hojas de trabajo ing de leon

8/20/2019 Hojas de Trabajo Ing de Leon

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Ing. Luis de LeónDudas o comentarios escribir a: [email protected] 1

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE CIENCIAS MÉDICASUNIDAD DIDÁCTICA DE FÍSICAING. LUIS DE LEÓ[email protected]ÑO 2012

Guatemala, 27 de octubre de 2012

Al estudiante de primer año de medicina:

El presente documento pretende mejorar el desarrollo del proceso enseñanza-aprendizaje dela FÍSICA EN MEDICINA. La metodología consiste en una hoja de trabajo por semana, relacionada conel tema tratado durante la misma; la referida hoja de trabajo se asigna con dos días de anticipación,para que pueda resolverla, y los días viernes se resuelve en presencia de todos, a fin de verificar si los

conceptos y procedimientos empleados para resolver los ejercicios fueron los correctos, es decir, sidomina el tema; caso contrario, se hacen aclaraciones y correcciones oportunas para mejorar elproceso, a través de un ciclo de evidencias, reflexión, planeación, enseñanza y evaluación, y de estaforma brindarle apoyo y acompañamiento en el proceso de su formación inicial como futuroprofesional de la Medicina.

Este documento DE “EJERCICIOS PROPUESTOS” contiene 27 hojas (60 páginas) de trabajoacerca de los diferentes temas que forman parte del contenido de la unidad didáctica de Física, faseuno. Cada tema tiene su respectiva hoja de trabajo, con un promedio de 10 ejercicios; se introduce lamodalidad de opción múltiple, con lo cual se pretende realizar una simulación de los exámenes

parciales y finales, ya que se ha podido observar que una de las deficiencias radica en buscar larespuesta correcta de las cuatro o cinco opciones que normalmente le presentan dichos exámenes.

En el anexo A, encontrará la solución de cada ítem, clasificada por tema, para que puedaverificar sus resultados. Las hojas de trabajo le proveen de material de apoyo y constituyen unaexcelente herramienta preparatoria para obtener resultados satisfactorios en las evaluacionesparciales y finales del curso.

Le animo a que las resuelva….

Atentamente,

Su servidor

_______________________Ing. Luis de León

CatedráticoUnidad Didáctica de Física

mailto:[email protected]






ÍNDICETema Página

Matemática……………………………………………………………………………………………………………………………………….03Vectores y escalares…………………………………………………………………………………………………………………………..05Estática………………………………………………………………………………………………………………………………………………06Cinemática…………………………………………………………………………………………………………………………………………09

Dinámica……………………………………………………………………………………………………………………………………………11

Momento…………………………………………………………………………………………………………………………………………..13Trabajo………………………………………………………………………………………………………………………………………………17Energía………………………………………………………………………………………………………………………………………………19Potencia y velocidad metabólica………………………………………………………………………………………………………..21Hidrostática……………………………………………………………………………………………………………………………………….22Hidrodinámica I…………………………………………………………………………………………………………………………….……24

Hidrodinámica II………………………………………….…………………………………………………………………………………….26Gases………………………………………………………………………………………………………………………………………………...28Líquidos……………………………………………………………………………………………………………………………………………..30Sólidos…………………………………………………………………………………………………………………………………………….…32Calor y termodinámica………………………………………………………………………………………………………………………34

Ondas………………………………………………………………………………………………………………………………………………..38Sonido.………………………………………………………………………………………………………………………………………………40Luz……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..42Óptica I……………………………………………………………………………………………………………………………………………...44Óptica II……………………………………………………………………………………………………………………………………………..46Electricidad………………………………………………………………………………………………………………………………………..48

Corriente……..…………………………………………………………………………………………………………………………………….50

Magnetismo…………………………………………………………………………………………………………………………………..….52Átomos…………………………………………………………………………………………………………………………..………………….54Núcleos………………………………………………………………………………………………………………………………………………56

Anexo A (respuestas)……………………………….………………………………………………………………………………………..58







MATEMÁTICA

1)

La ecuación del fabricante de lentes (física médica) es:

sí

y .

Calcule en cm.

2)

¿Cuáles son las dimensionales que corresponden a esta ecuación (de hemodinámica)?

3 En la ecuación de acústica (de Weber-Fechner),

cacue a snridad “” endecibees “dB” sí el umbral de la sensación auditiva e

4 En las cifras de una ecuación de hemodinámica calcule:

()

5 Calcule la longitud de la arteria mesentérica suponiendo que es como un cilindro de

, si su diámetro interior es

6 Si un litro y ¿Cuántos metros cúbicos hay en 500 litros?

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)






7 Resuelva para

8 En la expresión (presión hidrostática) [] [] y [] determine

[]

9 Sí a & b Cacue “ en terminos de a y b ”

1 ¿Cuál es la base (en cm) de un triángulo rectángulo de area c y altura 10 cm?

FÓRMULAS:

a) ⁄ b) ⁄ c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





Vectores

1)

Calcule las componentes del vector que hace cero la resultante de la suma de los vectores dela siguiente figura, si

2) Calcule el vector que hace cero “0” la suma de ⃗ ⃗

3)

Determine en coordenas polares el vector que hace la suma de los vectores (el equilibrante)

⃗ ⃗

4) Exprese analiticamente y en coordenas rectangulares el vector equilibrante de ⃗

⃗

5) De la siguientes opciones ¿Cuál es el vector resultante de la suma de los vectores? ⃗ ⃗

FÓRMULAS:

√

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)







Estática

1) Un caballo de puede ejercer una fuerza horizontal de sobre una carga. ¿Cuáles el coeficiente de rozamiento estático entre el suelo y las pezuñas del animal? (suponga que lafuerza que puede ejercer el caballo está limitada por su tendencia a resbalar).

2) Calcule la fuerza de fricción (en N) necesaria para que no resbale un objeto de 10 kg que seencuentra sobre la superficie inclinada de un plano que forma con la horizontal

3) Una chica se fractura el antebrazoteniéndose que colocar “yeso”. Si éste másel brazo pesan 98 N y la parte superior delbrazo ejerce una fuerza horizontal de 24 N

a la derecha del antebrazo (ver Figura)calcule el módulo de la fuerza resultanteejercida por el cabestrillo sobre el cuello.

4) Si el paciente de la figura pesa 150 lb y , calcule el valor máximo del objetocolgante P (en lb) antes de que el cuerpo

comience a resbalar dado que

(suponga que la cuerda y la polea son ideales)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)






5)

Si el módulo de la fuerza resultante del mecanismode tracción que permite estabilizar la pierna es de18 N, calcule W, dado que (Polea y cuerda ideales)

6) Para un persona de 180 lb, de puntillas enun solo pie, el tendón de Aquiles hala haciaarriba con una fuerza T. Calcule la fuerza Fde compresión (en lb) en el hueso de lapierna (tibia)

7) La figura muestra la forma del tendón delcuádriceps al pasar por la rótula. Si latensión del tendón es 1400 N ¿Cuál es elmódulo de la fuerza de contacto ? (En N).

8)

La siguiente figura corresponde a una cabezade 47 N sostenida por los músculosextensores del cuello y apoyada sobre laarticulación atlantooccipital, que ejerce unafuerza de contacto con un

ángulo de (con la horizontal). Calcule elángulo que forma con lahorizontal (en el sentido de las agujas delreloj)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)




9)

Con los datos del ejercicio anterior, calcule el módulo de la fuerza de los músculos del cuello.

10)

Hallar la fuerza total aplicada a la cabeza del paciente por el dispositivo de tracción.

FÓRMULAS:

∑ ∑

√

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

1 kg



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Cinemática

1) En un peritaje médico forense se sabe que un vehículo que inicialmente se mueve sobre unacarretera recta y plana a se detiene en 10 segundos. ¿Cuál es el valor de la aceleración,si se supone constante?

2)

Se lanza vertical y hacia arriba un objeto con velocidad inicial s ¿Qué altura en metrosalcanza?

3) Dos corredores parten del mismo punto con una diferencia de 16 minutos. Sí la velocidad delprimero es de 8 km/h y la del segundo 8.6 km/h ¿A qué distancia (en km) uno alcanza al otro?

4)

Después de un accidente de tránsito dos ambulancias parten al mismo tiempo, ambas se

mueven con velocidad constante y en el mismo sentido a lo largo de una carretera recta. Laambulancia “A” lo hace a partir del kilometro 58.3 km, a 79.8 km/h y la ambulancia “B” parte delkilometro 44.7, a 87.5 km/h. en cuanto tiempo (en segundos) una alcanza a la otra.

