d. L = w(a/b), T = w(1 + a/b).

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1 MINISTERIO DE EDUCACIÓN SOCIEDAD PANAMEÑA DE FÍSICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ OLIMPIADA PANAMEÑA DE FÍSICA 2008 SEXTO AÑO, DUODÉCIMO GRADO (TERCER NIVEL), II RONDA Selección múltiple: Escoger la mejor respuesta y llenar la hoja de respuestas Ponga su nombre en letra imprenta y rellene bien los números donde se le pide su cédula Si no tiene número de cédula dígale al profesor que le asigne un número Rellene bien la letra de su selección en el número correcto de la pregunta 1 Considere dos muestras de gases ideales a la misma temperatura Las muestras tienen la misma masa total, pero la masa molar de primera muestra es mayor que la de la segunda muestra En cual de las muestras es la energía cinética del gas mayor? a muestra #1 b muestra #2 c la respuesta depende de la masa del gas particular d la respuesta depende de las masas molares particulares e tanto c como d son correctas 2 Dos conductores a y b están aislados uno del otro, formando un condensador Se incrementa la carga en a hasta +2Q y la carga en b hasta 2Q, manteniendo los conductores en las mismas posiciones Que efecto tiene esto sobre la capacidad C? a C es multiplicado por un factor de 4 b C es multiplicado por un factor de 2 c C no cambia d C es multiplicado por un factor de ½ 3 Un inductor (de inductancia L) y una resistencia (de valor R) son conectados a una fuente de potencia Al cerrarse el interruptor, la corriente empieza a fluir aumentando hasta un valor de equilibrio El valor final de la corriente a es directamente proporcional a R y L b es directamente proporcional a R e inversamente proporcional a L c es inversamente proporcional a R y directamente proporcional a L d es inversamente proporcional a R y L e es independiente de L 4 Cuando un aeroplano vuela a una altitud constante, tres fuerzas verticales actúa sobre él: el peso w, un empuje hacia arriba L ejercido por las alas y una fuerza hacia abajo T ejercida por la cola En el equilibrio, las magnitudes de L y T son: a L = w, T = 0 b L = w(1 + a/b), T = w(a/b) c L = w(1 a/b), T = w(a/b) d L = w(a/b), T = w(1 + a/b) 1

2 5 Un sistema pasa del estado a al estado b siguiendo cualquiera de las tres trayectorias mostradas en el diagrama PV de la derechasi el estado tiene mayor energía interna que el estado a, a lo largo de cual de las trayectorias es el valor absoluto de la transferencia de energía Q mayor? a trayectoria 1 b trayectoria 2 c trayectoria 3 d Q tiene el mismo valor en los tres casos e No hay suficiente información para decidir 6 La figura de la derecha muestra una onda electromagnética en el vacío en un instante determinado en el intervalo entre x = 0 y x = l En este instante, en qué valores de x tiene el vector de Poynting (valor instantáneo) tiene su magnitud máxima? a x = 0 y x = l solamente b x = l/4 y x = 3l/4 solamente c x = l/2 solamente d x = 0, x = l/2, y x = l 7 El diagrama PV de la derecha muestra dos caminos para ir del estado a (izquierda inferior) al estado b (superior derecha) pasando por el estado c o por el estado d Cual de las siguientes afirmaciones es correcta? a W > 0 tanto para el recorrido acb como para adb b W > 0 para el recorrido acb pero W < 0 para adb c W < 0 para el recorrido acb pero W > 0 para adb d W < 0 tanto para el recorrido acb como para adb 8 Se acelera un propulsor de momento de inercia igual a 0,150 kgm 2 inicialmente en reposo hasta alcanzar una rapidez angular de 200,0 rad/s El trabajo neto realizado es de a J b J c J d J 9 En el transformador mostrado, el secundario tiene más vueltas que el primario En esta situación, a la corriente del primario es mayor que la del secundario b la corriente del primario es menor que la del secundario c la corriente del primario es igual a la del secundario d la corriente en el primario puede ser mayor, igual o menor a la del secundario e no ha suficiente información para decidir 10 Un gas ideal es llevado a través del ciclo mostrado en el diagrama PV acba El proceso ac es isobárico, cb adiabático, y ba isocórico 2

