FISICA_11_POTENCIA_OE_SONIDO_PRESIÓN - Gabriel Solís Flores

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Magdalena; Los Olivos; Ingeniería, Surco; Carabayllo Página 1 
FÍSICA 
SEMANA 11: ONDAS(II). SONIDO. FLUIDOS. 
ENERGÍA Y POTENCIA TRANSMITIDA 
01. Una cuerda tensa de 0,02 kg/m de densi-
dad está sometida a oscilaciones armónicas de 
manera que la función de onda que se propaga 
es y(x; t) = 0,4 sen(2x –16t), donde x; y están 
en metros y t en segundos. Determine la ener-
gía por segundo (en W) que se propaga. 
A) 0,8 B) 1,2 C) 3,3 
D) 5,6 E) 9,4 
 
02. Calcule, aproximadamente, la potencia me-
dia (en W) que debe tener un oscilador de 60 
Hz, para establecer ondas armónicas de 0,5 cm 
de amplitud en una cuerda de densidad 20 
g/cm, sometida a una tensión de magnitud 32 
N. 
A) 5,1 B) 7,2 C) 10,2 
D) 12,1 E) 14,2 CEPRE_2015-II 
 
03. La función de onda en una cuerda es: y = 0,4 
sen(3πx−4πt) en unidades del S.I. Si la po-
tencia media de la onda es de 3 mW, calcule la 
densidad lineal de la cuerda en kg/m. 
A) 1/5120π2 B) 3/5120π2 
C) 9/5120π2 D) 9/2560π2 
E) 9/1280π2 UNI_2018-II 
 
04. Una onda de 5 cm de amplitud se propaga 
en una cuerda con una velocidad de 200 m/s, 
transportando 4,5 mJ/m. Si la cuerda vibra con 
una frecuencia angular de 60 rad/s, determine 
la tensión (en N) de la cuerda. 
A) 4 B) 10 C) 20 
D) 40 E) 80 CEPRE_2009-I 
 
ONDAS ESTACIONARIAS 
05. Sobre las ondas estacionarias formadas en 
una cuerda tensa, podemos afirmar: 
I. Se forman a partir de dos ondas viajeras de 
igual frecuencia y amplitud que se propagan 
en sentidos contrarios. 
II. Todos los puntos de la cuerda poseen igual 
amplitud. 
III. La energía se propaga a través de la cuerda 
de extremo a extremo. 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) I y II E) II y III 
 
06. Considerando las ondas estacionarias en u-
na cuerda tensa, señale la veracidad (V) o fal-
sedad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. Si la cuerda vibra en su quinto armónico po-
see 5 nodos. 
II. Si la cuerda vibra en su tercer armónico la 
frecuencia es la tercera parte de la frecuencia 
fundamental. 
III. La frecuencia fundamental de la onda esta-
cionaria depende linealmente de la tensión de 
la cuerda. 
A) VVV B) VVF C) VFF 
D) FFV E) FFF 
 
07. En una cuerda tensa se tiene una onda esta-
cionaria cuya función de onda está dada por: 
 y(x, t) = 0,004 sen(4πx) · cos(48πt), 
donde x está en metros y t en segundos, si la cuer-
da es de 3 metros, determine el modo de vibra-
ción (en armónicos) de la cuerda. 
A) 3 B) 4 C) 6 
D) 8 E) 12 
 
08. Una cuerda tensa vibra en el 8° armónico. Si la 
función de onda estacionaria está dada por: 
y = 0,2 sen(8πx) · cos(20πt), 
Determine la longitud de la cuerda (en m) 
A) 4 B) 2 C) 1 
D) 1/2 E) 1/4 
 
09. La ecuación de una onda estacionaria en una 
cuerda de 5 m de longitud es: 
y(x, t) = 2 sen(4πx/5) · cos(2t), 
con el origen en uno de sus extremos. Hallar el 
número de nodos de la cuerda entre sus extre-
mos. 
A) 1 B) 2 C) 3 
D) 4 E) 5 UNI_2016-I 
 
10. Una cuerda tensa de 1,5 m de longitud for-
ma una onda estacionaria con 3 nodos entre sus 
extremos. Halle la longitud de onda de la onda 
estacionaria, en metros. 
A) 1/4 B) 1/2 C) 3/4 
D) 1 E) 5/4 UNI_2017-I 
 
11. Una cuerda se fija por ambos extremos ha-
ciéndola vibrar bajo una tensión de 180 N gene 
rándose ondas estacionarias. Dos armónicas 
consecutivas tienen frecuencias de 45 Hz y de 
37,5 Hz. Si la densidad lineal de masa de la cu-
erda es igual a 0,2 kg/m, calcule la longitud de 
la cuerda (en m). 
A) 1 B) 2 C) 3 
D) 4 E) 5 UNI_2019-I 
 
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12. Una cuerda de 1 m de longitud y 5 g de masa, 
oscila como se muestra en la figura. Si la tensión la 
cuerda es 5 N, calcule la frecuencia de oscilación 
(en Hz) de la cuerda. 
A) 5 5 
B) 5 10 
C) 15 5 
D) 10 5 
E) 10 10 
CEPRE_2016-II 
 