5)

Gracias a la proteína resilina, una pulga salta verticalmente 18 cm extendiendo sus patas ¿Cuál ha sido su aceleración inicial?

6)

Un carro se mueve de forma lineal durante 4 h en tres segmentos continuos de una carretera auna velocidad promedio de 60 km/h. Calcule el segmento (en km) que recorrió durante elperíodo de tiempo final, si durante las primeras 2 horas recorrió 100 km y en la siguiente hora 60km.

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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7)

Dos trenes parten simultáneamente en sentido opuesto entre sí sobre la misma línea. Si lavelocidad de unos de ellos es 18% mayor que la del otro y la distancia que los separa es de 400km. ¿a qué distancia (en km) de la mitad del camino colisionaron?

8)

Un carro lleva una velocidad de 90 km/h y se desea detenerlo en 50 m con aceleraciónconstante. Determine la aceleración de frenado (en ).

9) Se lanza verticalmente hacia abajo una piedra al vacío, con una velocidad inicial de 5 m/s. Calculeque velocidad en m/s llevará a los 3 segundos de su caída.

10) Una piedra se suelta al vacío desde una altura de 120 m. Determine cuanto tiempo en segundostarda en caer.

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



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Dinámica

1)

Formando un ángulo de con la horizontal se aplica una fuerza de 15 N al bloque de 8 kg si lafuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque es de 10 N, calcule su velocidad después derecorrer 20 m (si parte del reposo)

2) En un plano horizontal, una fuerza total de 90 N actúa sobre un cuerpo de 30 kg que parte delreposo. Calcule la velocidad tras haberse desplazado 10 m.

3) Un bloque de 4 kg sobre una superficie horizontal es acelerado a lo largo de la superficie por unafuerza de 12 N aplicada a de la horizontal (ver figura) si el coeficiente de rozamientodinámico es 0.2 ¿Calcule la aceleración del bloque?

4) La Pelvis de la figura tiene una masa de 30kg. Calcule el módulo de su aceleración.La fuerzas: Son 300 N a 24 con respecto ala vertical y 690 N a 70 con respecto a lahorizontal.

5)

Un Enfermero de 90 kg transporta a unpaciente de 60 kg en una silla de ruedasde 15 kg. sí el enfermero ejerce unafuerza de 125 N paralela a la rampa ¿Cuál es el módulo de laaceleración obtenida?

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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6)

Un carro de kg circula a 60 km/h y choca contra un poste desplazandolo 10 cm antes dedetenerse ¿Cuánta fuerza actuó sobre el carro?

7)

En el rescate de los mineros (desierto deatacama chile) se utilizó un sistemamecánico con polea, la masa de la cápsulafénix II es de 451 kg y el peso de unminero 196 lb, en un tramo vertical de latrayectoria la aceleración del sistema esde s hacia arriba, determine latensión del cable en N. El cable no resbalani estira e ignore la fricción de la cápsula y

la polea.

8) Para la máquina de Atwood (ver figura) si y calcule: la tensiónen la cuerda (en N) (recuerde )

9)

Un cuerpo es lanzado con una velocidad de 4 m/s por una superficie rugosa horizontal. Si lamasa del cuerpo es 0.5 kg y llega al reposo después de recorrer una distancia de 2 mts. ¿Cuál esel coeficiente de fricción entre el cuerpo y la superficie?

10) Una caja de 3 kg se desliza hacia abajo por una rampa que mide 1 metro de largo y está inclinada30 con respecto a la horizontal, la caja inicia desde el reposo en la parte alta, experimenta una

fuerza cosntante de fricción de 5 N a lo largo de su recorrido y continúa moviendose una cortadistancia sobre el piso horizontal determine su aceleración final en la parte inferior de la rampa?

FÓRMULAS: ∑ ∑

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e)

a) b) c) x10 d) e)

a) b) c) d) e) ac



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88


Momento

1)

Un pintor de 80 kg está subido a 88 cmmedido de la parte superior de unaescalera (sin peso) de 3.4 m que estáapoyada (sin fricción) contra una paredformando un ángulo de (con lapared ver figura). Calcule el ángulo (en grados) de la fuerza que ejerce elsuelo sobre la escalera.

88 cm

2) Estando de pie, se puede considerarque el peso de un hombre pasa sobre lalínea que cae 1.25 pulgadas delante dela articulación del tobillo (punto O de lafigura). El músculo de la pantorrilla (elgrupo de los músculos del tendón deAquiles) se une al tobillo a 1.75pulgadas por detrás de la articulación ysube en un ángulo “A” de calcule el

ángulo “” en grados para un hombrede 150 libras de peso ( si cada pierna

soporta la mitad del peso.

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

3.4 m





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3)

Un brazo extendido horizontal pesa 34 N ytiene su centro de gravedad a 29 cm de laarticulación del hombre. ¿Cuál es el

módulo de la fuerza (en N) sobre laarticulación, si el músculo deltoides estáfijado sobre el húmero a 13.5 cm de laarticulación y forma un ángulo de conla horizontal (ver figura).

T

13.5 cm 34N

29 cm

4)

La siguiente figura muestra un aparatode ejercicios Storm para fortalecer elcuádriceps. Consiste en una tablauniforme de 120 cm y un cable al quese le engancha una polea. Para cambiarla tensión de la cuerda se puede variarel peso W colocado en el extremoderecho. Cuando el ángulo ,Calcule el momento total (en N alrededor del punto “O” (en la bisagradel

extremo inferior izquierdo) producido porla tabla de 40 N y por “W” de 16 N.

5)

Calcule el momento (en lb-pulg)alrededor de la rodilla, ejercido por elpeso de 20 lb (fuerza) sujeto al tobillo,para la elevación de

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

40N16 N

W=20 lb



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6)

Para el esquema de la derecha, calcule“T” (en libras peso, lb) si W = 180 libras;a = 5.5 pulg, y b = 1.5 pulg.

7) Cuando una persona se inclina para

levantar una carga, la columnavertebral puede considerarse como unaestructura de un solo miembro que estáapoyada en la base de la espina dorsal ysostenida por los músculos de laespalda, fijada a la armazón delesqueleto como se muestra en la figura.Calcule la tensión (en Lb) si el peso deltronco b el peso de brazoscabeza y carga b CE es el

musculo de la espalda y

y 12

8)

Determine el momento resultante (enNm) con respecto a un eje perpendiculara la barra, que pasa por el punto A

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



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9)

La figura muestra los huesos y elmúsculo bíceps del brazo de unapersona que soporta una masa. Latensión vertical en el bíceps de 370 Nmantiene el antebrazo en posiciónhorizontal, el peso del antebrazo

, la masa determine ladistancia en cm.

10)

Con los datos del ejemplo anterior determine la magnitud de la fuerza (en N) ejercida en la

junta del codo.

FÓRMULAS:

||| | ∑ ∑

∑

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



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Trabajo

1) Se debe ingresar a un paciente aemergencia, se puede utilizar cualquiera delas rampas. Si comparamos el trabajorealizado utilizando la rampa No.1 (mayorinclinación) contra el trabajo utilizando larampa No. 2 Concluimos que:

2) Calcule a que ángulo ( ) medido entre lahorizontal y la fuerza de 6 N que aplicadahacia abajo, produce un trabajo de 106 J alempujar un carruaje de bebé una distanciade 25 m sobre la horizontal.

3)

Un cuerpo de 300 g se desliza 80 cm a lo largo de una mesa horizontal. ¿Cuánto trabajo realiza lafuerza de fricción sobre el cuerpo si el coeficiente de fricción entre la mesa y el cuerpo es de 0.20?

4) Inclinándose sobre el timón un ciclista reduce la resistencia que el viento ejerce sobre él y sobre la

bicicleta. Si al desplazarse a una velocidad constante (o uniforme) de 6 m/s por una carreteraplana consume una potencia de 108 W ¿Cuál es la fuerza de rozamiento (en N) ejercida sobre él yla bicicleta por el aire?

a)

b)

c)

d)

e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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5) Un jugador de Basquetbol lanza una pelota de 6 kg a una altura de 2 m sobre el piso con unarapidez de 7.2 m/s la pelota llega a la net, que se encuentra a 3 metros sobre el piso, con unarapidez de 4.2 m/s. Calcule el trabajo en J realizado por la fuerza neta que se opone almovimiento.