3 Para el proceso ac, a Q > 0, W > 0, y U = 0 b Q > 0, W > 0, y U > 0 c Q = 0, W > 0, y U < 0 d Q = 0, W < 0, y U > 0 11 Cinco condensadores idénticos se conectan como lo muestra la figura siguiente Si la capacidad total es de 2,40 µf, cual es el valor de cada una? a 6,0 µf b 12,0 µf c 3,0 µf a d 18,0 µf b 12 Un espejo convexo tiene una distancia focal de -20,0 cm Cual es la distancia del objeto si la distancia de la imagen es de -10,0 cm? a 10,0 cm b 40,0 cm c 60,0 cm d 20,0 cm 13 Un vaso contiene 0,50 kg de agua liquida y 0,50 kg de hielo a 0 C Se le insufla energía al vaso hasta que la masa de agua liquida alcance 0,75 kg y el hielo 0,25 kg Durante este proceso, a la temperatura de la mezcla de agua con hielo aumenta ligeramente b la temperatura de la mezcla de agua con hielo disminuye ligeramente c la temperatura de la mezcla de agua con hielo se mantiene sin cambio d puede ocurrir cualquiera de las anteriores e la respuesta depende de cuan rápido la energía fluye a la mezcla 14 Dos cargas puntuales, +q (a la derecha) y q (a la izquierda), están ubicadas como lo muestra la figura A través de cual(es) de la(s) superficie(s) cerrada(s) es el flujo eléctrico neto nulo? a superficie A b superficie B c superficie C d superficie D e tanto en la superficie C como en la superficie D 15 Una corriente constante fluye a través de un inductor Si se dobla la corriente manteniendo la inductancia constante, la energía almacenada en el inductor a se incrementa por un factor de 2,5 b se incrementa por un factor de 2 c se incrementa por un factor de 4 d se incrementa por un factor que depende de la geometría del inductor 3

4 16 La capacidad calorífica a volumen constante de un gas biatómico (H 2 ) es 5R/2 a 500 K pero solo 3R/2 a 50 K Esto es así porque a a 500 K las moléculas pueden vibrar, mientras que a 50 K no pueden vibrar b a 500 K las moléculas no pueden vibrar, mientras que a 50 K no pueden vibrar c a 500 K las moléculas pueden realizar rotaciones y a 50 K no pueden d a 500 K las moléculas no pueden realizar rotaciones, y a 50 K si pueden 17 Una espira flexible se ubica en una región de campo magnético uniforme de magnitud B cuya dirección es entrando a la página La espira es halada como lo muestran las flechas para reducir el área a cero, y en el proceso se induce una corriente Cual de las siguiente afirmaciones acerca de la corriente inducida en la resistencia R es correcta? a la corriente fluye hacia abajo en R y es proporcional a B b la corriente fluye hacia arriba en R y es proporcional a B c la corriente fluye hacia abajo en R y es proporcional a B 2 d la corriente fluye hacia arriba en R y es proporcional a B 2 18 El poste de izar la bandera de una escuela tiene una altura de 10,0 m Si su densidad varía con la altura de la forma λ = 1 donde h es la altura medida a partir del piso, 5 es una h + 5 constante matemática, el centro de masa esta ubicado a a 3,90 m b 4,10 m c 4,50 m d 5,20 m 19 Un protón choca con una partícula α (cuatro veces la masa del protón) inicialmente en reposo La partícula α se mueve como resultado de la colisión con una rapidez de 2, m/s formando un ángulo de 20º con la dirección inicial de la velocidad del protón que ahora tiene una rapidez de 8, m/s La dirección final del movimiento del protón con respecto a su velocidad antes de la colisión es: a 78º b 16º c 41º d 24º 20 La diferencia de potencial aplicado a un condensador es triplicada El valor de su capacidad (inicialmente de C 0 ) ahora es de a 3,0 C 0 b 1,5 C 0 c C 0 d 6,0 C 0 21 En la figura siguiente, las masas de los bloques son m 1 = 10,0 kg y m m 2 2 = 5,0 kg La polea tiene un radio de 0,20 m y un momento de inercia de 0,12 kgm 2 Si la cuerda es ligera e inextensible y el coeficiente de fricción entre el bloque de masa m 2 y la superficie horizontal es 0,40, la aceleración del sistema será de R m 1 4

