ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física I, 7 de septiembre de 2017

Transcripción

1 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física I, 7 de septiembre de 2017 Alumno: Instrucciones: RAZONAR LAS RESPUESTAS Tiempo: 1 h 45 Escoger uno de los dos problemas 1a. [4 PUNTOS] Desde el faro de la isla de Ons (latitud 42º 23 N, longitud 08º 56 W) se divisa a las 9:00 un velero a 8 millas con demora 210º y un pesquero a 10 millas con demora 240º. A las 9:20 el velero se divisa a 7 millas con demora 210º mientras que el pesquero a 7.1 millas con demora 225º. a) Determinar a qué hora el pesquero cruzará la proa* del velero (*es decir, atravesará su rumbo o futura trayectoria) b) Calcular la distancia entre embarcaciones en ese momento. Nota: ambas embarcaciones mantienen rumbo y velocidad desde las 9:00 hasta las 11:00. N 1 milla

2 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física I, 7 de septiembre de b. [4 PUNTOS] Se desea ir desde el embarcadero de Marín señalado en la carta hasta el embarcadero de la isla de Ons (ambos con un E). La corriente en toda la ría de Pontevedra es de 5 nudos en dirección este (90º). Se dispone de una embarcación cuyo motor permite navegar a un máximo de 20 nudos (respecto al agua, por supuesto). Diseña un trayecto entre ambos embarcaderos, indicando en cada tramo: a) el rumbo verdadero que escoges (o sea, la dirección de la línea de crujía = línea popa a proa) b) la velocidad respecto al agua que escoges c) punto inicial y final del tramo (situar el origen de referencia en el primer embarcadero) d) el tiempo en realizar el tramo Dibujar el trayecto escogido en la carta. E E 1 milla

3 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física I, 7 de septiembre de 2017 Instrucciones: RAZONAR LAS RESPUESTAS Tiempo: 2 h 15 Escoger uno entre los problemas 5a y 5b 2. [1 PUNTO] Un compañero te lanza una pelota de tenis con una determinada velocidad y consigues atraparla. Si en lugar de una pelota de tenis te lanza una bola de bolos, qué preferirás para atraparla sin problema? a) que la lance con la misma velocidad que la pelota de tenis b) que la lance con el mismo momento lineal que la pelota de tenis c) que la lance con la misma energía cinética que la pelota de tenis 3. [1 PUNTO] En una película un superhéroe se sostiene en el aire y lanza un piano a los villanos mientras permanece parado en el aire. Explicar el error (físico) en esta escena. 4. [1 PUNTO] Un bloque de aluminio de 3 kg se encuentra en reposo sobre un plano inclinado sumergido en agua, como muestra la figura. Hallar la normal y la fuerza de rozamiento del suelo sobre el bloque (despreciar la resistencia del agua). Datos: densidad Al 2700 kg/m 3, agua 1000 kg/m 3 30º 5a. [3 PUNTOS] Una viga uniforme de 8 m de longitud y 200 N de peso está unida por un extremo a una pared vertical mediante un pivote. El otro extremo de la viga se sujeta mediante un cable a una argolla situada en la pared por encima del pivote, de manera que la viga queda horizontal y el cable forma 53º con la viga. Una caja de 600 N se sitúa sobre la viga a 2 m de la pared. Calcular la tensión del cable. 5b. [3 PUNTOS] Una partícula de masa m, suspendida del techo por una cuerda de longitud L, gira describiendo una circunferencia horizontal, de forma que θ es el ángulo que forma la cuerda con la vertical (péndulo-cónico). Calcular la velocidad de la partícula en función de m, L, θ y g (aceleración de la gravedad).

4 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física II, 4 de septiembre de 2017 Instrucciones: RAZONAR LAS RESPUESTAS Tiempo: 2 h Escoger 3 de los 4 problemas. 1. [2 PUNTOS] En el circuito de la figura se muestran dos fuentes con resistencia interna despreciable y fem 12 V, cinco resistencias de 100 y un condensador de 1 mf. 12 V 12 V 1 mf Hallar la carga del condensador una vez alcanzado el estado estacionario. 2. [2 PUNTOS] El circuito de la figura incluye una fuente de corriente alterna con resistencia interna despreciable, fem de 230 V y frecuencia 50 Hz, dos resistencias de 100, un condensador de 50 F y una bobina de 500 mh con resistencia 20. A 230 V, 50 Hz 50 F mh, 20 B Hallar la diferencia de potencial entre los puntos A y B.

5 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física II, 4 de septiembre de [2 PUNTOS] En el circuito de la figura se muestran una fuente con resistencia interna despreciable y fem 24 V, seis resistencias y un interruptor I. A V I 20 B 20 Hallar la diferencia de potencial entre los puntos A y B: a) con el interruptor I abierto b) con el interruptor I cerrado 4. [2 PUNTOS] En una sala especial de un barco, una fuente de alimentación de resistencia interna 0.5 alimenta una instalación con 15 bombillas idénticas en paralelo. Con un voltímetro se mide la diferencia de potencial entre los bornes de la fuente, que es de 120 V, y en los bornes de cada bombilla que es 110 V. Cada bombilla consume 22 W. Calcular: a) la potencia disipada en los cables de conexión b) la fuerza electromotriz de la fuente

6 ETS NÁUTICA (Universidad de Cantabria) Física II, 4 de septiembre de 2017 Instrucciones: RAZONAR LAS RESPUESTAS Tiempo: 1 h 45 Escoger uno entre los problemas 6a, 6b y 6c. 1 atm = N/m 2 Cte gases R = 8.31 J/mol K Calor específico molar a V cte, c V : monoatómico 3/2 R diatómico 5/2 R Calor específico molar a P cte, c P : monoatómico 5/2 R diatómico 7/2 R 1 cal = 4.18 J 1 CV = 735 W Permeabilidad magnética vacío 0 = Tm/A 5. [1.5 PUNTOS] Se tienen 50 litros de un gas ideal diatómico a 27ºC y 2 atm de presión. Determinar cuánto calor hace falta para duplicar el volumen en una transformación isóbara. 6a. [2.5 PUNTOS] Dos esferas metálicas de radios 3 y 5 cm se encuentran muy lejanas. Cada una se carga con + 1 C. A continuación se unen con un cable conductor de capacidad despreciable. Calcular: a) la carga de cada esfera una vez establecido el equilibrio tras la conexión. b) el campo eléctrico en el centro de la esfera de mayor radio. P c) la carga total que circuló por el cable de conexión. N P 1 B C 6b. [2.5 PUNTOS] Un motor funciona con un gas ideal monoatómico y recorre el ciclo de la figura. P 1 A D Calcular el rendimiento en función de N. V 1 N V 1 V 6c. [2.5 PUNTOS] Una espira cuadrada de lado a = 2 cm se mueve con velocidad uniforme v = 3 cm/s paralela al eje X, como indica la figura. No existe campo magnético salvo en la región sombreada cuadrada de lado b = 8 cm, donde existe un campo magnético uniforme B = -3 T (hacia dentro del papel). Datos: H = 6 cm, D = 10 cm. a) Realizar un gráfico de la fuerza electromotriz inducida en la espira en función de la posición x del borde derecho de la misma. b) Explicar si se ha de ejercer alguna fuerza sobre la espira para que el movimiento descrito sea posible. H y a v b D x