6)

Refiriéndose al problema anterior determine (en J) el trabajo realizado por la resistencia del aire,una fuerza no conservativa.

FÓRMULAS:

| |||

∑

a) -9 b) c) d) e)

a) 273.1 b) c) d) e)



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Energía

1) Calcule la velocidad (en m/s) en la parteinferior de un bloque de 8 kg que partedel reposo y se desliza por el planoinclinado L = 5m (ver figura) b = 4m. Si lafuerza de rozamiento de 10 N esconstante.

L

b

2) Una niña parte del reposo, se desliza desde una altura de 3.5 m a través de un tobogán o“resbaladero” de 7 m de longitud (en línea recta). Suponiendo un coeficiente de fricción cinéticode 0.05 ¿Cuál es la velocidad final (en m/s) que alcanza la niña en la parte inferior de tobogán?

3) Desde el primer nivel de un hospital, un paciente sube 10 gradas idénticas cuyas dimensionesson las siguientes: parte vertical 20 cm; parte horizontal 30 cm. si desde lo alto desfallece y caeal punto desde el cual subió (si se supone además que no hay pérdidas de energía por fuerzas

disipativas) ¿Con qué velocidad en (m/s) llega al suelo?

4)

Si el músculo del brazo de una muchacha se contrajo al lanzar una pelota de 0.16 kgde masa, 8 metros hacia arriba. ¿Cuál es la fuerza media (en N) ejercida por el músculo?

5)

Un estudiante de 1.6 metros y 70 kg. Está parado sobre una mesa de laboratorio de 1.0 metro dealto, cae parado desde el reposo hacia el piso. Sí el estudiante cuando cae no flexiona sus rodillasni tobillos. Lo único que amortigua su caída son los pies y zapatos (los que se comprimen en total5 mm). Calcule la fuerza promedio (en Newton), ejercida por el piso.

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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6) Refiriéndose al problema anterior ¿Cuál es la rapidez en (m/s) justo antes que sus pies golpeen elpiso?

7) Un atleta demora 1.5 segundos para levantar una barra de 150 kg desde el pecho hasta arriba (h= 65 cm) ¿Qué trabajo en KJ se desarrolla en este caso?

8)

Formando un ángulo de con la horizontal se aplica una fuerza de 15 N al bloque de 8 kg si lafuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque es de 10 N, calcule su velocidad después derecorrer 20 m (si parte del reposo)

9)

En un plano horizontal, una fuerza total de 90 N también horizontal, actúa sobre un cuerpo de30 kg que parte del reposo. Calcule la velocidad tras haberse desplazado 10 m.

10)

Una caja de 40 kg que se encuentra incialmente en reposo se empuja una distancia de 5 metrosa lo largo de un piso horizontal y áspero, con una fuerza constante aplicada de 130 N, si elcoeficiente de fricción cinético entre la caja y el piso es de 0.2 ¿Determine el cambio (en J) en laenergía cinética?

FÓRMULAS:

| |||

∑

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



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Potencia y velocidad metabólica

1) ¿Cuánta energía consume una persona de 90 kg al escalar una distancia vertical de 20 m si se supone quelos músculos tienen un rendimiento del 20 % para convertir energía en trabajo?

2)

Una deportista con eficiencia muscular de 25%, realiza una prueba física durante 5 minutos, consumiendo6 litros de oxígeno. ¿Cuál es su velocidad metabólica promedio en kw?

3)

Calcule el peso (en N) de una persona que consume al subir una cima de 1200 m, si laeficiencia promedio del ser humano es del 25%.

4)

Calcule la eficiencia de una persona de 75 kg que consume calorías cuando asciende unamontaña de de altura.

5)

¿Cuántas kilocalorías consume una persona de 75 kg al subir a una cima de (la eficiencia es20%)

6)

Calcule el peso (en N) de una persona que consume al subir una cima de 2200 m, si la eficienciapromedio del ser humano es del 25%.

FÓRMULAS:

a) b) 9.18 c) d) e)

a)

b)

c)

d)

e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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F=5N


Hidrostática

1)

Se aplica una fuerza de 5 N al émbolo de una jeringa hipodérmicacuya sección transversal tiene un área de 2.2 (ver figura) siel fluido pasa a través de una aguja hipodérmica de ¿Qué fuerza habría de aplicarse al extremo de la aguja paraevitar que el fluido salga?

2)

Una solución glucosa se debe suministrar a un

paciente, si la presión absoluta de la vena es ¿Cuál debe ser la altura mínima h (en m), de la bolsa paraintroducir glucosa en la vena?

3)

Calcule el diámetro de un orificio circular al cual se le aplican 12 N para evitar que el agua salga. si éste seencuentra situado a una distancia vertical de 3 m medida desde la superficie del depósito.

4) Calcule el diámetro (aproximado a un círculo) de un aneurisma si la sangre ejerce una presión de y la fuerza aplicada es de 45 N.

5)

Calcule el diámetro (aproximado a un círculo) de un aneurisma si la sangre ejerce una presión de por medio de una fuerza de 49 N que forma un ángulo de con la pared del conducto.

6)

Una muestra de pesada en el aire 40 N. ¿Cuál es su peso sumergida en elagua?

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

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a) b) c) d) e)

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7)

Si el área de la sección transversal de la aorta es y el corazón bombea sangre por la misma a unapresión media de calcule la fuerza (en N) que ejerce el músculo sobre la sangre.

8)

Un aneurisma es como una protuberancia a través de la cual circula sangre ejerciendo presión sobre lapared interior del conducto. Calcule la fuerza que provoca en el aneurisma la sangre si su presión es de y la sección transversal

9)

Aunque el corazón produce una presión en la sangre que oscila con el tiempo,suponga que la presión en este órgano es igual a un valor medio de Si la cabeza está situadaa 40 cm por encima del corazón, calcule la presión en en la cabeza cuando se está de pie.

10)

Una esfera de plástico flota en agua con 40% de su volumen sumergido. Esta misma esfera flota en aceitecon 52.7% de su volumen sumergido. Determine la densidad de la esfera y el aceite respectivamente en

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



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Hidrodinámica I

1)

El flujo sanguíneo se distribuye por elorganismo mediante las diversasramificaciones del sistema arterial, determinepara una ramificación el flujo sanguíneo A, síen la arteriola B fluyen en 40 segundo,mientras que en C la rapidez de la sangre es14 cm/s y el área transversal es de.

2)

Considere dos puntos de un vaso sanguíneo artificial, así: diferencia de altura 20 cm; área transversal encada punto y diferencia de presión entre los dos puntos

y flujo a través del vaso calcule la densidad (kg/ del flujo.(Considere que el punto dos está abajo del punto uno)

3)

Por un tubo de un cm de radio circula agua a una velocidad media de 1 m/s, a una presión de Después de una bifurcación la altura del tubo aumenta 1m, respecto a su situación anterior, y suradio se reduce a la mitad. ¿Cuál es la presión (en N/ del agua es esta última situación?

4)

El caudal aproximado de la sangre oxigenada que sale del corazón de un adulto en reposo es de el volumen de sangre en todo el cuerpo es de unos cinco litros, de modo que cada minuto

(aproximadamente) toda la sangre completa un circuito por el cuerpo. Calcule la velocidad media de lasangre ( ), si el radio de la aorta es 9 mm

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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5)

La sangre circula desde una porción de arteria gruesa de 0.3 cm de radio, en donde su velocidad es de 10cm/s. a otra región donde el radio se ha reducido a 0.2 cm, debido a una engrosamiento de las paredes(arterioesclerosis). ¿Cuál es la velocidad de la sangre (en cm/s) en la zona más estrecha?

6)

Calcule a qué velocidad (en m/s) fluye el anhídrido carbónico

por un tubo de 2 cm dediámetro, si en media hora pasan por la sección transversal de dicho tubo 0.51 kg de gas.

7)

La velocidad de la sangre en el centro de una capilar de 0.1 cm de longitud y de radio, es0.066 cm/s. calcule el flujo Q (en ) en el capilar.

8)

Un tubo horizontal tiene los diámetros, 6 y 2 cm. En la parte más ancha la velocidad del fluido es de 2 m/sy la presión 180 kPa. Calcule la velocidad en la parte estrecha en m/s.

9)

Un tubo tiene una sección transversal de en la parte ancha y de 10 en la parte estrecha. Sicada 5 segundos salen del tubo 32 litros de agua ¿Cuál es la velocidad del agua en la parte ancha?

