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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA 20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA 3ª Etapa (Examen Simultáneo) 6º Primaria IMPORTANTE: Cada paso del desarrollo de las soluciones y/o respuestas tiene un puntaje asignado, por tanto es importante que escriba todos los desarrollos que realice. Si un resultado es hallado correctamente pero los pasos que llevaron a este no están escritos no tendrá puntaje. Las justificaciones que estén fuera de contexto serán penalizadas. Si necesita espacio para desarrollos de cálculos puede usar el reverso de la hoja y trasladar el resultado a la página anterior. Puede usar calculadora simple (no graficadora, ni tablet, ni celular) Tiempo: 2 horas Las siguientes preguntas tienen un valor de 5 puntos cada una. 1. Indique las partículas elementales presentes en el átomo. _______________________________________________________________________________________________ 2. Mencione la diferencia fundamental entre átomo y molécula. ________________________________________________________________________________________________ 3. Se dan los siguientes datos de temperaturas criticas de un material T A = 17°C y T B =24°C ¿Cuál de estas dos temperaturas será la del punto de fusión? y ¿cuál la del punto de ebullicion? ¿Por qué? ______________________________________________________________________________________________________ 4. Si el material del ejercicio anterior se encuentra a 33°C, ¿En qué estado se encuentra? _________________________________ 5. Complete la siguiente frase: Un sólido tiene forma definida, un ______________ no tiene ni forma ni volumen definido y un ____________________ tiene volumen definido pero no forma definida 6. Los mecanismos de transferencia de calor, donde la masa del sistema se mueve, se denomina _________________________ 7. ¿Cuáles son las diferencias y similitudes entre electrones y protones? ______________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ 8. Una onda donde las partículas se mueven perpendicularmente a la perturbación se denomina: ________________________ Las siguientes preguntas tienen un valor de 10 ptos cada una. 9. Se tiene una esfera de 20 cm de diámetro y un cubo de 20 cm de lado, ¿Cuál de los dos tiene mayor volumen? Justifique ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 10. Se tiene un litro de agua y un litro de un metal ¿Cuál de los dos tiene mayor volumen? ¿Cuál de los dos tiene mayor masa? ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 11. Dibuje a) dos ondas con la misma longitud de onda y distinta amplitud. b) dos ondas con la misma amplitud y diferente longitud de onda 12. Un paracaidista de 100 kg se halla cayendo a una velocidad de 5 m/s. Cuando se encuentra a 20 metros de altura que tipos de energía tiene. Calcule el valor numérico de estas energías ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 13. Si con 50 Jouls de Energía se pueden encender 30 focos cuantos Jouls se necesitaran para encender 6 focos. ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 14. Calcule la masa de un cuerpo cuya densidad es 5 g/cm 3 y tiene 10 cm 3 . __________________________ Los solucionarios se encuentran a partir de la página 8
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Los solucionarios se encuentran a partir de la página 8

Dec 31, 2016

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Page 1: Los solucionarios se encuentran a partir de la página 8

5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA 20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

3ª Etapa (Examen Simultáneo) 6º Primaria

IMPORTANTE: Cada paso del desarrollo de las soluciones y/o respuestas tiene un puntaje asignado, por tanto es importante que escriba todos los desarrollos que realice. Si un resultado es hallado correctamente pero los pasos que llevaron a este no están escritos no tendrá puntaje. Las justificaciones que estén fuera de contexto serán penalizadas. Si necesita espacio para desarrollos de cálculos puede usar el reverso de la hoja y trasladar el resultado a la página anterior. Puede usar calculadora simple (no graficadora, ni tablet, ni celular) Tiempo: 2 horas

Las siguientes preguntas tienen un valor de 5 puntos cada una. 1. Indique las partículas elementales presentes en el átomo.

_______________________________________________________________________________________________

2. Mencione la diferencia fundamental entre átomo y molécula. ________________________________________________________________________________________________

3. Se dan los siguientes datos de temperaturas criticas de un materialTA= 17°C y TB =24°C¿Cuál de estas dos temperaturas será la del punto de fusión? y ¿cuál la del punto de ebullicion? ¿Por qué?______________________________________________________________________________________________________

4. Si el material del ejercicio anterior se encuentra a 33°C, ¿En qué estado se encuentra?_________________________________

5. Complete la siguiente frase: Un sólido tiene forma definida, un ______________ no tiene ni forma ni volumen definido y un____________________ tiene volumen definido pero no forma definida

6. Los mecanismos de transferencia de calor, donde la masa del sistema se mueve, se denomina _________________________7. ¿Cuáles son las diferencias y similitudes entre electrones y protones?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Una onda donde las partículas se mueven perpendicularmente a la perturbación se denomina: ________________________

Las siguientes preguntas tienen un valor de 10 ptos cada una.9. Se tiene una esfera de 20 cm de diámetro y un cubo de 20 cm de lado, ¿Cuál de los dos tiene mayor volumen? Justifique

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Se tiene un litro de agua y un litro de un metal ¿Cuál de los dos tiene mayor volumen? ¿Cuál de los dos tiene mayor masa?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Dibuje

a) dos ondas con la misma longitud de onda y distinta amplitud.b) dos ondas con la misma amplitud y diferente longitud de onda

12. Un paracaidista de 100 kg se halla cayendo a una velocidad de 5 m/s. Cuando se encuentra a 20 metros de altura que tiposde energía tiene. Calcule el valor numérico de estas energías__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Si con 50 Jouls de Energía se pueden encender 30 focos cuantos Jouls se necesitaran para encender 6 focos.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Calcule la masa de un cuerpo cuya densidad es 5 g/cm3 y tiene 10 cm3.

