contra el peso y sin rozamiento:

  • la fuerza aplicada ha de ser el doble del peso

Están cayendo gotas de agua sobre el plato de una báscula, de gran masa, que permanece inmóvil, en el cual se quedan pegadas. Para cada gota, considerada como compuesta de muchas partículas:

  • existe una fuerza de rozamiento tangencial al plato y una fuerza de adherencia en la dirección normal al plato
  • el trabajo de la fuerza de rozamiento sobre las partículas es igual a la energía cinética

Una partícula que describe un movimiento armónico simple en la dirección del eje X alrededor de una posición de equilibrio:

  • cuando se aleja de la posición de equilibrio el trabajo es positivo

Una partícula sometida a su peso y a una fuerza de rozamiento viscoso, cae con velocidad límite en el seno de un líquido:

  • el trabajo de ambas fuerzas tienen signo opuesto
  • en valor absoluto el trabajo de ambas fuerzas es el mismo

Una partícula asciende sometida a su fuerza peso y a un rozamiento viscoso, desde que tiene una velocidad inicial hasta que se detiene:

  • el trabajo de la fuerza de rozamiento es positivo

Una partícula choca en un punto contra una pared sin rozamiento:

  • la fuerza normal de la pared produce trabajo sobre la partícula

Una partícula choca con una pared sin rozamiento, pero durante el choque la pared se desplaza dx en la dirección de la fuerza normal FN, y sentido contrario. La partícula:

  • su energía cinética disminuye la cantidad FN·dx
  • la pared adquiere la energía del apartado b)

T2

Una partícula obligada a moverse en el eje X y sometida a una energía potencial Up(x)=x^2:

  • tiene la posición de equilibrio donde la fuerza es cero
  • tiene la posición de equilibrio en x=0

Una partícula sometida a la fuerza conservativa de un resorte fijo en un extremo, sin rozamiento, se mueve rectilíneamente en un plano horizontal, indicar las frases que son ciertas:

  • la energía mecánica es la misma en todas las posiciones
  • su energía mecánica depende de la separación entre sus posiciones extremas

Una partícula sometida a un campo de energía potencial Up está en equilibrio estable en un punto, si en ese punto:

  • Up es un mínimo

Una fuerza tiene por componentes Fx=3y , Fy=3x+4:

  • es un campo de fuerzas conservativo

La relación entre el trabajo de una fuerza conservativa sobre una partícula que se desplaza de la posición A a la posición B y la variación de la energía potencial U asociada a esa fuerza es:

  • U(A)-U(B)
  • -[U(B)-U(A)]

Una partícula obligada a moverse en el eje X está sometida a una energía potencial Up=K/x^2 siendo x la distancia al origen del sistema de referencia:

  • no tiene punto de equilibrio

Un campo de fuerzas se dice conservativo si:

  • El trabajo sobre una partícula que va de A hasta el punto A de nuevo, es cero
  • El trabajo de la fuerza sobre una partícula que va de A a B depende de la trayectoria de la partícula entre ambos puntos

La energía mecánica de una partícula se conserva si:

  • No hay fuerzas no conservativas
  • sólo hay fuerzas conservativas

Cual de las siguientes fuerzas es conservativa:

  • la fuerza de un muelle fijo en un extremo que empuja a un cuerpo con el otro extremo

Cuál de las siguientes fuerzas es no-conservativa:

  • fuerza del rozamiento viscoso

T3

Un gas ideal es un sistema de muchas partículas en un recinto de volumen V:

  • sólo interaccionan en los choques con paredes u otras moléculas
  • uniformemente repartidas en V

Si todas las N moléculas de masa m de un gas ideal se mueven en un volumen V con las condiciones de gas ideal, la presión que ejercen sobre cualquier pared del recinto es:

  • P = (1/3)(N/V)·m·v^2
  • P = (N/V)·m·vx^2

La temperatura de un gas ideal es función de:

  • N/V

Cúal de las siguientes relaciones entre las componentes de la velocidad vx, vy, vz y su módulo v son ciertas en un gas ideal:

  • TODAS

La energía cinética media molecular de un gas ideal monoatómico es:

  • TODAS

Si todas las N moléculas de masa m de un gas ideal se mueven en un volumen V con la misma velocidad de componente vx perpendicular a una pared, la presión que ejercen sobre la pared es:

  • P = 2(N/V)·m·vx^2

Dos sistemas gas ideal están en equilibrio térmico si:

  • sus energías cinéticas medias moleculares son iguales
  • sus temperaturas son iguales

Las moléculas de masa m de un gas ideal que se aproximan a una pared del recinto con componente de su velocidad perpendicular a la pared vp y con componente paralela a la pared vL, si conservan el módulo de la velocidad al chocar:

  • La fuerza que ejerce la molécula sobre la pared es (2mvp)/tiempo de choque
  • la fuerza de muchas moléculas chocando no depende del tiempo de choque

¿Qué relaciones son ciertas? (recordar Nm es el número de moles, N número de moléculas, NA número de Avogadro, R constante de los gases, KB constante de Boltzman)

  • TODAS

Se define v^2 como:

  • el valor promedio del cuadrado del modulo de la velocidad medido en una molécula en diferentes instantes de tiempo
  • el valor promedio del cuadrado del modulo de la velocidad medido en muchas moléculas en un instante de tiempo

T3

Un gas ideal es un sistema de muchas partículas en un recinto de volumen V. Si se encuentra en equilibrio térmico y NO hay energía potencial externa:

  • todas las moléculas…

Se conoce el cociente entre la concentración n(z) de partículas de oxígeno de masa m en una montaña y la concentración n(z=0) de partículas de oxígeno a nivel del mar:

  • El ln(n(z)/n(z=0)) tiene una relación lineal con z
  • La altura de la montaña se puede deducir de z=-ln (n(z)/n(z=0))·KB·T/(m·g)

Cuál de las siguientes relaciones entre la energía potencial gravitatoria Up y la concentración de moléculas n (n=N/V) es cierta en un gas ideal en equilibrio térmico:

  • KBT·dn = -n·dUp

La relación de concentraciones de partículas cuya diferencia de energía potencial Up1-Up2=Delta(Up)>0 es:

  • n(Up1)/n(Up2)>1

En un vaso de precipitados se tiene una emulsión de aceite en agua (O/W) que ha sufrido un fenómeno de «creaming»:

  • la concentración de partículas de aceite crece con la profundidad (hp) siguiendo una función exponencial

La ley de distribución de Boltzmann dice que, en un GI en equilibrio térmico sometido a una energía potencial gravitatoria:

  • la concentración de moléculas disminuye exponencialmente con la altura.
  • en las montañas encontramos menos oxígeno que en la playa

La relación de concentraciones de un gas ideal isotérmico con la altura h es:

  • n(h)= h·exp(-mg/KBT)

Un gas ideal es un sistema de muchas partículas en un recinto de volumen V. Si se encuentra en equilibrio térmico y SI hay energía potencial gravitatoria externa:

  • las moléculas se distribuyen uniformemente

La diferencial de presión de un gas ideal en equilibrio térmico, con una concentración de moléculas n=N/V, es:

  • dP=KBTdn

La diferencia de presión en un gas ideal entre dos alturas diferentes, con T uniforme, es:

  • no hay diferencia por ser T uniforme

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