Ayuda para Fisica del CBC: marzo 2025

lunes, 31 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 7. Mecánica

Un cuerpo de 10 kg parte del reposo desde una altura de 5 m y cae por un plano inclinado. El cuerpo tarda 2,5 s en llegar a la base del plano con una velocidad de 8 m/s. Determine:

a. El trabajo realizado por las fuerzas no conservativas.

∆Em = W

Donde

∆Em = variación de la energía mecánica = Emf – Emi

Emf = energía mecánica final = Ecf + Epf

Ecf = energía cinética final = 1/ 2 m vf^2

m = masa del cuerpo = 10 kg

vf = velocidad final del cuerpo = 8 m/s

Epf = energía potencial final = m g hf

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

hf = altura final = 0

Emi = energía mecánica inicial = Eci + Epi

Eci = energía cinética inicial = 1/ 2 m vi^2

vi = velocidad inicial = 0

Epi = energía potencial inicial = m g hi

hi = altura inicial = 5 m

W = trabajo de la fuerza no conservativas

Reemplazando

W = 1 /2 m vf^2 – m g hi = 1/ 2 *10 kg (8 m/s)^2 – 10 kg 10 m/s² 5 m = - 180 J

b. La potencia media desarrollada de la fuerza peso

Pot = W peso / t

Donde

Pot = potencia media

W peso = trabajo de la fuerza peso = P h

P = peso = m g

h = altura = hi - hf

t = tiempo = 2,5 s

Reemplazando

Pot = m g h / t = 10 kg 10 m/s² 5 m / 2,5 s = 200 W

domingo, 30 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 6. Mecánica

Un niño empuja horizontalmente su caja de juguetes por el piso. La caja tiene una masa de 2 kg y parte del reposo acelerando a razón 1,5 m/s². Despreciando el rozamiento entre la caja y el piso, calcule:

a. El módulo de la fuerza que hace el daño.

F = m a

Donde

F = fuerza

m = masa = 2 kg

a = aceleración = 1,5 m/s²

Reemplazando

F = 2 kg 1,5 m/s² = 3 N

b. La velocidad que tiene la caja luego de recorrer 3 m

∆Ec = W

Donde

∆Ec = variación de la energía cinética = Ef – Ei

Ef = energía cinética final = 1/ 2 m vf^2

m = masa de la caja = 2 kg

vf = velocidad final de la caja

Ei = energía cinética inicial = 1/ 2 m vi^2

vi = velocidad inicial = 0

W = trabajo de la fuerza = F d

F = fuerza neta = m a

a = aceleración = 1,5 m/s²

d = distancia recorrida = 3 m

Reemplazando

1 /2 vf^2 = a d

Despejando vf

vf = raíz (2 a d) = raíz (2 * 1,5 m/s²3 m) = 3 m/s

sábado, 29 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 5. Fluidos

Una pileta de lona de 4 m de ancho, 2 m de largo y 60 cm de profundidad se encuentra totalmente llena de agua (δ agua = 1000 kg/m³). En el fondo tiene un tapón de 5 cm de diámetro

a. ¿Cuál es el modelo de la fuerza ejercida solo por el agua sobre el tapón?

Ph = δ g h

Donde

Ph = presión hidrostática

δ = densidad de agua = 1000 kg/m³

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

h = profundidad = 60 cm = 0,60 m

Reemplazando

Ph = 1000 kg/m³ 10 m/s²0,60 m = 6000 Pa

Ph = F / A

Donde

F = fuerza

A = área del tapón = π r^2

r = radio del tapón = d / 2

d = diámetro del tapón = 5 cm = 0,05 m

Reemplazando y despejando F

F = Ph π (d/2)^2 = 6000 Pa π (0,05 m/2)^2 = 11,78 N

b. ¿Si se retira el tapón, a qué velocidad sale inicialmente el agua por el agujero de desagote?

Considere al agua como fluido ideal.