10) Refiriéndose al ejercicio anterior, determine (en torr) la diferencia de presión entre las 2 partes.(considere que ambas partes están a la misma altura).

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

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a) b) c) d) e)

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Hidrodinámica II

1)

La sangre humana tiene un viscosidad igual a y una densidad .El radio de una arteria es r y su longitud de c. Si la diferencia de presiónentre sus extremos a ¿Qué velocidad llevará la sangre en s?

2 Durante la micción, la orina de viscosidad 6.8x fluye a 1.9xs desde la vejiga,donde su presión manométrica es de , a través de una uretra de 4.2 cm hasta elexterior ¿Cuál es el diámetro de la uretra femenina

3) Un vaso sanguíneo tiene 0.10 m de longitud y su radio es de sí la sangre fluye a razónde s. Determine la diferencia de presión en (pa) que se produce en los extremos delvaso sanguíneo. La viscosidad de la sangre es .

4) Al hacer a un paciente una tranfusion de sangre se ha colocado la botella de modo que el nivel de

la sangre esté 1.2 m por encima de la aguja, la cual tiene un diámetro interior de 0.32 mm y unalongitud de 3 cm. en un minuto pasan por la aguja cde sangre. Cacule la viscocidad de lasangre (en kg/ms) suponiendo que su densidad es de

5 En cuanto tiempo en segundos fluye hacia el exterior lts de orina de viscocidad a través de una uretra de 4 cm de longitud y 2.8 mm de diámetro si durante la micción lapresión manométrica es

6)

Calcule la caida de presión arterial (en Pa) en un capilar de 2 mm de longitud y 4 de radio, si lavelocidad media de la sangre en éste es de 0.33 mm/s. El coefiiente de viscosidad de la sangre a es a s

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) 20.1 b) c) d) 0 e) 3.4x

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





Ing. Luis de León


7)

En una arteria las vibraciones se escuchan como murmullos si se excede la velocidad crítica de lasangre de cin para la aorta de 20 mm de diámetro. Calcule el numero de Reynolds(crítico). sí la viscocidad de la sangre es y la densidad

8)

Si la velocidad de la sangre en una arteria excede la llamada velocidad crítica, las vibraciones seoyen como murmullos, suponga que el radio de la aorta es de 1 cm; la viscocidad de la sangre, y su densidad Use para el numero de Reynolds (crítico) el valor de 2500.¿Cuál sería la velocidad crítica (en m/s) para la aorta?

9)

El corazon humano es una bomba potente y muy confiable que cada día recibe y descarga unos de sangre. Calcule la potencia (en W) que desarrola el corazon en un día, si se suponeque el trabajo que realiza es igual al requerido para levantar esa cantidad de sangre a la altura

media de un centroamericano. ( 1.63 m)

10)

La velocidad de la sangre en el centro de un capilar de 0.1 cm de longitud y deradio, es 0.066 . Calcule el flujo en () en el capilar.

FÓRMULAS:

̅

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León



Gases

1)

Si se desea duplicar el volumen de un gas que se mantiene a presión constante ¿Hasta quétemperatura en grados centígrados, debe calentarse si su temperatura inicial era de c

2)

¿Qué volumen en ocupan 4 g. de hidrógeno a una presión de 2 atm. Y una temperatura de

? (M=1g/mol)

3)

La densidad de un gas es a T.P.N. ¿Cuál será la densidad del gas a y ?

4)

A temperatura constante, un gas se comprime de 20 litros a 10 litros. si la presión manométricainicial es 1.5 atm. ¿Cuál es la nueva presión manométrica en ( atm)?

5) Calcule el volumen (en litros) ocupado por 1 g de oxígeno en condiciones normales.

6)

El aire de un bulbo cerrado tiene a C una presión de 1.5 atmosferas ¿a que temperatua en C,es la presión en el bulbo de 1 atmosfera?

7) Las presiones parciales en mmHg de los componentes de una mezcla de gases a C son lassiguientes: hidrógeno 150, nitrógeno 170, argón 100, etileno 180. Calcule la presión proporcionalen % debida al hidrógeno dentro de la mezcla

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) 2 b) 4 c) 6 d) 3 e) 5

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e) ac





Ing. Luis de León


8)

Determinar la densidad del metano (en g/Lt) a una temperatura de c y 5 atmosferas de

presión

9) Calcular la densidad del helio (M=4 g/mol) a TPE. (en kg/

10) Se tiene inicialmente una mezcla formada por 2 moles de 3 moles 3 moles de y 2 demoles de C a una temperatura de c y 1.5 atmoferas. Determine la presión final (enatmósferas) de la mezcla si el volumen final es de s. (considere: que es un procesoisotérmico)

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e) ac



Ing. Luis de León



Líquidos

1) ¿Cuál será la tensión superficial de un líquido, en , dentro del cual se forma una burbúja deaire de 1mm de diámetro y una presión interna de 82 Pa. por encima de la presión del líquido?

2)

Calcule el diámetro (en mm) de un capilar en el que el agua asciende 4.8 centimetros

uiice a) b) c) d) e)

3) Calcule la concentración de un fluido intracelular (en osmol/c), para un cuerpo a 36, sí lapresión osmótica es de .

4)

¿Calcule la temperatura (en ) de una disolución de 10 gramos de azucar (cuya masa molar es360 g) disueltos en de agua, sí la presión osmótica es .

5)

Calcule la temperatura (en ) de un cuerpo si la presión osmótica es de para unfluido intracelular cuya osmolalidad es de 0.27 osmoles/litro.

a) b) c) d) e)

6)

Realizando un esfuerzo de aspiración intenso, la presión alveolar en los pulmones puede ser inferior a la presión atmosférica. En estas condiciones ¿a que altura máxima puede

aspirarse agua con la boca, utilizando un pequeño tubo plástico? (en m)

a) b) c) d) e)

a) 2.1 b) 2.1 c) 2.1 d) e) Nac

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





Ing. Luis de León


7) ¿En ausencia de sustancias tensoactivas, la tensión superficial de las paredes alveolares o tensiónparietal es Calcule la diferencia de presiones (en atm) en un alveolo hinchado,cuyo radio es . (modelo de burbúja de dos superficies)

8) Calcule la presión osmótica (en Pa) a de una disolución de 6 g de azúcar disueltos en

de agua, siendo la masa molar del azúcar 360 g.

a) b) c) d) e)

9) ¿Cuál es la presión osmótica (en mmHg) de un fluido intracelular cuya osmolalidad es 0.24osmoles/litro? (la temperatura normal del cuerpo humano es ).

10) ¿ En un litro de agua se disuelven moles de sal y en otro litro moles de sal, si

luego ambos litros se mezclan ¿Cuál será la concentración de sal en el agua resultante. ( en)

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León



Sólidos

1)

Calcule el diámetro (en mm) de un cabello de sección transversal circular si se rompe cuando sesomete a una tensión de 1.2 N siendo su resistencia a la rotura de .

2) Calcule cuanta compresión puede soportar antes de romperse un fémur de 50 cm de largo, si elesfuerzo al que se le somete es de y el módulo de Young es

3)

El módulo de Young de la RESILINA, una proteína flexible parecida al caucho que se encuentra enlos artrópodos, se determinó mediante experimentos hechos con el tendón elástico de las patasdel saltamontes. El tendón tenía inicialmente 0.72 mm de longitud y 0.13 mm de diámetro y unacarga de 2.4 g lo alargaba hasta una longitud de 1.39 mm a partir de estos datos, Calcule elmodulo de Young (en

4)

Calcule la longitud inicial (en m) de un musculo común que en estado relajado se estira 4.5 cmcuando se somete a una fuerza de 36 N. considérelo como un cilindro de de áreatransversal; (

5)

Calcule el diámetro en (mm) de un cabello que se rompe cuando esta sometido a una tensión de1.0 N. Su resistencia a la ruptura es de

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





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6)

Un músculo común en estado relajado se estira 4.5 cm cuando se somete a una fuerza de 40 N.el mismo músculo, para alcanzar esa elongación, bajo condiciones de máxima tensión requiere765 N. Si el músculo puede considerarse como un cilindro de 35 cm de longitud y de áreatransversal, calcule el módulo de Young del músculo relajado.

7) Los huesos son menos fuertes bajo tensión que bajo compresión. Si suponemos que un fémurtípico (el hueso más largo del cuerpo) es aproximadamente cilíndrico, con un radio de 2 cm.¿Cuánta fuerza (en N) se requerirá para extender el hueso en 0.01%? en módulo de Young delhueso es [sugerencia 0.01% corresponde al cociente y equivale a(0.01/100)]

8)

Un objeto de módulo de elasticidad ( 20 cm de longitud y deárea transversal se somete a una fuerza de compresión de 20 N. Calcule la longitud final.

