PDV: [Explicación] Física N°2 (2012)

Curso: Ciencias

SOLUCIONARIO
ENSAYO EX CÁTEDRA Nº 1
MÓDULO FÍSICA

1. La alternativa correcta es C

Al pasar a un medio menos denso, la velocidad de la onda transversal aumentará y
también lo hará su longitud de onda. Un ejemplo de las ondas que cumplen con lo
anterior son las electromagnéticas (la luz, ondas de radio, rayos X, etc.).


I) F, las ondas mecánicas necesitan de un medio físico para su propagación, por lo
tanto, no pueden viajar en el vacío.
II) V, por la explicación entregada en I.
III) V, por la explicación entregada en I.

3. La alternativa correcta es A

Siempre que se aplican a un cuerpo una serie de impulsos periódicos, donde una de las
frecuencias coincide con la frecuencia natural del cuerpo, éste se pone a vibrar con una
amplitud relativamente grande. Este fenómeno se conoce como resonancia o vibración
simpática.

4. La alternativa correcta es E

I) F, el oído no puede captar frecuencias mayores a 20.000 Hz (ultrasonidos).
II) V, el sonido no puede viajar en el vacío, o sea, requiere de un medio material.
III) V, el sonido, al incidir sobre una superficie, tiene la capacidad de regresar
(reflejarse).


El color de los cuerpos se debe a una reflexión difusa de la luz. Por ejemplo, un cuerpo
de color blanco refleja todos los colores y un cuerpo de color azul refleja sólo el azul.

1

6. La alternativa correcta es D

7. La alternativa correcta es B

El objeto debe colocarse en el centro de curvatura, como muestra la figura:

C V
F
Imagen:

− real
− invertida
− de igual tamaño


El prisma presenta un mayor índice de refracción a las ondas que tienen menor longitud
de onda, y esto hace que estas ondas viajen más lento. Por otra parte, la idea en un
microscopio es iluminar el objeto en estudio, con una onda que tenga una mínima
longitud de onda y así ver más detalles.
Se sabe que el color azul tiene mayor frecuencia de vibración que el rojo, pero a su vez
su longitud de onda es menor.

2


Recordando que la carga neta en un sistema aislado se conserva, la situación es la
siguiente:
A C A C
1°
+ 2Q - 2Q ⇒ neutra neutra

B C B C
2°
+ 2Q neutra ⇒ +Q +Q


I) V, aplicando la ley de Ohm tenemos
V
R= = 1Ω
I
II) V, aplicando la definición de potencia

P=V I = 1W

III) V, la energía liberada está dada por

E=P t = 1W 3600s = 3600J


Las luces usadas en una guirnalda de navidad están conectadas en serie, por lo tanto, un
circuito equivalente es

I

V R EQ = n ⋅ R

V

La resistencia equivalente es igual a la suma de todas las resistencias de 200Ω que son
posibles conectar en la guirnalda. Por lo tanto, lo que debemos calcular es el valor de n
que equivale al número de resistencias a conectar. Aplicando la ley de Ohm tenemos:

V 220
REQ = ⇒ 200 n=
I 0,1

Despejando obtenemos un valor de n = 11.

3


Para obtener la respuesta, debes recordar la definición de la intensidad de corriente
eléctrica, y saber que una carga +q viajando hacia la derecha equivale a una carga –q
viajando hacia la izquierda

∆Q Q(+) + Q(-)
I= =
∆t t


Las unidades de medidas que están presentes en la ley de Ohm son

- Voltaje se mide en Volt.
- Corriente se mide en Ampere.
- Resistencia se mide en Ohm.


El circuito equivalente es

⊗ W ⊗60W
100

I) V, por la ampolleta de 100 W pasa mayor cantidad de corriente, lo que implica
que posee una resistencia menor.
II) F, ambas están conectadas en paralelo, por lo tanto, están sometidas al mismo
voltaje.
III) V, por la explicación entregada en I.


Haciendo un análisis de corriente en el circuito, en el cual todas las resistencias son
iguales, debe ocurrir lo siguiente
I A 2I / 3
R R
I /3
R R

R

En A, la corriente entrante se “reparte” en mayor cantidad por el camino menos
resistivo. En este caso, como la razón de resistencias es 2 : 1, la razón de corrientes es
1 : 2, y la diferencia de potencial se obtiene como V = I R.

4


La corriente al llegar al punto A se irá toda por el camino libre de resistencia. La
resistencia 3, al estar en paralelo con un cable, está en corto- circuito (voltaje igual a
cero).