__________________________

Los solucionarios se encuentran a partir de la página 8

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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA 20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

3ra Etapa (Examen Simultáneo) 1ro Secundaria

IMPORTANTE! Cada paso del desarrollo de las soluciones y/o respuestas tiene un puntaje asignado, por tanto es importante que escriba todos los desarrollos que realice. Si un resultado es hallado correctamente pero los pasos que llevaron a este no están escritos no tendrá puntaje. Las justificaciones que estén fuera de contexto serán penalizadas. Si necesita espacio para desarrollos de cálculos puede usar el reverso de la hoja y trasladar el resultado a la página anterior. Puede usar calculadora simple (no graficadora, ni tablet, ni celular) Tiempo: 2 horas

Cada una de las siguientes preguntas vale 5 ptos

1. ¿Qué tiene mayor densidad 1 kg de agua o 10 kg de agua?_________________________________________________________________________________________

2. Describa un átomo eléctricamente “neutro”____________________________________________________________________________________________

3. ¿Qué es la tabla periódica?___________________________________________________________________________________________

4. Se tiene una esfera de 20 cm de diámetro y un cubo de 20 cm de lado ¿cuál de los dos tiene mayor volumen?__________________________________________________________________________________________

5. La carga del electrón es , escriba este número sin potencias de 10.________________________________________________________________________________________

6. Se tiene un cuerpo con una masa de 2 Kg y un segundo cuerpo con una masa de 2000 g ¿Cuál de los dos pesaramás en la Luna? ¿Por qué?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. ¿Cuál es la velocidad del sonido en el vacío? Explique___________________________________________________________________________________

8. ¿Que indica el numero atómico?___________________________________________________________________________________________

Cada una de las siguientes preguntas vale 10 ptos

1. Si la longitud A es 3,4 x10-1 m y otra longitud B es de 0,34 x102 cm ¿Cuál es mayor?_________________________________________________________

2. Una persona A se encuentra a 1300m de una montaña. Una persona B se encuentra entre la persona A y lamontaña a 300 m de la persona A. Una tercera persona C también se encuentra entre la persona A y la montaña,a 700 m de la montaña. La persona A lanza un grito. Realice un esquema (dibujo) y luego indique quien escuchaprimero el eco y ¿por qué?____________________________________________________________________

3. Calcule la masa de un paralelepípedo cuya densidad es 7 g/cm3 y tiene lados de 2 cm, 5 cm y 3 cm.

4. Indique cuantas cifras significativas tienen las siguientes cantidades:a) 4 _______ b) 4.00______ c) 9000______ d) 9x103 ________ e) 0.00060_____________

5. Usando potencias de diez realice el siguiente cálculo, escriba todo el desarrollo que es lo importante (nota siusted ”no” realiza los cálculos aplicando primeramente notación científica el ejercicio no tendrá validez)

6. Realice un dibujo del modelo clásico de átomo indicando todas sus partes.

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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA 20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

3ra Etapa (Examen Simultáneo) 2ro de Secundaria

IMPORTANTE: Para que la respuesta tenga valor debe estar debidamente justificada, cada paso será

evaluado, pasos incorrectos se penalizaran con descuento de calificación. Si necesita espacio

para desarrollos de cálculos puede usar el reverso de la hoja y una hoja adicional, puede utilizar

calculadora simple (no graficadora, ni tablet, ni celular) y debe entregar todas las hojas utilizadas.

Tiempo: 2 horas. Utilice el valor de la gravedad: 𝑔 = 10 [𝑚

𝑠2

1. Un cilindro macizo de cobre de 5[plg] dealtura tiene una masa de 0,34[kg], (δCu =8,5 [g/cm3]). ¿Cuál es el diámetro de subase en [mm]?

2. Suponga que tarda 12 horas en vaciar uncontenedor de 5700 [m3] de agua. ¿Cuál esel gasto de masa (en [kg/s]) del aguaproveniente del contenedor? La densidaddel agua es de 1000[Kg/m3].

3. Un ciclista recorre una distancia recta igual

a 3d, el primer tercio de esta lo hace con

una velocidad constante de 12 [m/s] el

segundo tercio con una velocidad también

constante de 6 [m/s] y el último tercio con

una de 4 [m/s]. Calcule la velocidad media

del ciclista.