9)

Si se supone que el hueso es sólido ¿Cuánto se acorta (en mm) un fémur de 0.5 m para una persona de 700 N que se encuentra parada en un pie? (

10)

Calcule la longitud final (en mm) para una barra cilíndrica ( a de 4 m delargo y 9 cm de diámetro, si soporta a compresión la carga de un cuerpo de

FÓRMULAS:

a)

b)

c)

d)

e)

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León



Calor y termodinámica

1) Una tetera de aluminio de 400 g contiene 2 kg de agua a ¿Cuánto calor se requiere paraelevar la temperatura del agua y tetera hasta ? ( en KJ) (ver constantes en fórmulas).

a) 7.42 b) 742 c) 74.2 d) 7.42 e) 742

2)

Por la caída, calcule la elevación de la temperatura del agua ( en en la parte más baja de unas

cataratas de 44 m de altura.

a) b) c) d) e)

3) La temperatura de la piel de una persona desnuda, sentada dentro de una habitación a es

de , ¿Cuál es la velocidad neta ( en W ) de perdida de calor por radiación del cuerpo de lapersona si el área de la superficie total del cuerpo es de (ver constantes en fórmulas).

a) b) c) 54.8 d) 72.3 e) Nac

4) Durante el ejercicio físico la sangre fluye a la piel a la velocidad de 100 g/s. Si la velocidad detransmisión de calor ( en la etapa 1) es de 450 W ¿Cuál es la temperatura de la sangre ( en )cuando vuelve al interior de cuerpo? (suponga que todo el calor transmitido al exterior procede

de la sangre y que el calor específico de ésta es igual al del agua) ( ⁄

a) 35.9 b) 36.1 c) 37.9 d) 38.1 e) 34.9

5)

Calcule la masa en gramos de agua, si al pasar de a absorbe 3000 calorías.

a) b) c) d) e) N





Ing. Luis de León


6) Un cubo de hielo de masa 30 gramos se saca del congelador de un refrigerador a una temperaturade C calcule ¿Cuánto calor en kilocalorías será necesario para fundir el cubo de hielo?(recuerde: calcular la cantidad de calor necesaria para que el hielo se funda requiere dos etapas.etapa 1: la temperatura del cubo sube desde C hasta 0, etapa 2: el cubo se funde de .El calor necesario para fundir el hielo será igual a al a suma de los calores absorbidos en las dosetapas. Datos: c ca ⁄ , Calor latente de fusión del hielo ca ⁄ )

a) 2718 b) 318 c) 2.4 d) 2.7 e) 2082

7)

El calor específico del agua es 4169 y su densidad 1000 , mientras el del vaporde agua tiene un calor especifico de c ⁄ . El calor latente de evaporación del agua

es de , ¿Cuál es la energía interna necesaria, en J, para que un litro de agua a 80 se convierta en vapor recalentado a 125?

a) b) c) 2.38 d) e)

8)

A que temperatura (en ) se mantiene la piel de una persona si la interna es , el área de lapiel es 2 y la pérdidas por conducción es de 26 cal/s, la conductividad térmica (o calorífica) es cac s y el flujo se establece a una distancia de 4 cm.

a) b) c) d) e)

9) Para mantener a constante la temperatura de una colonia de bacterias (si la temperaturaambiente es de ) debe suministrarse determinada potencia calefactora. Las bacterias estánen un recipiente de vidrio de de área y 0.5mm de espesor, cuya conductividad térmica es Calcule la cantidad de calor por unidad de tiempo (en W) que pierde la colonia

a través de las paredes del recipiente citado.

a) b) c) d) e)

10)

La temperatura de la piel, normalmente, es de , en tanto que la del organismo . Calculelas pérdidas por conducción (en ca s) si la conductividad calorífica esca csC y este flujo se establece a una distancia de 3 cm. Para el área de lapiel use

a) b) c) d) e)

11) La velocidad metabólica de una mujer de 588 N aumenta a 360 W mientras avanza despacio. Si sucuerpo pierde calor a una velocidad de 330 W. ¿Cuánto aumentaría su temperatura interna en 1hora? ( )

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León


12) Durante un transformación isobárica a 1 atmosfera, el volumen de un gas varía desde , hasta , y el gas absorbe 40 J de calor ¿Cuál es la variación deenergía interna del sistema? (en J )

a) 35 b) 38 c) -35 d) 40 e) 115

13)

Calcule la variación de energía ( en J), para un gas que durante una transformación isobáricaa 1 atmosfera, absorbe 20 J de calor, variando su volumen desde hasta

a) 100 b) 20 c) 60 d) -60 e) ac

14) Considere un gas a presión constante de atmosfera contenido en un cilindro al que se lesuministran J de calor. Si el trabajo realizado por el gas sobre el pistón es de 1800 J calcule:el cambio de volumen en litros

a) b) c) 18 d) 21 e) ac

15) Refiriéndose al problema anterior ¿Cuál es el cambio de energía interna del gas? (en J)

a) b) c) d) e) ac

16) Un gas soporta una presión constante de 3 atmósferas y se calienta a partir de Sí suvolumen inicial es de 8 litros y el trabajo realizado de 209.9 J, calcule la temperatura final (en

a) b) c) d) e)

17)

Calcule el volumen inicial (en litros) durante una transformación isobárica a 1 atm, si el gasabsorbe 32 J de calor, su volumen varía hasta y la variación de energía del sistema esde

a) b) c) d) e)

18)

Si un sistema durante una transformación realiza 800 J de trabajo y su variación de energía E es600 J, calcule cuanto calor (en J) absorbe.

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León


19) El calor específico del hierro es de 443 Si un bloque de hierro de 125 g a unatemperatura de se introduce en un litro de agua que se encuentra a ¿Quétemperatura (en de equilibrio alcanzará el sistema si está aislado?

a) b) c) d) e)

20) El hielo tiene un calor de fusión de y un mol tiene una masa de 18 g. si a 50gramos de hielo a

le entregamos 38000 J de calor ¿Qué masa de hielo (en g) quedará al final?

b) c) d) e)

21) Cuando el hielo de la pregunta anterior se ha fusionado en agua totalmente, ¿Cuánto calor (en adicional necesita entregársele para que su temperatura llegue a ?

b) c) d) e)

FÓRMULAS:



Ing. Luis de León


UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE CIENCIAS MÉDICASUNIDAD DIDÁCTICA DE FÍSICAING. LUIS DE LEÓ[email protected] AÑO 2012

ONDAS

1) Calcule la frecuencia en Hz de una onda sinusoidal de 40 cm de longitud (de onda) cuya velocidad

de onda es 150 m/s.

a) b) c) d) e) ac

2) Calcule la densidad lineal de una cuerda (en kg/m), si la velocidad de la onda es de 120 m/s

cuando la tensión es de 80 N.

a) b) c) d) e) ac

3) Viajan pulsos transversales con una rapidez de 200 m/s a lo largo de un alambre de cobre, tensocuyo diámetro es 1.5 mm ¿Cuál es la tensión en KN en el alambre? (

a) b) c) d) e) ac

4)

¿Cuál es la longitud de onda de una onda sinusoidal cuya velocidad y período son 75 m/s y 0.005

segundos, respectivamente? ( en mm )

a) b) c) d) e) ac

5) Para la ecuación de una onda sinusoidal es , en la que y están en centímetros ¿Cuál es la longitud de onda (en cm)?

a) b) c) d) e) ac

6) Para una cuerda fija en ambos extremos la nota más baja se consigue para una longitud .