A
I

I


Para encontrar la distancia recorrida, debemos encontrar el área bajo la curva en el
intervalo de tiempo de 4 s y 6 s

V (m/s)

40

30

20
50m

4 6 8 t (s)

Las velocidades instantáneas a los 4s y 6s fueron obtenidas con la ecuación de la recta
V = a t ⇒ V = 5 t.


La distancia recorrida no es igual al desplazamiento, ya que en este caso existe un
cambio de sentido en el movimiento (cambio de signo en la velocidad a los 15s).
Entre los 10s y 15s el móvil no cambió el sentido de movimiento, sólo disminuyó
uniformemente su velocidad.
Para encontrar la velocidad media, debemos calcular el cuociente entre el
desplazamiento total y el tiempo transcurrido. Para el cálculo del desplazamiento total,
debemos encontrar el área bajo la curva en el gráfico V v/s t (considerando los signos):

75 − 40 7m
VM = =
25 5s

5


El gráfico representa un movimiento rectilíneo uniforme retardado, o sea, que la
velocidad disminuye uniformemente en el tiempo, basta mirar la pendiente.
De acuerdo a lo anterior, la aceleración es antiparalela (igual dirección y sentido
contrario) al movimiento.


En ambos casos la rapidez aumenta uniformemente a medida que transcurre el tiempo.
La diferencia está que en la caída libre la velocidad inicial es cero, y en el lanzamiento
vertical hacia abajo es distinta de cero.


Primero debemos calcular el tiempo de ida y vuelta para el objeto que es lanzado
verticalmente hacia arriba

2 V0
tida y vuelta = = 14s
g

Como el cuerpo cae libremente 2s después del lanzamiento, para éste deben transcurrir
12s para que lleguen ambos en el mismo instante al suelo.

h=5 t2 ⇒ h = 5 144 = 720m


Para el análisis, construiremos un diagrama de cuerpo libre de cada bloque
N
T T

B
A

PB PA

Como A y B están en reposo, la fuerza neta en cada uno es nula

i) N + T − PB = 0

ii) T − PA = 0

De la ecuación ii) obtenemos el módulo de la tensión de la cuerda T = 10N. Luego
reemplazando en i) obtenemos el módulo de la Normal N = 40N. Finalmente debes
recordar que el módulo de la fuerza Normal es igual al módulo de la fuerza que ejerce B
sobre el suelo (acción y reacción).

6


I) F, en un MCU existe una aceleración centrípeta (debido al cambio de dirección de
la velocidad).
II) F, existe una fuerza centrípeta.
III) F, sólo el módulo permanece constante.


I) VI = m ⋅ ∆V ⇒ I = 2 ⋅ −4 = −8 N ⋅ s

I 8
II) V F = ⇒ F = = 4N
∆t 2

1
III) VW = ∆E C ⇒ W = ⋅ 2(36 − 100 ) = −64J
2


La fuerza, el torque, la velocidad y el momentum poseen un módulo, sentido y
dirección, por lo tanto, son vectores.


I) F, un par A-R actúan sobre cuerpos diferentes. Por ejemplo, la reacción al Peso
de un cuerpo actúa sobre la Tierra.
II) V, un cuerpo en estado inercial ( FN = 0 ) puede encontrarse en reposo o con un
M.U.R
III) F, el Peso y la Normal nunca conforman un par A-R, ya que, actúan sobre el
mismo cuerpo.

7


Haciendo un diagrama de fuerzas, tenemos

10m 10m F
O

P

20N
40N
La ecuación de equilibrio es

400 + 200 = 20 F ⇒ F = 30N


m v2
Utilizando la definición de energía cinética EC = , tenemos:
2

1 m  m v2 
E∗ =
C (4v)2 ⇒ EC = 8
∗  =8 EC
2 2  2 
 

 
m v2 
La energía cinética depende de la masa y velocidad de un cuerpo  EC = .
 2 
 
La energía potencial puede ser negativa, cero y positiva, lo cual depende de la referencia
que utilicemos para su medición.
La energía cinética puede ser igual a la energía potencial, por ejemplo, cuando un cuerpo
en caída libre está en la mitad de su recorrido.
La energía mecánica puede ser negativa, cero y positiva.
El trabajo neto siempre se traduce en una variación de la energía cinética.


En un cambio de fase, la temperatura permanece constante, por lo tanto, la respuesta
correcta es RS.

8


La segunda Ley de Kepler (Ley de la áreas), está relacionada con la conservación del
momento angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su
velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio).


En este caso lo que debes analizar es una transmisión del movimiento entre dos ruedas,
las cuales poseen igual rapidez tangencial.