4. Se oye un trueno 11,8 [s] después de verse

el relámpago, si la velocidad del sonido es

de 345 [m/s] ¿Cuál sería la distancia a la

que se produjo el fenómeno si se desprecia

el tiempo empleado por el destello? Dé el

resultado hasta centésimas de milímetro.

5. El mercurio se funde a la temperatura de

T0 = −39 , y hierve T = 357 . Halle

∆T = T − T0, en kelvin.

6. El agua tiene un comportamiento anómalo

entre 0 y 4 . Si se tiene cierta cantidad

de agua en un proceso de enfriamiento,

entre −25 y 120 . Haga un gráfico del

volumen Vs Temperatura, gráfico de la

densidad Vs la Temperatura y un gráfico de

la Temperatura Vs el tiempo.

7. Si una esfera conductora es tocada por una

barra cargada positivamente, la esfera

adquiere una carga de 4[𝑛𝐶]. Calcule el

número de cargas elementales o

fundamentales que son transferidas debido

al contacto. Exprese el resultado en función

a las partículas elementales de un átomo.

8. Una corriente de 8 [zA] (𝑧 = 𝑧𝑒𝑝𝑡𝑜 =

𝑥10−21) circula por un conductor, ¿Qué

cantidad de carga pasa por el cable en 20

minutos? Exprese el resultado en función a

las partículas elementales de un átomo.

9. Se dan los siguientes datos de temperaturas

criticas de un material 𝑇𝐴 = 17°𝐶 y 𝑇𝐵 =

24°𝐶. Indique cual temperatura

corresponde al punto de fusión y cual al de

ebullición.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

10. Si el material del ejercicio anterior se

encuentra a 33°C, ¿En qué estado se

encuentra?

_________________________________

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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA 20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

3ra Etapa (Examen Simultáneo) 3ro de Secundaria

IMPORTANTE: Para que la respuesta tenga valor debe estar debidamente justificada, cada paso será evaluado,

pasos incorrectos se penalizaran con descuento de calificación. Si necesita espacio para desarrollos de cálculos

puede usar el reverso de la hoja y y una hoja adicional, puede utilizar calculadora simple (no graficadora, ni tablet ni celular) y debe entregar todas las hojas utilizadas. Utilice el valor de la gravedad: 𝑔 = 10 [

𝑚 𝑠2

1. Un cilindro macizo de cobre de 5[𝑝𝑙𝑔] de alturatiene una masa de 0,34[𝑘𝑔], (𝛿𝐶𝑢 = 8,5 [𝑔/𝑐𝑚3]).¿Cuál es el diámetro de su base en [𝑚𝑚]?

2. Usando potencias de diez realice el siguientecalculo, escriba todo el desarrollo que es loimportante (nota si usted no realiza los cálculosaplicando primeramente notación científica elejercicio no tendrá validez)

2500 𝑥 0,0006

0,15

3. Si la longitud A es 3,4 x10-1 m y otra longitud B es

de 0,34 x102 cm ¿Cual es mayor?

4. En la figura mostrada, se sabe que 𝐴 + + 𝐶 +

= 0, 𝐵 = 3, 𝐶 = 5√3 y 𝐷 = 8. Calcular el

módulo del vector −𝐴.

5. Calcular en centímetros, la longitud del vectorresultante.

Problema 3 Problema 5

6. Considere un cubo de lado 𝐿 = 1 [m], cuyas aristasse hallen ubicadas en cada eje coordenado. Sean

los vectores: 𝐴 = (−1,0,0)[𝑚], =

(0,1,0)[𝑚]𝑦 𝐶 = (0,0, −1)[𝑚], que describen alcubo. Halle el modulo vector de la diagonal que seencuentra en un plano paralelo al “𝑦𝑧”.

7. Imagine que está en la azotea del edificio a46,7 [𝑚] del suelo. Su profesor, que tiene unaestatura de 1,7 [𝑚] y camina junto al edificio a unarapidez constante de 2 [𝑚/𝑠]. Si usted quiere dejarcaer un huevo sobre la cabeza de su profesor,¿dónde deberá estar éste cuando usted suelte elhuevo? Suponga que el huevo está en caída libre.

8. Un automóvil arranca del reposo y viaja a lo largode una carretera recta con una velocidad descritapor la siguiente gráfica. Determine la distanciatotal recorrida hasta que el automóvil se detiene.

9. Para el problema 8, trazar las gráficas de 𝑎 𝑉𝑠 𝑡.

10. La figura representa la aceleración de unautomóvil, que se mueve en el eje horizontal enfunción del tiempo (𝑎 𝑣𝑠. 𝑡). Dibuje la gráfica develocidad en función del tiempo (𝑣 𝑣𝑠. 𝑡), si elautomóvil, parte del reposo (esto quiere decir, queen 𝑡 = 0; el desplazamiento 𝑥 = 0 y la velocidad𝑣 = 0).