Si la nota más baja en un piano tiene una frecuencia de 25 Hz, la cuerda una longitud de 2 metrosy una tensión de 300 N. ¿Cuál es la velocidad de la onda en la cuerda (en m/s)?

a) b) c) d) e)






Ing. Luis de León


7)

Refiriéndose al ejercicio anterior ¿Cuál es la masa total de la cuerda (en gramos)?

a) b) c) d) e)

8) Calcule la frecuencia (en Hz) de una onda cuyo período es de

a) b) c) d) e)

9) Un estudiante de medicina se sienta a pescar en el borde de un muelle y cuenta las ondas de aguaque golpean uno de los postes de soporte de la estructura, en un minuto cuenta 80 ondas. Si unacresta determinada recorre 12 metros en 8 segundos, ¿Cuál es la longitud de onda (en m)?

a) b) c) d) e)

10)

Una cuerda de piano de 1.21 m de longitud tiene una masa de 150 g. si se la somete a una tensiónde 6000 N ¿Cuál es la velocidad de la onda producida al ser golpeada por el macillo?

a) b) c) d) e) ac

FÓRMULAS:



Ing. Luis de León



SONIDO

1)

Calcule la energía (en J) que absorbe un tímpano de debido a la incidencia durante

4 minutos de una onda sonora de nivel de intensidad 90 dB.

a) b) c) d) e) ac

2) Un cohete explota a una altura de 300 m produciendo en un punto del suelo verticalmente debajode él, una intensidad sonora media de durante 0.2 s. ¿Cuál es la intensidad mediadel sonido a una distancia de 20 m del cohete (en W/)?

3) Si 12.0 J de energía atraviesan 0.8 c durante minutos, calcule la intensidad (en W/)de la onda ultrasónica de gran intensidad. (Esta clase de onda tiene la ventaja de poder usarse sinriesgo de dañar el oído).

4)

La ruptura del tímpano se produce a partir de 150 dB. Calcule la intensidad del sonido (en W/).

5)

El ruido en la calle con un nivel de intensidad sonora de 50 dB será oído en una habitación comoun ruido de 30 dB. Calcule la relación entre las intensidades sonoras en la calle y en lahabitación.

6)

La amplitud de presión de una onda sonora es 0.06 , a una distancia de 10 m de su origen.

¿Cuál es la amplitud de presión de la onda que se halla a 120 m de su origen?

s

a) b) c) d) e) ac

a) b) c) d) e)

a) 500 b) 1600 c) 1500 d) 1000 e) Nac.

a) 20 b) 100 c) 200 d) 1500 e) Nac.

a) b) c) d) e)






Ing. Luis de León


7)

Dos carros se mueven al encuentro con velocidades y

la bocina del primer

carro suena con una frecuencia ¿Qué frecuencia en Hz, tendrá la señal que oirá el

chófer del segundo carro? ( , es la velocidad de sonido en el aire)

8) Una de las ventajas del ultrasonido consiste en que las ondas ultrasónicas de gran intensidad

pueden usarse sin riesgo de dañar el oído, suponga un ultrasonido de Calcule(en J) la energía que atraviesa durante 1 s.

9) Para el evaluar el desarrollo de un feto, un rayo de frecuencia se enfoca en elabdomen de la futura madre, siendo reflejado por la pared del latiente corazón del feto. Alcombinarse las ondas se produce el efecto Doppler con una frecuencia lavelocidad del sonido en el tejido del cuerpo es ( s, Calcule la velocidad del corazón

del feto ( en m/s) en la ecuación

10)

¿A qué velocidad relativa (en m/s) se aleja del receptor una sirena que emite un sonido defrecuencia 300 Hz, Si se mueve hacia la misma con una rapidez de 20 m/s relativa al aire, cuandola frecuencia que escucha es de 280 Hz. (la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s)

11) Una fuente de ultrasonido emite ondas a . Las ondas son reflejadas por las células

sanguíneas que se mueven hacia la fuente a 0.3 m/s. calcule la frecuencia

en Hz.) del sonido

detectado por un receptor en la fuente. La velocidad del sonido en la sangre es de 1500 m/s (use

donde velocidad de las células sanguíneas hacia la fuente).

12) Calcule en m/s la velocidad a la que se acerca una fuente en movimiento a una onda sonora de

5000 Hz, si la frecuencia de la onda reflejada es 5180Hz. ( )

Fórmulas:

=

in

=

a) 874.3 b) 777.96 c) 732.01 d) 732.01 e) 872.07

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) 1 b) c) 1 d) 1 e) Nac.

a) b) c) 180 d) e) Nac



Ing. Luis de León



LUZ

1)

Una rayo de luz de 589 ( de longitud de onda, que viaja a través del aire

, incide sobre una lámina plana de vidrio de índice de refracción con un ángulo

de con la normal. Encuentre el ángulo de refracción

2) Refiriéndose a los datos del ejercicio anterior. Si la frecuencia no cambia ¿Cuál es la longitud de

onda en de esta luz en el vidrio?

3) ¿Cual es el ángulo de incidencia de un rayo luminoso que llega a una superficie agua-aire,

procedente del agua, si el ángulo de refracción en el aire es y el índice de

refracción del agua es ?

4) Un estanque rectangular de 2 metros se llena hasta el borde de agua cuyo índice de refracción es

. Si un estrecho haz luminoso llega al agua en el propio borde del estanque con un ángulo

de incidencia de ¿A que distancia (en m) de la pared del estanque alcanzará el haz el

fondo?

5) Si un rayo luminoso incide a sobre una capa de agua uniforme que se encuentra sobre una

lámina de vidrio de caras paralelas. ¿Cuáles son los ángulos de refracción en el agua y el vidrio,

respectivamente? (los índice de refracción son )

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)






Ing. Luis de León


6) La reflexión total es el fundamento del uso de fibras ópticas las cuales se aplican en medicina

sobre todo en aparatos de endoscopia, o bien, aplicando haces láser directamente en zonas

donde no se puede acceder sin intervención quirúrgica, ¿Cuál es el ángulo critico ( ) para que

haya reflexión total entre el agua y el aire? ( .

7) En la práctica, las fibras ópticas tienen un revestimiento de vidrio (n para proteger lasuperficie óptica de la fibra. Si la fibra de por si tiene un indice de refracción n ¿Cuál esel ángulo critico (en para que tenga lugar la reflexión total de un rayo dentro de la fibra?

8)

¿Con que ángulo en debe incidir un rayo de luz que viaja en el aire sobre un cristal de cuarzo

n para que se refracte dentro del mismo a

? (

n

9) Un rayo de luz va del aire (n= 1.0) a un cristal (n= 1.2) ¿Cuál es en el ángulo crítico para queexista reflexión total?

10) Un rayo luminoso que viaja en el aire, incide a un ángulo de con respecto a la superficie

aire-vidrio. Calcule el ángulo del rayo refractado, si el índice de refracción de vidrio es de 1.5 y eldel aire es 1.

FÓRMULAS:

sin

a) b) c) d) e) .

a) 0 b) 90 c) 67.8 d) 60.7 e) Nac.

a) b) c) d) e) ac.

a) b) c) d) e)

a) 35.26 b) 25.37 c) 50 d) 30.71 e) Nac.



Ing. Luis de León



ÓPTICA I

1)

Calcule la distancia imagen (en cm), si un objeto se encuentra a 32 cm de la lente convexa dedistancia focal + 16 cm.

2) Calcule el aumento de la imagen de un objeto situado 4 cm delante de una lente de distancia focal6 cm.

3)

Un objeto se halla a 27 cm delante de una lente de distancia focal 18 cm. ¿Cuál es el aumento dela imagen?

4)

Un proyector se halla a 6 m de una pantalla de 1.2 m de ancho. Se utiliza una diapositiva de 50mm, además se desea que la imagen ocupe todo el ancho de la pantalla. Calcular la distanciafocal de la lente en cm.

5)

Una lente convexa, convergente o positiva forma una imagen derecha cuyo tamaño es 200% deltamaño del objeto. La imagen se forma a 60 cm de la lente. Calcular la potencia de la lente (endioptrías).

6) Una lente cóncava, divergente o negativa forma una imagen derecha cuyo tamaño es 60% deltamaño del objeto. La imagen se proyecta a 25 cm de la lente. Calcular la potencia de la lente (endioptrías).

7)

Para investigar nuestras biológicas se necesita una lupa que logre un aumento de 26. Calcular ladistancia en cm entre la lupa y el objeto. (recuerde: La imagen esta diseñada para un ojo normal)

a) 8 b) 32 c) 28 d) 16 e) 10.67

a) 12.0 b) 0.60 c) 2.40 d) 3.00 e) Imposible determinar

a) 0.40 b) 2.00 c) 54.0 d) 0.50 e) 2.50

a) 0.042 b) 4 c) 24 d) 25 e) Nac

a) 60 b) 0.6 c) 30 d) 1.67 e)Imposible determinar

a) 41.67 b) -0.625 c) -1.6 d) 1.6 e) 6.4

a) 1.04 b) 1.00 c) 25 d) 0.96 e) Nac





Ing. Luis de León


8)

Un objeto esta colocado a 12 cm de una lente divergente de distancia focal 8 cm. Determine elaumento y la naturaleza de la imagen.