1 2
2R R

V1 = V2 ⇒ f1 ⋅ 2R = f 2 ⋅ R

De la ecuación anterior concluimos que f 2 = 2 ⋅ f1 . Lo anterior implica que por cada
vuelta que dan las traseras (1) las delanteras dan el doble (2).


Ambos engranajes poseen igual rapidez tangencial, por lo tanto, recorren la misma
distancia en un intervalo de tiempo dado.


 F 
Los 3 émbolos están sometidos a la misma presión   , por lo tanto,
 área 

PA P P
= B = C
AA AB AC

De la igualdad anterior, concluimos que el émbolo de mayor área soporta el mayor peso.
Entonces si A A < AB < AC ⇒ PC > PB > PA


La razón de volumen sumergido, está dada por el cuociente entre la densidad del tronco
y la densidad del fluido, luego

2 ρ 2
= tronco ⇒ ρ = ρ
3 ρ tronco 3 agua
agua

9


I) F, al tener distintos calores específicos, tienen distintas capacidades calóricas
(C = m c).
II) V, el cuerpo B al tener menor capacidad calórica, necesitará menor cantidad de
energía para elevar su temperatura a un valor requerido.
III) F, al no tratarse de cuerpos idénticos, no poseen igual calor latente.


La relación entre Kelvin y Fahrenheit es

5
K – 273 = (F – 32)
9

Para determinar el valor de temperatura donde son iguales, asumimos K = F = X

5 5 160
X − 273 = (X − 32) ⇒ X − X = 273 −
9 9 9

2297
Al despejar, el valor de X es K ≈ 575 K . Luego transformamos el valor anterior a
4
Celsius, para obtener el resultado final: C = 575 – 273 = 302 ºC


Las manchas solares son regiones de la superficie visible del Sol (fotósfera), donde hay
gases atrapados por los campos magnéticos. El material más caliente que sube del
interior del Sol no puede penetrar los fuertes campos magnéticos (unas 10.000 veces
más fuertes que el de la Tierra), y por eso no puede alcanzar la superficie. Estas áreas
magnéticas se enfrían (de 5.500 a 3.750 °C), así que no brillan tanto como el resto de la
fotósfera. En realidad, las manchas solares son bastante brillantes, pero aparecen como
manchas oscuras en contraste con el entorno, que es mucho más brillante.


I) F, la carga se distribuye en la superficie, y todos los puntos de ésta tendrán el
mismo potencial electrostático (superficie equipotencial), por lo tanto, el campo
eléctrico es siempre perpendicular.
II) V, al distribuirse la carga en la superficie, el campo eléctrico en el interior es
siempre nulo.
III) V, al ser una superficie equipotencial, la diferencia de potencial entre dos puntos
de ésta es siempre cero.

10


El enunciado nunca es verdadero, ya que, las fuerzas de interacción eléctrica obedecen a
la ley de acción y reacción, por lo que siempre tendrán igual módulo, dirección y sentido
contrario.


Para encontrar la solución debemos aplicar el principio de superposición, el cual implica
que el campo resultante será EP = EQ + E−Q

EQ
P
x EP
E −Q

Q -Q

Debes tener en cuenta que la suma anterior es vectorial.


La unidad de medida del campo magnético en el sistema internacional es el Tesla.


I) F, no es siempre verdadera. Por ejemplo, la carga podría estar en reposo o
moverse paralela al campo magnético y así no sufrir una fuerza de origen
magnético.
II) F, al ser la velocidad paralela al campo magnético, la fuerza es nula.
III) F, por lo explicado en I y II.


Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía
a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) igual a la
diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor,
pierde energía en forma de radiación (luz).

11

SOLUCIONARIO
ENSAYO EX CÁTEDRA Nº 1
MÓDULO QUÍMICA COMÚN


• Un hidróxido alcalino es una base del tipo Mx(OH)y donde M es un metal.
• Si un óxido metálico reacciona con agua, forma un hidróxido metálico.
• El compuesto K2O es un óxido metálico.


El granito es una roca volcánica que suele contener vidrios en su conformación al igual
que la obsidiana.


El gas más abundante en el aire limpio es el nitrógeno (N2), con cerca de 80 partículas
por cada muestra de 100. A continuación un detalle más acabado de la composición
porcentual para otros gases abundantes:
Nitrógeno (N2) 78,083%
Oxígeno (O2) 20,944%
Argón (Ar) 0,934%
Dióxido de carbono (CO2) 0,036%


Es un recurso energético orgánico alternativo al petróleo que se obtiene a partir de la
descomposición bacteriana anaerobia de desechos orgánicos como estiércol o desecho
agrícolas.
Se trata de una mezcla de gases, fundamentalmente metano, anhídrido carbónico
(CO2), Nitrógeno gaseoso (N2), Hidrógeno gaseoso (H2) y Sulfuro de hidrógeno
(H2S) que a diferencia del petróleo es un recurso renovable económico y mucho más limpio.