0

a (m/s2)

t (s)

2

- 2

5 15 25 35 40

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5ta OLIMPIADA CIENTIFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA20a OLIMPIADA BOLIVIANA DE FISICA

3a Etapa (Examen Simultaneo)40 de Secundaria

APELLLIDO PATERNO

NOMBRES

UNIDAD EDUCATIVA

APELLIDO MATERNO

TELEFONO DE CONTACTO

DISTRITO

INSTRUCCIONES

• Debe responder cada pregunta en forma clara y detallada con los respectivos calculos

• Cada pregunta tiene un valor de 10 puntos. Puedes utilizar calculadora simple

• Criterios equivocados en las soluciones seran penalizados

• En todos los problemas que sea necesario, considere el valor de g = 10 m/s2 y vs = 340 m/s

1. Un objeto fue arrojado verticalmente hacia abajo.Durante el decimo segundo de su viaje descendio dosveces lo que descendio durante el quinto segundo.¿Con que rapidez fue arrojado?.

2. Si ~a +~b +~c = ~0, |~a| = 3, |~b| = 5 y |~c| = 7, calcular el

angulo entre los vectores ~a y ~b.

3. Un movil describe un movimiento rectilıneo. En laFigura 1 se representa su velocidad en funcion deltiempo. Sabiendo que en el instante t = 0 s , partedel origen; x = 0. Calcular la distancia total recor-rida por el movil, hasta el instante t = 8 s.

Figura 1. Para el problema 1

4. Un pato vuela horizontalmente en lınea recta convelocidad vp = 10 m/s a una altura h =6.25 m. Un nino con una honda, que puede dis-parar piedras con una velocidad v0 = 20 m/s,hace uso de su arma en el instante que el patolo sobrevuela. ¿Cual es el angulo respecto ala vertical con el cual debe disparar la piedra?

Figura 2. Para el problema 4 y el problema 5

5. En el problema anterior, ¿que distancia d alcanzarecorrer el pato antes de ser alcanzado por el proyec-til?

6. El valor promedio del diametro de cierto disco es22.4 mm, y los datos experimentales para su calculoson:

Di D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

mm 22.4 22.5 22.3 22.2 22.3 ? 22.6

Hallar el valor de D6.

7. En cierta unidad educativa al observar el docentelas calificaciones en la primera etapa de la 5taOlimpiada cientıfica estudiantil plurinacional Boli-viana en la asignatura de Fısica registro un promediode 75 y una desviacion estandar de tres. Si cada unade las calificaciones se incrementan cinco unidades,determinar la media y la variancia de las nuevas cal-ificaciones.

8. Una moneda es soltada a partir del reposo den-tro del pozo de los deseos (Ver Figura 3). De-termine la profundidad del pozo si se conoce eltiempo T = 10 s entre el instante en que sesuelta la moneda y el instante en que se es-cucha que la moneda golpea el fondo del pozo.Considere constante a la velocidad del sonido vs.

Figura 3. Para el problema 8

9. Una onda sinusoidal se describe mediante la funcionde onda y = (0.25 m) sin(0.30x − 40t), donde x yy estan en metros y t en segundos. Determine paraesta onda:

(a) La amplitud

(b) La frecuencia angular

(c) El numero de onda angular

(d) La longitud de onda

(e) La rapidez de onda

10. Si la cuerda no se estira, ¿en que factor tendrıa quemultiplicar la tension en una cuerda tensa de modoque duplique la rapidez de la onda?.

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5ta OLIMPIADA CIENTIFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA20a OLIMPIADA BOLIVIANA DE FISICA

3a Etapa (Examen Simultaneo)50 de Secundaria

APELLLIDO PATERNO

NOMBRES

UNIDAD EDUCATIVA

APELLIDO MATERNO

TELEFONO DE CONTACTO

DISTRITO

INSTRUCCIONES

• Debe responder cada pregunta en forma clara y detallada con los respectivos calculos

• Cada pregunta tiene un valor de 10 puntos. Puedes utilizar calculadora simple

• Criterios equivocados en las soluciones seran penalizados

• En todos los problemas que sea necesario, considere el valor de g = 10 m/s2

1. En el sistema mostrado en la Figura 1, determine lamasa del bloque A, si el coeficiente de rozamientocinetico entre este bloque y la superficie es de

√3/2.

Considere mB = 9 kg, θ = 300 y aB = g/2. Despre-ciar en las poleas sus masas y el rozamiento.

Figura 1. Para el problema 1 y el problema 2

2. Para el problema anterior si mA = mB y θ = 00,halle el valor del coeficiente de rozamiento estatico,de modo que el sistema este en equilibrio.

3. Una bolita de masa m = 2 kg, se lanza con unavelocidad v0 = 10 m/s desde la parte alta de unsemicirculo de radio R = 5/2r. A continuacion labolita recorre el trayecto que se indica en el Figura2, determine la distancia d a la cual se detiene enel plano inclinado que forma un angulo de 300 conla horizontal. Despreciar todo efecto de rozamiento(r = 10 m).

