Preparación dinámica

Un estudiante lee la siguiente información en un libro: “La presión hidrostática en un líquido depende de la densidad del líquido y de la profundidad a la que se mida la presión”.

Un recipiente contiene agua, como se ilustra en la figura

Al clasificar de mayor a menor las presiones hidrostática (P) en los puntos M, N, O y R se encuentra que:

• P_M = P_N > P_R > P_O

• P_M > P_N > P_R > P_O

• P_O > P_R > P_M > P_N

• P_O > P_R > P_M = P_N

Pedro se desliza por un rodadero y pasa por el punto 1 hasta llegar al punto 2, como se muestra en la siguiente figura:

Las fuerzas que actúan sobre Pedro en el punto 1 son el peso, la normal, y la fuerza de fricción. En el punto 2, él está quieto. ¿Según la ley de conservación de la energía, la energía potencial gravitacional en el punto 1 es igual al trabajo realizado por la fuerza de?

• peso

• normal

• aceleración

• fricción

Se tiene un reloj de péndulo en Santa Marta que funciona muy bien, ¿qué le sucederá si se lleva a Bogotá?. Recuerden que el periodo de un péndulo es: 

 $T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$  

• nada

• se oye más fuerte

• se adelanta

• se atrasa

El periodo del péndulo esquematizado en la figura es T=2π√(l/g), y oscila entre los puntos 1 y 2. El tiempo que tarda en ir del punto 1 al 2 es de 1 segundo. En el péndulo anterior, la cuerda de longitud L, se cambia por otra de longitud 4L. Comparada con la frecuencia de oscilación f, la nueva frecuencia es:

•  $2f$  

•  $\frac{f}{4}$  

•  $f$  

•  $\frac{f}{2}$  

En un centro comercial, una estudiante observa a un trabajador que se dispone a limpiar los vidrios del edificio. La cuerda 2 se usa para mantener en equilibrio al trabajador ante un viento constante que corre de derecha a izquierda, como se muestra en la figura 1. La estudiante construye el diagrama de cuerpo libre de la situación (ver figura 1).

La estudiante observa que el trabajador llena su recipiente completamente con agua y limpiavidrios y, por tanto, debe modificar su diagrama de cuerpo libre. Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de los diagramas mostrados en la figura 2 corresponde a las fuerzas después de llenar el recipiente?

• El diagrama 1, porque si solo aumenta la masa, debe aumentar solamente el peso

• El diagrama 2, porque la tensión de las cuerdas debe aumentar para soportar más peso

• El diagrama 3, porque al aumentar la masa aumentan el peso y la tensión de la cuerda 1

• El diagrama 4, porque al aumentar la masa aumentan todas las fuerzas

El salto bungee se practica generalmente en puentes (ver figura). En uno de estos saltos, se utiliza una banda elástica que tiene una longitud sin estirar de 30 metros y que puede estirar 30 metros más.

En un salto, un deportista se lanzará desde un puente de 65 metros de altura. Cuando ha descendido apenas 20 metros de altura (ver figura), la transformación de energía que se habrá dado hasta ese momento será de

• energía cinética a potencial elástica

• energía cinética a potencial gravitacional

• energía potencial gravitacional a potencial elástica

• energía potencial gravitacional a cinética

En tres instantes diferentes, un estudiante dibuja el diagrama de cuerpo libre para una piedra que cae en un estanque de agua, como se muestra en la siguiente figura.

Si el estudiante mide la aceleración de la piedra después del tercer instante, se espera que su magnitud, respecto a los otros instantes, sea

• mayor que la del primer instante, porque el peso hace que la piedra se acelere hacia abajo

• mayor que el primer instante, porque el peso de la piedra disminuye cuando la fuerza de resistencia comienza a aumentar

• constante, porque la aceleración de la piedra siempre es igual que la aceleración de la gravedad

• nula, porque después del tercer instante, el peso de la piedra y la fuerza de resistencia se cancelan

El profesor de Juan le entrega tres objetos de igual volumen y forma, pero de diferente material, y le pide que los deje caer desde la altura de sus hombros y observe el tiempo de caída al suelo, de cada uno de ellos. Juan observa que los tres tardan tiempos diferentes para llegar al suelo, a pesar de que los tres están sometidos a la misma aceleración gravitacional. Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de las siguientes preguntas se puede contestar a partir de las observaciones que realizó Juan?

• ¿La fuerza neta que actúa sobre cada uno de los objetos es diferente?

• ¿El tiempo de caída de los objetos depende de la altura de lanzamiento?

• ¿La fuerza gravitacional es proporcional a la masa de los objetos?

• ¿La forma de los objetos está relacionada con diferencias en la fuerza de fricción?

Un grupo de estudiantes realizó un experimento que consistía en sumergir una esponja en líquidos de diferente densidad, para luego medir su volumen y masa. En la gráfica se presentan los resultados de este experimento marcados con puntos, y una línea de tendencia.

Un estudiante afirma que si se usa un líquido con una densidad extremadamente baja, la masa registrada será diferente de cero. ¿Esta afirmación puede considerarse una predicción basada en los datos experimentales?

• Sí, porque la línea de tendencia cruza en un punto diferente de cero

• No, porque no se observa ningún patrón entre la densidad y la masa

• No, porque no existen datos que usen líquidos con muy baja densidad

• Sí, porque todos los datos presentan masas diferentes de cero

¿En cuál situación el líquido realiza mayor fuerza de empuje sobre el objeto?

• en la madera

• en el algodón

• igual para los dos

• no existe fuerza de empuje