P1 + 1/ 2 δ v1^2 + δ g h1 = P2 + 1/ 2 δ v2^2 + δ g h2 (Ecuación de Bernoulli)

Donde

P1 = presión externa = P atm

δ = densidad de agua = 1000 kg/m³

v1 = velocidad interior en la pileta ≈ 0 (Area de la pileta >> Area del desagote)

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

h1 = profundidad = 60 cm = 0,60 m

P2 = presión interna en el desagote = P atm

v2 = velocidad del desagote

h2 = profundidad en el desagote = 0

Reemplazando

δ g h1 = 1/ 2 δ v2^2

despejando

v2 = raíz (2 g h1) = raíz (2 * 10 m/s² 0,60 m) = 3,46 m/s

viernes, 28 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 4. Fenómenos de transporte

Dos recipientes que contienen soluciones acuosas, a la misma temperatura, se encuentran separados por una membrana semipermeable. El recipiente de la derecha contiene cloruro de sodio y el de la izquierda sacarosa. Si inicialmente ambas soluciones tienen la misma concentración molar:

Recipiente izquierda (I) solución acuosa de sacarosa

∏I = OsmI R T

donde

∏I = presión osmótica recipiente izquierda

OsmI = osmolaridad de la sacarosa = MI iI

MI = molaridad de la solución = M

iI = factor de Van´t Hoff = 1 (la sacarosa no se disocia)

R = constante de los gases

T = temperatura

Recipiente derecha (D) solución acuosa de NaCl

∏D = OsmD R T

donde

∏D = presión osmótica recipiente de la derecha

OsmD = osmolaridad del NaCl = M iD

MD = molaridad de la solución = M

iD = factor de Van´t Hoff = 2 (NaCl se disociada en 2 iones)

Comparando

M 1 R T < M 2 R T à ∏I < ∏D

□	Pasará soluto de izquierda a derecha para que el sistema tienda al equilibrio Falso El soluto no puede atravesar una membrana semipermeable
█	Pasará agua de izquierda a derecha para que el sistema tienda al equilibrio Verdadero ∏I < ∏D El agua fluye desde el recipiente izquierda hacia el recipiente de la derecha
□	Pasará soluto de derecha a izquierda para que el sistema tienda al equilibrio Falso El soluto no puede atravesar una membrana semipermeable
□	Pasará agua de derecha a izquierda a derecha para que el sistema tienda al equilibrio Falso ∏I < ∏D El agua fluye desde el recipiente izquierda hacia el recipiente de la derecha
□	Pasará agua y soluto en ambos sentidos hasta alcanzar el equilibrio Falso El soluto no puede atravesar una membrana semipermeable
□	No ocurrirá nada, ya que el sistema se encuentra inicialmente en equilibrio Falso ∏I < ∏D à el sistema no está en equilibrio

jueves, 27 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 3. Mecánica

En la figura se muestra el grafico de velocidad en función del tiempo correspondiente a un ascensor que parte del reposo desde la plata baja de un edificio. Indicar cuál de las siguientes afirmaciones es la única correcta

□	En t = 3 s el ascensor está en reposo Falso v(3s) = 2 m/s
□	La aceleración en t = 2s es 2 m/s² Falso a(2s) = 0
□	La velocidad media en todo el trayecto es nula Falso v media = Distancia recorrida / Tiempo empleado Distancia recorrida = área debajo de la curva v-t 1 s 2 m/s / 2 + (5 s – 1s) 2 m/s + (6s – 5 s) 2 m/s / 2 = 10 m Tiempo empleado = 6 s v media = 10 m / 6 s = 1,67 m/s
█	La aceleración en t = 0,5 s es 2 m/s² Verdadero a = (vf – vi) / t Donde a = aceleración vf = velocidad final = 2 m/s vi = velocidad inicial = 0 t = 1 seg Reemplazando a = (2m/s – 0) / 1 seg = 2 m/s²
□	En t = 6 s el ascensor esta nuevamente en planta baja Falso En t = 6 s el ascensor está a 10 m del inicio
□	La aceleración en t = -5,5 s es -1 m/s² Falso a = (vf – vi) / t Donde a = aceleración vf = velocidad final = 0 vi = velocidad inicial = 2 m/s t = 1 seg Reemplazando a = (0 – 2 m/s) / 1 seg = - 2 m/s²

miércoles, 26 de marzo de 2025

Biofísica 1 P May 24 TB1 - 2. Fluido

Por un caño horizontal de longitud L circulan 20 L/min de un líquido de viscosidad η en régimen laminar y estacionario. En cierto momento es necesario remplazar el caño por otro de L´ = 2 L. Si se mantiene la misma diferencia de presión, el caudal que circulará por el nuevo caño será (en L/min):