Figura 2. Para el problema 3 y el problema 4

4. Para el problema anterior, determine la fuerza nor-mal en la parte mas alta de la superficie circular deradio r.

5. Un objeto fue arrojado verticalmente hacia abajo.Durante el decimo segundo de su viaje descendio dosveces lo que descendio durante el quinto segundo.¿Con que rapidez fue arrojado?.

6. Dos bolas de masas distintas que se mueven con ve-locidades iguales en direcciones opuestas colisionan

de frente. Si la colision es elastica, ¿cuanto vale elcociente de las masas si una de las bolas queda esta-cionaria despuees de la colision?

7. Si ~a +~b +~c = ~0, |~a| = 3, |~b| = 5 y |~c| = 7, calcular el

angulo entre los vectores ~a y ~b.

8. Una esfera hueca (radio interno R1 = 10 cm, ra-dio externo R2 = 30 cm), hecha de un material dedensidad ρ0 = 0.6 g/cm3, flota en un lıquido de den-sidad ρL = 1 g/cm3. Cuando el hueco se rellena conun material de densidad ρm la esfera flota completa-mente sumergida con su parte superior justamenteal ras de la superficie. Calcule la densidad ρm eng/cm3.

9. En un torrente de agua se sumerge un tubo doblado,tal como se muestra en la Figura 3 adjunta. Lavelocidad de la corriente con respecto al tubo esv = 10 m/s. La parte superior del tubo se en-cuentra a h0 = 100 cm sobre el nivel del agua deltorrente. ¿A que altura h subira el chorro de aguaque sale?.

Figura 3. Para el problema 9

10. Un movil describe un movimiento rectilıneo. En laFigura 4 se representa su velocidad en funcion deltiempo. Sabiendo que en el instante t = 0 s ,parte del origen; x = 0. Calcular la distancia to-tal recorrida por el movil, hasta el instante t = 8 s.

Figura 4. Para el problema 10

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5ta OLIMPIADA CIENTIFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA20a OLIMPIADA BOLIVIANA DE FISICA

3a Etapa (Examen Simultaneo)60 de Secundaria

APELLLIDO PATERNO

NOMBRES

UNIDAD EDUCATIVA

APELLIDO MATERNO

TELEFONO DE CONTACTO

DISTRITO

INSTRUCCIONES

• Debe responder cada pregunta en forma clara y detallada con los respectivos calculos

• Cada pregunta tiene un valor de 10 puntos. Puedes utilizar calculadora simple

• Criterios equivocados en las soluciones seran penalizados

• En todos los problemas que sea necesario, considere el valor de g = 10 m/s2

1. En el sistema mostrado en la Figura 1, determine lamasa del bloque A, si el coeficiente de rozamientocinetico entre este bloque y la superficie es de

√3/2.

Considere mB = 9 kg, θ = 300 y aB = g/2. Despre-ciar en las poleas sus masas y el rozamiento.

Figura 1. Para el problema 1 y el problema 2

2. Para el problema anterior si mA = mB y θ = 00,halle el valor del coeficiente de rozamiento estatico,de modo que el sistema este en equilibrio.

3. Una bolita de masa m = 2 kg, se lanza con unavelocidad v0 = 10 m/s desde la parte alta de unsemicirculo de radio R = 5/2r. A continuacion labolita recorre el trayecto que se indica en el Figura2, determine la distancia d a la cual se detiene enel plano inclinado que forma un angulo de 300 conla horizontal. Despreciar todo efecto de rozamiento(r = 10 m).

Figura 2. Para el problema 3 y el problema 4

4. Para el problema anterior, determine la fuerza nor-mal en la parte mas alta de la superficie circular deradio r.

5. Tres cargas puntuales, Q1 > 0, Q2 < 0 y Q3 > 0,se encuentran sobre una recta, equidistantes entre si(ver Figura 3). Si |Q2| = Q1, calcule Q3 de modoque Q1 se encuentre en equilibrio.

Figura 3. Para el problema 5 y el problema 6

6. Para el problema anterior, determine la relacionQ2/Q3 de tal modo que el campo electrico se an-ule en un punto arriba de la carga Q2. Este punto seencuentra a la misma distancia de separacion entrelas cargas equidistantes.

7. Dado el circuito de la Figura 4, calcular el valor dela resistencia R.

Figura 4. Para el problema 7 y el problema 8

8. En el circuito anterior, halle la diferencia de poten-cial entre los puntos a y b si R = 2Ω.

9. En el circuito de la Figura 5, obtener i0.

Figura 5. Para el problema 9

10. En el circuito de la figura 6, se conoce los sigu-ientes datos: C1 = 8 µF , C3 = 2 µF , C4 =4 µF , Q3 = 32 µC (carga almacenada enel condensador C3), y V4 = 24 V (diferenciade potencial entre las armaduras del condensadorC4). Calcular la capacidad del condensador C2.