12

Otra forma similar de energía es la llamada biomasa producida a partir de sustratos
vegetales, desechos, aserrín y otros. Es utilizada fundamentalmente en centrales
termoeléctricas y algunas industrias medianas.


Considerando la configuración electrónica dada:
1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p1
Se deduce la siguiente información
• El elemento es es del grupo III-A y del periodo 3.
• Presenta 3 electrones de valencia y pertenece a la familia de elementos térreos.
• Corresponde al átomo de Aluminio.


Si un átomo neutro tiene 30 partículas en su núcleo y 15 electrones orbitando, entonces
tendrá que tener 15 protones y 15 neutrones, por lo tanto, se deduce que su número
atómico (Z) es 15.


Los átomos denominados Halógenos son del grupo VII-A y por lo tanto, presentan

• Configuración electrónica externa del tipo ns2p5.
• Comportamiento no-metálico.
• Comportamiento paramganético en sus átomos.
• 7 electrones de valencia y altos valores de electronegatividad y afinidad electrónica.


La geometría para el BH3 es la siguiente:
H

120º
B

H H

De ella se deduce que la hibridación del Boro es sp2 (un orbital s y 2 orbitales p
hibridando).

13


En la molécula hidrocarbonada se evidencia que
1

3

7

Los carbonos 1, 3 y 7 están igualmente insaturados y por lo tanto presentan la misma
hibridación: sp2


Geometría Tetraédrica: ángulos de enlace de 109,5º
Geometría Trigonal plana: ángulos de enlace de 120º
Geometría Lineal: ángulos de enlace de 180º


La nomenclatura correcta es:

NO2

NITROBENCENO


El polietileno, es un polímero de adición con propiedades termoplásticas usado en la
confección de bolsas y botellas de bebidas y jugos.


Eº + X(s) 
→ X(g)

El cambio de estado físico que se aprecia es una sublimación. La transformación ocurre
con absorción de energía (endotérmica)

14


Cuando se evapora una solución acuosa ocurre que:

• La masa de solvente disminuye.
• La solución se concentra.
• La masa de soluto no cambia.
• El volumen de solución disminuye.


En 1000 mL de solución al 50% P/V hay:

• 0,1L de solución.
• 50 gramos de soluto.
• Una solución de concentración 50%P/V.


Si una solución de hidróxido de litio tiene pH=11 es porque presenta:

• Un pOH de valor 3
• Una concentración molar teórica de ion H+ de valor 10-11 Molar.
• Una concentración molar de ion OH- de valor 10-3 molar.
• Comportamiento alcalino.


Medio litro o 1 litro de esa misma solución con la misma concentración siempre tendrán
el mismo valor para el pH.

Considerando lo anterior, si la concentración es 0,01 M y se trata de una solución ácida,
el valor de pH será de 2.


Fertilizantes de uso comercial:

Nitrato de sodio, NaNO3
Nitrato de potasio, KNO3
Sulfato de amonio, NH4SO4

El compuesto H2C2O4 es un ácido orgánico (ácido oxálico) y no puede ser usado como
fertilizante.

15

SOLUCIONARIO
ENSAYO EX CÁTEDRA N°1
MÓDULO BIOLOGÍA COMÚN


En la anafase se separan las cromátidas hermanas originando cromosomas simples de
una cromátida como el cromosoma A. En el período S de la interfase se duplica el
material genética, el cual al condensarse durante la mitosis se observa como un
cromosoma doble de dos cromátidas de dos moléculas de ADN.


En las células α y β de los islotes de Langerhans del páncreas se sintetizan secretan las
proteínas hormonales glucagón e insulinas, por ello debe haber un mayor desarrollo del
RER.


El cloroplasto y el mitocondrias tienen en común su origen como lo plantea la teoría
endosimbiótica. En el caso que aquí se presenta lo único que los diferencia es la
presencia de clorofila en el cloroplasto.


El RER y el REL tienen ambas proteínas enzimáticas que le permiten sintetizar proteínas
al primero y lípidos al segundo. La diferencia la marca el proceso de detoxificación.


Si la persona tiene un porcentaje disminuido de hematocrito tendrá alguna anemia, al
contrario si estuviera aumentado sería policitemia.