5 a 2,2 m/s 2 b 4,4 m/s 2 c 6,6 m/s 2 d 7,8 m/s 2 22 Cinco condensadores idénticos de 12,0 mf cada uno son conectados a una fuente 12,0 V como lo muestra la figura siguiente La carga del condensador inferior del diagrama es de a 29 mc b 13 mc c 36 mc d 45 mc e Ninguna de las anteriores 23 Un electrón se mueve a una rapidez de 1, m/s Su energía cinética expresada en ev (Constantes, 1 ev 1, J y masa del electrón e = 9,1 X kg) es de aproximadamente a 200 ev b 400 ev c 100 ev d 300 ev 24 Al pasar del aire a un medio cuyo índice de refracción de valor ideal es de 1,5, un rayo de luz de 600,0 nm tiene una longitud de onda de a 400,0 nm b 600,0 nm c 750,0 nm d 900,0 nm 25 Un condensador de placas paralelas es cargado usando una fuente de potencia que es subsecuentemente retirada antes de llenar el espacio entre las placas con un dieléctrico de constante κ La inserción del dieléctrico multiplica la energía almacenada en el dieléctrico por un factor de a κ -1 b κ c 1/κ d 1 26 Una esfera sólida de 1,54 kg de masa, apenas flota en una solución cuya densidad es de 980,0 kg/m 3 El radio de la esfera es aproximadamente de a 10,1 cm b 14,1 cm c 9,2 cm d 7,2 cm 27 Una corriente de 5,00 A pasa por un circuito durante un minuto, la carga que pasa por el circuito es de a 60,0 C b 5,00 C c 300 C 5

6 d 600 C 28 La imagen de una lente convexa es a siempre virtual b siempre real c siempre recta d siempre invertida 29 Los tomacorrientes de una instalación doméstica se conectan en a en serie b en paralelo c ni en serie, ni en paralelo d a veces en serie y a veces en paralelo e no hay suficiente información para decidir 30 La resonancia de un oscilador forzado ocurre para a una frecuencia de la fuerza externa igual a la mitad de la frecuencia natural b una frecuencia de la fuerza externa igual a la frecuencia natural c una frecuencia de la fuerza externa igual al tercio de la frecuencia natural d cualquier frecuencia 31 En el circuito que se muestra a continuación todas la resistencias son de 3,0 Ω La resistencia entre los puntos a y b es de a a 15,0 Ω b 27,0 Ω c 8,2 Ω d 3,0 Ω e 9,6 Ω b 32 Una tetera de cobre a temperatura ambiente se llena de agua también a temperatura ambiente Imagine un proceso mediante el cual el agua se congela espontáneamente mientras la tetera se vuelve caliente Por qué tal proceso es imposible? a porque viola la Primera Ley de la Termodinámica b porque viola la Segunda Ley de la Termodinámica c porque viola tanto la Primera como la Segunda Ley de la Termodinámica d porque viola la Ley Cero de la Termodinámica 33 Un voltímetro ideal no cambia el comportamiento del circuito durante una medición La resistencia interna de tal voltímetro es a la misma resistencia del circuito b puede tener cualquier valor c idealmente infinita d cero e depende del circuito 34 Un amperímetro ideal no cambia el comportamiento del circuito durante una medición La resistencia interna de tal amperímetro es a la misma resistencia del circuito b puede tener cualquier valor c idealmente infinita d cero e depende del circuito 6

7 35 Los materiales ferromagnéticos pierden su habilidad de formar imanes permanentes si a se enfrían por debajo de su temperatura de Curie b se calientan por encima de su temperatura de Curie c se alinean de norte a sur d se alinean de este a oeste e nunca pierden esta habilidad 36 Cuando un rayo de luz de 600,0 nm pasa del aire a un medio cuyo índice de refracción es de 1,5, su frecuencia a aumenta de un factor de 1,5 b se reduce de un factor de 1,5 c se mantiene sin cambio d aumenta de un factor de 3,0 e se reduce de un factor de 3,0 37 La perturbación de un medio se describe mediante la función de onda y = 0,40 cos(3,0x + 15,0t 2,0), donde x está dada en metros y t en segundos La rapidez de propagación de la perturbación es de a 0,2 m/s b 5,0 m/s c 45,0 m/s d 18,0 m/s 38 Un condensador C 0 es llenado hasta la mitad con dieléctricos de constantes κ 1 y κ 2, respectivamente, como lo muestra la figura La capacidad resultante es ( κ + κ )C a b κ1 + κ2 C0 2 κ 1 κ 2 c C 0 d 2 C0 κ1 + κ2 39 Para un oscilador LC, la frecuencia natural de oscilación es a ω = LC b 1 ω = LC c ω = LC d ω = 1 LC 40 Un astronauta viaja a un planeta cuya masa es el doble de la masa terrestre y cuyo radio es el doble del radio terrestre La masa del astronauta en este planeta será a doble de su masa terrestre b cuatro veces su masa terrestre c la mitad de su masa terrestre d igual a su masa terrestre e un cuarto de su masa terrestre 7