Figura 6. Para el problema 10

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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA

20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA 3ra Etapa (Examen Simultáneo) 2do Secundaria - SOLUCIONES

CADA PREGUNTA TIENE UN VALOR DE 10 PUNTOS

1. Un cilindro macizo de cobre de 5[plg] de altura

tiene una masa de 0,34[kg], (δCu = 8,5 [g/cm3]). ¿Cuál es el diámetro de su base en [mm]?

ℎ = 5 [𝑝𝑙𝑔]𝑥2,54 [𝑐𝑚]

1 [𝑝𝑙𝑔]= 12.7 [𝑐𝑚]

𝑚 = 0,34 [𝑘𝑔]𝑥1000 [𝑔]

1 [𝐾𝑔]= 340[𝑔]

𝛿𝐶𝑢 = 8,5 [𝑔

𝑐𝑚3]

𝛿𝐶𝑢 =𝑚

𝑉 → 𝑚 = 𝛿𝐶𝑢 𝑉

𝑚 = 𝛿𝐶𝑢

1

4 𝜋ℎ𝑑2

𝑑 = √4𝑚

𝛿𝐶𝑢 𝜋ℎ= √

4(340)

8,5 (3,14)(12,7)

𝑑 = 2 [𝑐𝑚]𝑥10 [𝑚𝑚]

1 [𝑐𝑚]

𝑑 = 20 [𝑚𝑚]

2. Suponga que tarda 12 horas en vaciar un

contenedor de 5700 [m3] de agua. ¿Cuál es el gasto de masa (en [kg/s]) del agua proveniente del contenedor? La densidad del agua es de 1000[Kg/m3].

𝑡 = 12[ℎ]𝑥3600[𝑠]

1[ℎ]= 43200[𝑠]

5700[𝑚3]𝑥1000[𝐾𝑔]

1[𝑚3]= 5,7𝑥106[𝐾𝑔]

Luego:

𝑚

𝑡=

5,7𝑥106[𝐾𝑔]

43200[𝑠]= 131,94 [

𝐾𝑔

𝑠]

3. Un ciclista recorre una distancia recta igual a 3d,

el primer tercio de esta lo hace con una velocidad constante de 12 [m/s] el segundo tercio con una velocidad también constante de 6 [m/s] y el último tercio con una de 4 [m/s]. Calcule la velocidad media del ciclista.

Cada trayecto es de MRU, luego:

𝑥 = 𝑣𝑡

Tramo 1: 𝑑 = 𝑣1𝑡1 = 12𝑡1 → 𝑡1 =𝑑

12

Tramo 2: 𝑑 = 𝑣2𝑡2 = 6𝑡2 → 𝑡2 =𝑑

6

Tramo 3: 𝑑 = 𝑣3𝑡3 = 4𝑡3 → 𝑡3 =𝑑

12

Luego:

=∆𝑥

∆𝑡=

3𝑑

𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3

=3𝑑

𝑑12 +

𝑑6 +

𝑑4

= 6 [𝑚

𝑠]

4. Se oye un trueno 11,8 [s] después de verse el

relámpago, si la velocidad del sonido es de 345 [m/s] ¿Cuál sería la distancia a la que se produjo el fenómeno si se desprecia el tiempo empleado por el destello? Dé el resultado hasta centésimas de milímetro.

𝑥 = 𝑣𝑡 = 345 [𝑚

𝑠] 𝑥11,8[𝑠]

𝑥 = 4071[𝑚]𝑥100[𝑐𝑚]

1[𝑚]𝑥

10[𝑚𝑚]

1[𝑐𝑚]

𝑥 = 4071000,00[𝑚𝑚]

5. El mercurio se funde a la temperatura de T0 =

−39 , y hierve T = 357 . Halle ∆T = T − T0, en kelvin.

∆T = T − T0 = 357 − (−39 )

∆T = 396 Los intervalos de temperatura en y en 𝐾, tienen el mismo valor:

∆T = 396 𝐾 6. El agua tiene un comportamiento anómalo entre

0 y 4 . Si se tiene cierta cantidad de agua en un proceso de enfriamiento, entre −25 y 120 . Haga un gráfico del volumen Vs Temperatura, gráfico de la densidad Vs la Temperatura y un gráfico de la Temperatura Vs el tiempo.

2 puntos

3 puntos

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2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

4 puntos

4 puntos

3 puntos

3 puntos

3 puntos

3 puntos

4 puntos

Page 13: Los solucionarios se encuentran a partir de la página 8

7. Si una esfera conductora es tocada por una barra

cargada positivamente, la esfera adquiere una carga de 4[𝑛𝐶]. Calcule el número de cargas elementales o fundamentales que son transferidas debido al contacto. Exprese el resultado en función a las partículas elementales de un átomo.