9)

El aumento de la proyección de una película familiar ha de ser de 143 veces a fin de que la imagenformada sobre una pantalla situada a 576 cm de la lente proyectora satisfaga a la concurrencia. ¿Aque distancia (en cm) ha de estar la película de la lente?

10) Un objeto de 6 cm de altura se coloca a 4 cm de una lente divergente, la longitud focal de la lentees de -24 cm ¿Cuáles son la naturaleza y aumento de la imagen?

FÓRMULAS:

a) 0.4 cm virtual b) 2 virtual c) 0.4 virtual d) 0.4 real e) 2 real

a) 0.25 b) 4.03 c) 3.00 d) 5.00 e) Nac

a) 1.2 virtual b) 1.2 real c) 5.14 real d) 5.14 virtual e) Nac



Ing. Luis de León



ÓPTICA II

1)

¿A un hombre de edad avanzada se le prescriben lentes de 2 dioptrías para que pueda leer un libro situadoa 25 cm de él. ¿Dónde estaba situado su punto próximo (en cm)?

2)

Refiriéndose a los datos del ejemplo anterior, algunos años después el hombre no puede leercómodamente a menos que coloque el libro a 35 cm de sus ojos. ¿Cuál es la potencia de las lentes quenecesita ahora (en dioptrías)?

3)

Un hombre tiene su punto próximo a 50 cm del ojo y su punto remoto en el infinito. ¿Cuál es su poder útilde acomodación? (en dioptrías).

4)

Los puntos próximo y remoto de un hombre miope se encuentran a 20 cm y 250 cm del ojo,respectivamente. ¿Dónde está su punto próximo (en cm.) cuando usa anteojos o gafas?

5)

¿Cual es la potencia (en dioptrías) de la lente necesaria para corregir la miopía en una persona con unpunto remoto de 240 cm?

6)

A un estudiante de medicina le recomiendan usar lentes bifocales cuyas componentes tienen distanciasfocales 50 cm y -350 cm. ¿Cuáles son sus puntos próximo y remoto en cm?

7)

Los límites de acomodación de los ojos de un estudiante son de 18 cm y 80 cm. Cuando usa anteojos,puede ver lejos con claridad, ¿a que distancia mínima (en cm) ocurre esto?

Un microscopio tiene un objetivo de distancia focal 0.32 cm y un ocular de distancia focal 2.2 cm (estáinformación le sirve para resolver los siguientes 4 ejercicios)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e) Nac.

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) 16.67, b) 50, c) 50, - 25 d) e)

a) 14.70 b) 36.36 c) 64.28 d) e)





Ing. Luis de León


8) ¿Dónde debe estar la imagen formada por el objetivo (en cm; con respecto al ocular) para que el ocularproduzca una imagen virtual 25 cm delante del ocular?

9)

Si las lentes tienen 20 cm de separación ¿Qué distancia (en cm) separa al objetivo del objeto que estasobre la platina?

10)

¿Cuál es el aumento total de microscopio?

a) 850.8 b) 713.1 c) d) 582.3

11)

¿A que distancia (en cm) tendría que estar el objeto de una sola lente que diera el mismo aumento?

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) 0.021 b) 0.036 c) 0.029 d) 0.031 e) 0.050



Ing. Luis de León



ELECTRICIDAD

1) En el punto “P”, Calcule el módulo de la fuerza eléctrica (en N) producida por el dipolo sobre una

carga de prueba = C (Ver figura 1).

2)

Calcule el módulo de la fuerza total sobre , ejercida por dado que (ver figura 2)

3) ¿Cuál es el campo eléctrico en “P” debido a = +3 C y = C, si = +1.2 C? Datos: a = 2.7m, c = 6.16 m; A = (Ver Figura 2)

4) Una carga ejerce una fuerza de sobre una carga de prueba = localizada a de . Calcule el módulo de (en ).

5) Una carga de se ubica a 80 mm de una carga de Determine la intensidad y direccióndel campo eléctrico en el punto medio de una recta horizontal que une las dos cargas (en N/C).

6)

La energía potencial de un sistema constituido por dos cargas idénticas es cuando laseparación entre ellas es de ¿Cuál es la magnitud de cada carga?

7) ¿Cuál es el potencial (en kV) a una distancia de de la carga = ? (k, recuerde, es ).

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) nC d) nC e)

a) b) c) d) e)






Ing. Luis de León


8)

¿A que distancia (en m), una carga = produce un potencial de 10 kV?

9)

El punto A está a 40 mm arriba de una carga = y el punto B se localiza a 60 mmdebajo de la misma carga. Una carga de

se traslada del punto B al punto A, ¿Cuál es el

cambio registrado en la energía potencial (en mJ)?

10) A cierta distancia de una carga puntual, el potencial es de 1200 V y la intensidad del campoeléctrico es 400 N/C ¿Cuál es la distancia a la carga (en m)?

Figura 1 Figura 2

240 cm

-4C

40 cm

+4 C

FÓRMULAS:

⃗

a) b) c) d) e) Nac.

a) b) c) d) e) Nac.

a) 6 b) 9 c) 3 d) 15 e) Nac.



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CORRIENTE

1)

Se arma un circuito con tres resistencias de cada una; dos se conectan en serie y una enparalelo con respecto a la fuente. Calcule la corriente (en A) que circula por cada una de ellas sise tiene una fuente de 36 V.

2)

La resistencia eléctrica normal de una persona de mano a mano a través del cuerpo es de 2.2 x . Si una persona toca accidentalmente con las manos dos conductores entre los que hay una

diferencia de potencial de 120 V ¿Que intensidad de corriente (en mA) circulara por la misma?

3)

Un metro cuadrado de axón tiene una resistencia eléctrica de 0.2 ; si la membrana tiene unalongitud de 7.5 x m, ¿Cuál es la resistividad de la membrana (en m)? (Se supone que laresistencia de la membrana esta producida por el fluido iónico de los poros que la atraviesan).

4)

Un equipo médico posee tres resistencias que se conectan en paralelo, si dos de ellas y laresultante son respectivamente de , y 60/37, Calcule el valor de la tercera resistencia(en ).

5)

La resultante de tres resistencias conectadas en serie es de 12.4 m y dos de ella son de 3.1 m cada una ¿Cuál es el valor (en ) de la tercera resistencia?

6)

¿Qué radio en (m) tiene un conductor de -m de resistividad y cm para que

la resistencia sea de ?

a) 3, 3, 36 b) 0.33, 0.33, 0.167 c) d) 12, 12, 6, e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) 37.5 d) e)

a) 0.25 b) 0.98 c) 1.25 d) 3.88 e) 4.00

a) b) c) d) e) NAC

a) b) c) d) e) NAC





Ing. Luis de León


7) Calcule el potencial de (en V) debido a los iones electronegativos CI ( =0.103 mol/lt

y =0.004 mol/lt).

8) Tres resistencias, de , y , se conectan en paralelo. ¿Cuál es el valor de la

resistencia equivalente (en )?

9)

Para la siguiente figura, si la fem es 8 V, la intensidad de corriente 0.5 A y = . Calcule (en )el valor de

10)

Calcule la longitud de un conductor de , 1.0 cm de radio y de resistividad.

11)

Un axón (cilindro eje o neuroeje) se puede aproximar como un cilindro largo, de dediámetro y de resistividad. Si la resistencia es de ¿Cuál es la longitud (en cm) deun axón de estas características?

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León



MAGNETISMO

1)

Un cuadro de alambre cuelga entre los polos de un imán (ver figura 1). La sección horizontal delcuadrado tiene cm de largo y el campo magnético es 2700 G. ¿Que corriente (en A) se necesitapara producir una fuerza de 2.7 N?

2)

Calcule el modulo del campo magnético (en T), en un punto que se halla a 4 cm de un alambrelargo por el que circula una corriente de 8 A.

3) Una bobina circular de 5 cm de radio tiene 300 espiras en las que circula una corriente de 25 mA.¿Cuál es el campo magnético (en G) en el centro de la bobina?

4) Se tienen dos bobinas de 100 espiras cada una; una es de 3 cm de radio concéntrica con otra de9 cm de radio. Si por la más grande circula una corriente de 6 A ¿Qué corriente se necesita en labobina más pequeña para dar un campo magnético de T?

5) Un alambre por el que circula una corriente de 18 A produce una campo magnético de T. ¿Cuál es el modulo del campo magnético (en T) en este punto si la corriente fuerade 21 A?