Al castrar al animal necesariamente baja su concentración de testosterona (las células de
Leydig están en los testículos), pero se elevan los factores hipotalámicos para la
liberación de gonadotrofinas por la hipófisis anterior. Esta glándula así estimulada,
aumenta la secreción de LH y FSH, gonadotrofinas que tienen la misión de estimular
la espermiogénesis y secreción de testosterona por las células testiculares.

16


La célula epitelial (X) recibe oxígeno por simple difusión. En Y hay mayor presión parcial
de O2 porque corresponde al alvéolo, donde la pO2 alcanza 100 mmHg y la hemoglobina
alcanza un porcentaje de saturación del 98,5 %. Esto permite su paso por simple
difusión hacia el glóbulo rojo.


El excretar desechos nitrogenados pone a los organismos frente al dilema de: gastar
energía para ahorrar agua; o gastar agua para ahorrar energía.

Las aves por su hábitat (aéreo) no tienen mucha oportunidad de acercarse a fuentes de
agua y si lo hacen pueden ser fácil presa de depredadores. Por lo tanto, su solución para
eliminar desechos nitrogenados consiste en aumentar el número de reacciones para que
el desecho no sea tóxico y así eliminarlo con escasa agua.


En el ciclo ovárico se observa un folículo primordial que encierra a un ovocito I en
profase I, luego se observa un crecimiento (maduración) del folículo (2), que continúa
con el ovocito I (y no un ovogonio). En 3 se observa la ovulación que origina un ovocito
II, en el 4 se observa un cuerpo lúteo que secreta progesterona y estrógenos, en el 5 se
muestra un cuerpo lúteo degenerado o cuerpo albicans.


La transformación de polisacáridos en disacáridos, como por ejemplo, el almidón en
maltosa no se realiza en el estómago. Las enzimas para tal reacción se encuentran en la
boca y el intestino delgado.


El PERIODO VENTANA es el lapso de tiempo que transcurre desde que se contrae la
infección hasta que las pruebas de laboratorio comienzan a dar resultados positivos por
la aparición de anticuerpos contra el virus. Este período dura aproximadamente 3 meses.
La persona desconoce su condición y si no practica sexo seguro CONTAGIA.
En general el SIDA tiene un comienzo agudo asintomático y luego tiene evolución
crónica, lo cual se ha logrado gracias a las drogas antivirales.


La tricomoniasis es provocada por un protozoo el Trichomonas vaginalis, sus síntomas
son: secreción virginal espumosa, amarilla, gris o verde, con olor desagradable, puede
irritar la uretra y la vejiga. En la mayoría de los casos el hombre es asintomático. Se
transmite por contacto sexual y se trata con el antibiótico METRONIDAZOL.

17


Caso 1: padre sano = XeY Xe Y
madre afectada = XEXe
E E e E
X X X X Y

e e e e
X XX XY

hijos varones: 50% enfermos
50% sanos

hijas mujeres: 50% enfermas
hijas mujeres: 50% sanas

Caso 2: padre enfermo = XEY XE Y
madre sana = XeXe
e E e e
X X X XY

e E e e
X X X XY

hijos varones: 100% sanos
hijas mujeres: 100% enfermas

Se trata de una herencia ligada al cromosoma X dominante.


Se presentan los cruces que conducen al resultado

Cruce 1 Cruce 2

macho con x hembra con macho sin x hembra con
aleta aleta aleta aleta

X AY x XAXa XaY x XAXa

A a
X Y X Y

A A A A A A a A
X X X X Y X X X X Y

a A a a a a a a
X X X XY X XX XY

hembras : 100% con aletas hombres : 50% con aletas
50% sin aletas
machos : 50% con aletas mujeres : 50% con aleta
50% sin aletas 50% sin aleta

18


Los machos sólo pueden ser

- amarillos XAY
- negros XNY

Las gatas pueden ser

- amarillas XAXA
- negras XNXN
- barcinas XAXN


Las plantas realizan la fotosíntesis tomando la energía lumínica para convertir materia
inorgánica en orgánica.
Las bacterias nitrificantes toman la energía de la oxidación del amoniaco y del nitrito
para sintetizar materia orgánica.
Las plantas son fotosintéticas por ello ambas son autótrofas.


Los individuos productores en un ecosistema son fotosíntetizadores, por lo tanto,
autótrofos.


La representación es una cadena trófica

A B C
Donde:

A es el productor (la llareta), dato dado.
B es el consumidor primario: el guanaco.
C es el consumidor secundario: el puma.

19

PDV: [Explicación] Física N°2 (2012)

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