4[𝑛𝐶] = 4𝑥10−9[𝐶]𝑥1 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛

1,6𝑥10−19[𝐶]

= 2,5𝑥1010 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠

= 25𝑥109 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠

8. Una corriente de 8 [zA] (𝑧 = 𝑧𝑒𝑝𝑡𝑜 = 𝑥10−21)

circula por un conductor, ¿Qué cantidad de carga pasa por el cable en 20 minutos? Exprese el resultado en función a las partículas elementales de un átomo.

𝑖 = 8[𝑧𝐴] = 8𝑥10−21[𝐴]

𝑡 = 20[𝑚𝑖𝑛]𝑥60[𝑠]

1[𝑚𝑖𝑛]= 1200[𝑠]

𝑞 = 𝑖 𝑡 = (8𝑥10−21[𝐴])(1200[𝑠])

𝑞 = 9,6𝑥10−18[𝐶]𝑥1 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡ó𝑛

1,6𝑥10−19[𝐶]

𝑞 = 60 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛𝑒𝑠

9. Se dan los siguientes datos de temperaturas criticas de un material 𝑇𝐴 = 17°𝐶 y 𝑇𝐵 = 24°𝐶. Indique cual temperatura corresponde al punto de fusión y cual al de ebullición.

𝑇𝐴 = 17°𝐶, Temperatura de fusión. 𝑇𝐵 = 24°𝐶, Temperatura de ebullición.

Debido a que la temperatura de fusión es menor a la temperatura de ebullición.

10. Si el material del ejercicio anterior se encuentra a

33°C, ¿En qué estado se encuentra?

Está en FASE GASEOSA , puesto que su temperatura es mayor a la temperatura de ebullición.

3 puntos

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4 puntos

5 puntos

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2 puntos

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5 puntos

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5ta OLIMPIADA CIENTÍFICA ESTUDIANTIL PLURINACIONAL BOLIVIANA

20ª OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

3ra Etapa (Examen Simultáneo) 3ro Secundaria – SOLUCIONES

CADA PREGUNTA VALE 10 PUNTOS 1. Un cilindro macizo de cobre de 5[𝑝𝑙𝑔] de altura

tiene una masa de 0,34[𝑘𝑔], (𝛿𝐶𝑢 = 8,5 [𝑔/𝑐𝑚3]). ¿Cuál es el diámetro de su base en [𝑚𝑚]?

ℎ = 5 [𝑝𝑙𝑔]𝑥2,54 [𝑐𝑚]

1 [𝑝𝑙𝑔]= 12.7 [𝑐𝑚]

𝑚 = 0,34 [𝑘𝑔]𝑥1000 [𝑔]

1 [𝐾𝑔]= 340[𝑔]

𝛿𝐶𝑢 = 8,5 [𝑔

𝑐𝑚3]

𝛿𝐶𝑢 =𝑚

𝑉 → 𝑚 = 𝛿𝐶𝑢 𝑉

𝑚 = 𝛿𝐶𝑢

1

4 𝜋ℎ𝑑2

𝑑 = √4𝑚

𝛿𝐶𝑢 𝜋ℎ= √

4(340)

8,5 (3,14)(12,7)

𝑑 = 2 [𝑐𝑚]𝑥10 [𝑚𝑚]

1 [𝑐𝑚]

𝑑 = 20 [𝑚𝑚]

2. Usando potencias de diez realice el siguiente

calculo, escriba todo el desarrollo que es lo importante (nota si usted no realiza los cálculos aplicando primeramente notación científica el ejercicio no tendrá validez)

2500 𝑥 0,0006

0,15=

25 𝑥102 𝑥 6𝑥10−4

15𝑥10−2

=5𝑥5𝑥3𝑥2𝑥10−2𝑥102

3𝑥5

=10𝑥100

1

= 10 3. Si la longitud A es 3,4 𝑥10−1 [𝑚] y otra longitud

B es de 0,34 𝑥102 [𝑐𝑚] ¿Cual es mayor?

𝐿𝐴 = 3,4 𝑥10−1 [𝑚] = 0,34[𝑚]𝑥100 [𝑐𝑚]

1[𝑚]

𝐿𝐴 = 34[𝑐𝑚]

𝐿𝐵 = 0,34𝑥102[𝑐𝑚] = 34[𝑐𝑚]

Las longitudes son iguales 𝐿𝐴 = 𝐿𝐵

4. En la figura mostrada, se sabe que 𝐴 + +

𝐶 + = 0, 𝐵 = 3, 𝐶 = 5√3 y 𝐷 = 8.

Calcular el módulo del vector −𝐴.

𝐴 + + 𝐶 + = 0

−𝐴 = + 𝐶 +

Sumando + 𝐶 + , por el método de las componentes:

𝑆𝑥 = 𝐷𝑐𝑜𝑠30 − 𝐶

𝑆𝑥 = 8√3

2− 5√3 = −√3

𝑆𝑦 = 𝐵 − 𝐷𝑠𝑒𝑛30

𝑆𝑦 = 3 − 81

2= −1

Luego el vector:

−𝐴 = (𝑆𝑥, 𝑆𝑦)

−𝐴 = (−√3, −1) El módulo es:

𝐴 = √(−√3)2 + (−1)2

𝐴 = 2 5. Calcular en centímetros, la longitud del vector

resultante.