6)

Dos conductores paralelos, largos y fijos están separados por una distancia de 10 cm. Por uno de

ellos (A) circula una corriente de intensidad 30 A y por el otro (B) una corriente de intensidad 40

A, de sentido opuesto a la que circula por A. Calcule la magnitud de la fuerza por unidad de

longitud (en N/m) que actúa sobre un conductor paralelo a ambos, en su mismo plano y a la

misma distancia de ellos, por el que circula una corriente de 5 A en el mismo sentido que la que

circula por A.

a) Ninguna de las siguientes es correcta b) x c) x d) e) x

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) Ninguna de las siguientes es correcta b) 0.86 c) 1.44 d) 2.30 e) 6.30

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)





Ing. Luis de León


7) El campo magnético a 1.2 mm de distancia de un axón durante el paso de una señal nerviosa

(paralela a la longitud del axón) es de T. Calcule el valor (aproximado) de la corriente

correspondiente. (en µA)

8)

Dos alambres largos por los que corren

= 4 A (a la izquierda) e

=12 A (en sentidos

opuestos), están separados d = 20 cm. ¿En que punto a lo largo de la línea infinita que los une,medido desde el conductor 1 el campo magnético se hace nulo? (Ver figura 2, respuesta en cm)

9) Suponiendo que un axón puede considerarse como un conductor rectilíneo, de gran longitudcomparada con su diámetro, por el que circula una intensidad de corriente aproximada de 5 µA,¿Cuál es la magnitud del campo magnético (en T) creado a 1 cm de distancia? (µ = micro)

10) Un hombre toca accidentalmente el hilo activo de una red eléctrica a 120 V. Si la resistencia

entre su mano y su pie es y la resistencia entre su pie y el suelo es de ,

¿Que corriente circulara a través de él (en mA)? (ejercicio de corriente)

Figura 1. Figura 2.

FÓRMULAS:

a) b) c) d) e)

a) 5 b) c) d) e)

a) b) c) d) e)

a) b) c) d) e)



Ing. Luis de León



ÁTOMOS

1) Calcule la longitud de onda para un fotón de 3.45 eV.

a) b) c) d) e)

2) La energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un metal determinado es 3.25eV. Calcule su frecuencia crítica (en Hz)

a)

b)

c)

d)

e) 7.84

3)

Un microscopio electrónico puede resolver o separar estructuras que son 10 o más veces eltamaño de la longitud de onda del electrón ¿Cuál es la estructura más pequeña en que sepuede resolver en un microscopio electrónico utilizando electrones de eV?

4)

¿Cuál es el voltaje (en V), para un aparato de Rayos X cuya menor longitud de onda producida es ?

a) b) c) d) e)

5)

La energía cinética de un electrón es 200 eV. ¿Cuál es su longitud de onda (en m)?

a) b) c) d) e)

6) Calcule la energía consumida (en J) por un tubo de rayos X que opera a 80 KV y 400 mA durante2 s.

a) b) c) d) e)

7)

La energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un metal determinado es 2.35eV. Calcule su frecuencia critica (en Hz)

a) b) c) d) e)

a) b c) d) e)





Ing. Luis de León


8) ¿Cuál es el rayo X de menor longitud de onda producido por un aparato de rayos X de 120 kV?(en m).

a) b) c) d) e)

9) ¿Qué energía (en eV) posee un cuanto de luz infrarroja de longitud de onda 1000 ?

a) b) c) d) e)

10)

Calcule la longitud de onda (en de un electrón que ha sido acelerado a través de unadiferencia de potencial de 100 V.

a) b) c) d) e)

FÓRMULAS:



Ing. Luis de León



NÚCLEOS

1)

¿Cuál es la velocidad de desintegración (en ) de 12 g de empleados para tratar con

radiación a un paciente? La semivida del es ).

a) b) c) d) e)

2) ¿Cuántas desintegraciones hay en un mol de si su semivida es ?

a) b) c) d) e)

3) ¿Cuál es el defecto de masa del (en kg)? (cobalto: masa atómica en conjunto 59.9338 U.A)

a) b) c) d) e) 0.9338

4)

De acuerdo al resultado del ejercicio anterior calcule ¿Cuál es la energía de enlace por partículadel

(en MeV)?

a) b) c) d) e)

5) ¿Cuántas desintegraciones por milisegundo hay en un mol de ( en )

a) b) c) d) e)

6)

¿Cuántas desintegraciones por segundo hay en un mol de ( )

a) b) c) d) e)

7 Si toda la materia está condensada a la densidad de un núcleo, calcule el radio de una

estrella de neutrones de y densidad (en m).

a) b) c) d) e)





Ing. Luis de León


8) El radio tiene un período de semidesintregración de 1620 años. ¿Cuál es la masa de

una muestra que experimenta 20,000 desintegraciones por segundo (en ?

a) b) c) d) e)

9 La constante de desintegración del es de ¿Cuál es su semivida (en años)?

a) b) c) d) e)

1 ¿Cuántas desintegraciones por hora hay en un gramo de (en período desemidesintegración

a) b) c) d) e)

“Somos lo que pensamos. Todo lo que somos surge con nuestros pensamientos. Con nuestros

pensamientos, hacemos nuestro mundo” .

FÓRMULAS:



Ing. Luis de León


UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE CIENCIAS MÉDICASUNIDAD DIDÁCTICA DE FÍSICAING. LUIS DE LEÓN

[email protected] ANEXO AAÑO 2012

Matemática Vectores Estática Cinemática

1 c 1 b 1 c 1 e

2 a 2 c 2 b 2 d

3 d 3 c 3 c 3 d

4 a 4 c 4 b 4 c

5 a 5 d 5 e 5 a

6 c 6 e 6 c

7 e 7 c 7 c

8 c 8 c 8 e

9 b 9 d 9 a10 d 10 d 10 c

Dinámica Momentos Trabajo Energía

1 d 1 c 1 b 1 a

2 a 2 b 2 d 2 d

3 c 3 e 3 c 3 b

4 e 4 e 4 d 4 e

5 e 5 c 5 b 5 b

6 b 6 d 6 c 6 d

7 c 7 e 7 a

8 b 8 c 8 d

9 e 9 d 9 a

10 d 10 c 10 d

Potencia y velocidadmetabólica

Hidrostática Hidrodinámica I

1 b 1 a

1 d 2 c 2 e

2 e 3 b 3 b

3 c 4 e 4 b

4 e 5 c 5 d

5 d 6 d 6 b

6 c 7 e 7 d

8 d 8 d

9 d 9 c

10 d 10 d





Ing. Luis de León


Hidrodinámica II Gases Líquidos Sólidos

1 e 1 b 1 c 1 d

2 c 2 b 2 e 2 a

3 a 3 d 3 a 3 e

4 a 4 b 4 d 4 b

5 d 5 a 5 a 5 e

6 c 6 c 6 d 6 e7 a 7 b 7 c 7 a

8 d 8 d 8 a 8 b

9 c 9 b 9 d 9 b

10 d 10 c 10 c 10 d

Calor y termodinámica

1 a

2 a

3 d

4 a5 b

6 d

7 c

8 b

9 d

10 b

11 d

12 c

13 d

14 c

15 b

16 c

17 d

18 d

19 e

20 c

21 b



Ondas Sonido Luz Óptica I

1 c 1 c 1 c 1 b

2 d 2 b 2 e 2 d

3 c 3 d 3 e 3 b

4 a 4 d 4 c 4 d

5 b 5 b 5 d 5 d

6 e 6 a 6 b 6 c

7 d 7 a 7 d 7 d

8 b 8 b 8 c 8 c

9 c 9 e 9 e 9 b

10 d 10 d 10 d 10 e

11 a

12 d

Óptica II Electricidad

1 b 1 d

2 d 2 d

3 b 3 c

4 d 4 e

5 e 5 b

6 e 6 d

7 d 7 b

8 a 8 b

9 e 9 b

10 c 10 c

11 b

Corriente Magnetismo Átomos Núcleos

1 c 1 c 1 b 1 a

2 b 2 c 2 e 2 b

3 e 3 d 3 e 3 b

4 e 4 d 4 e 4 b

5 c 5 c 5 c 5 b

6 c 6 a 6 c 6 e

7 d 7 a 7 e 7 a8 d 8 c 8 c 8 b

9 a 9 c 9 e 9 d

hojas de trabajo ing de leon

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