Los vectores de la gráfica son:

𝐴 = (−1, 0, 1)

= (−1, −1, −1)

𝐶 = (0, −1, 1) Luego la suma es:

𝑆 = 𝐴 + + 𝐶

𝑆 = (−2, −2, 1) Y su módulo es:

𝑆 = √(−2)2 + (−2)2 + (1)2

𝑆 = 3 [𝑐𝑚]

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

2 puntos

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3 pts

1 puntos

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4 puntos

2 puntos

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2 puntos

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2 puntos

4 puntos

3 pts

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6. Considere un cubo de lado 𝐿 = 1 [m], cuyas aristas se hallen ubicadas en cada eje

coordenado. Sean los vectores: 𝐴 =

(−1,0,0)[𝑚], = (0,1,0)[𝑚]𝑦 𝐶 =(0,0, −1)[𝑚], que describen al cubo. Halle el modulo vector de la diagonal que se encuentra en un plano paralelo al “𝑦𝑧”.

Las diagonales paralelas a 𝑦𝑧, son del mismo tamaño, cuyo módulo es:

𝐿 = √12 + 12

𝐿 = √2 [𝑚]

7. Imagine que está en la azotea del edificio a

46,7 [𝑚] del suelo. Su profesor, que tiene una estatura de 1,7 [𝑚] y camina junto al edificio a una rapidez constante de 2 [𝑚/𝑠]. Si usted quiere dejar caer un huevo sobre la cabeza de su profesor, ¿dónde deberá estar éste cuando usted suelte el huevo? Suponga que el huevo está en caída libre.

El huevo cae una altura 𝑑 = 𝐻 − ℎ = 46,7[𝑚] −1,7[𝑚] = 45[𝑚] En movimiento vertical:

𝑑 =1

2𝑔𝑡2 → 𝑡 = √

2𝑑

𝑔

𝑡 = 3[𝑠] El recorrido del profesor:

𝑥 = 𝑣𝑡

𝑥 = (2 [𝑚

𝑠]) (3[𝑠])

𝑥 = 6[𝑚]

8. Un automóvil arranca del reposo y viaja a lo

largo de una carretera recta con una velocidad descrita por la siguiente gráfica. Determine la distancia total recorrida hasta que el automóvil se detiene.

La distancia está representada por el área bajo la curva:

𝑥1 =30 𝑥30

2= 450[𝑚]

𝑥2 =(90 − 30)𝑥30

2= 900[𝑚]

Luego: 𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2:

𝑥 = 1350[𝑚]

9. Para el problema 8, trazar las gráficas de 𝑎 𝑉𝑠 𝑡.

En ambos casos comparamos la ecuación de velocidad con: 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎 𝑡 Para el primer trayecto:

𝑣 = 𝑡 → 𝑎 = 1 [𝑚

𝑠2]

Para el segundo trayecto:

𝑣 = −0,5𝑡 + 45 → 𝑎 = −0,5 [𝑚

𝑠2]

Luego la gráfica es:

10. La figura representa la aceleración de un

automóvil, que se mueve en el eje horizontal en función del tiempo (𝑎 𝑣𝑠. 𝑡). Dibuje la gráfica de velocidad en función del tiempo (𝑣 𝑣𝑠. 𝑡), si el automóvil, parte del reposo (esto quiere decir, que en 𝑡 = 0; el desplazamiento 𝑥 = 0 y la velocidad 𝑣 = 0). Para los 5 trayectos se tiene:

∆𝒕[𝒔] 𝒂 [

𝒎

𝒔𝟐] Ecuación de velocidad Valores/Condición

0 − 5 2 𝑣 = 2𝑡 𝑡 = 5[𝑠] → 𝑣 = 10 [𝑚

𝑠]

5 − 15 0 𝑣 = 10 𝑡 = 15[𝑠] → 𝑣 = 10 [𝑚

𝑠]

15 − 25 -2 𝑣 = 10 − 2(𝑡 − 15) 𝑡 = 25[𝑠] → 𝑣 = −10 [𝑚

𝑠]

25 − 35 0 𝑣 = −10 𝑡 = 35[𝑠] → 𝑣 = −10 [𝑚

𝑠]

35 − 40 2 𝑣 = −10 + 2(𝑡 − 35) 𝑡 = 40[𝑠] → 𝑣 = 0 [𝑚

𝑠]

3 puntos

3 puntos

4 puntos 2 puntos

2 puntos

5 puntos

3 puntos

2 puntos

3 puntos

1 puntos

3 pts

2 pts

2 pts

2 pts

2 pts

2 pts

3 puntos

3 pts

3 puntos

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VER RESPUESTA AL FINAL DEL SOLUCIONARIO

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