ONDAS SONORAS 
13. Sobre las ondas sonoras podemos afirmar: 
I. Son ondas mecánicas que en el vacío se pro-
pagan con una rapidez de 340 m/s. 
II. Son ondas mecánicas cuya frecuencia está 
comprendida entre los 20 Hz y 20 000 Hz. 
III. La rapidez de propagación de las ondas so-
noras son mayores en los gases que en los sóli-
dos. 
A) Todas B) solo I C) solo II 
D) I y II E) ninguna 
 
14. Respecto a las ondas sonoras, indique la 
verdad (V) o falsedad (F) de las proposiciones 
siguientes: 
I. Son ondas longitudinales. 
II. Las ondas ultrasónicas son aquellas que es-
tán por encima de los 20 000 Hz. 
III. En el aire, su rapidez de propagación depen 
de de la temperatura. 
A) VVV B) VFF C) VFV 
D) FFV E) FFF 
 
15. A un kilómetro de altura se produce una ex 
plosión que libera 105 J en 0,1 s. ¿cuál es la in-
tensidad sonora (en W/m2) a nivel del suelo? 
A) 0,08 B) 0,06 C) 0,04 
D) 0,02 E) 0,01 
 
16. Desde una fuente puntual se emiten ondas 
sonoras tal que la intensidad es 0,026 W/m2 a 
una distancia de 4,3 m de la fuente. ¿Cuánta e-
nergía sonora en 104 J, emite la fuente en una 
hora si su potencia se mantiene constante? 
A) 2,17 B) 2,27 C) 2,37 
D) 2,47 E) 2,57 UNI_2012-I 
 
17. Un observador en tierra ve un cohete que 
asciende verticalmente, el cual explota a 500 m 
de altura liberando π×107 J de energía en 0,1 s. 
Halle el nivel de intensidad que percibe, en dB. 
 
A) 100 B) 120 C) 140 
D) 70 E) 60 
 
18. Un disparo emite una energía de 4π J en 1 s 
e irradia en todas las direcciones. Determine el 
nivel de intensidad, en dB, producido a 10 m del 
disparo. 
A) 10 B) 20 C) 50 
D) 100 E) 110 
 
19. Una fuente sonora puntual produce un ni-
vel de intensidad de 80 dB a una distancia de 5 
m. ¿Qué energía, en J, entrega en 1 min? 
A) 0,3π B) 0,6π C) 0,9π 
D) 1,2π E) 1,5π 
 
20. Una fuente puntual sonora produce un ni-
vel de intensidad de 100 dB a una distancia de 
5 m, a que distancia, en km, producirá un nivel 
de 40 dB. 
A) 2 B) 5 C) 10 
D) 20 E) 50 
 
21. Un técnico de aviones siente dolor (a 120 
dB) debido al ruido de los motores cuando se 
encuentra a 10 m de éste. ¿A qué distancia (en 
km) debe ubicarse del motor para que el nivel 
de intensidad sea de 40 dB? 
A) 10 B) 20 C) 50 
D) 100 E) 200 
 
22. Si el nivel de intensidad a 4 m de una fuen-
te sonora puntual es 80 dB, calcule la distancia 
mínima (en km) a la cual una persona ya no 
percibe el sonido. 
A) 1 B) 4 C) 10 
D) 20 E) 40 CEPRE_2014-I 
 
23. Un tenor eleva el nivel sonoro de su voz de 
40 dB a 80 dB, ¿cuántas veces aumenta la in-
tensidad del sonido que está emitiendo? 
A) 103 B) 104 C) 105 
D) 106 E) 107 
 
24. Un cantante produce un nivel de intensidad 
de 60 dB. Determine el nivel producido, en dB, 
por un coro de 10 cantantes considerando que 
actúan como fuente puntual. 
A) 50 B) 60 C) 70 
D) 80 E) 90 
 
 
 
 
A B 
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PRESIÓN EN SÓLIDOS 
25. Sobre la presión ejercida sobre una super-
ficie, podemos afirmar: 
I. Es una magnitud vectorial, porque resulta de 
dividir la fuerza por el área y la fuerza es un 
vector 
II. La presión representa como se distribuye la 
componente de la fuerza perpendicular a la su-
perficie por unidad de área. 
III. Aumenta su valor si aumenta el área de la 
superficie sobre la que se aplica la fuerza. 
VI. Su unidad en el Sistema Internacional es el 
pascal (Pa) = N×m2 
A) Todas B) II y III C) solo II 
D) I y III E) ninguna 
 
26. Un bloque de 100 N de peso tiene la forma 
de un cubo de 10 cm de lado y se encuentra en 
reposo sobre un plano inclinado liso, como se 
muestra en la figura. Determine la presión, en 
kPa, que ejerce el bloque sobre el plano. 
A) 10 
B) 8 
C) 6 
D) 5 
E) 4 
 
27. El bloque mostrado en la figura tiene la for-
ma de un cubo de 20 cm de lado y sube con ve-
locidad constante por acción de una fuerza F 
= ⎯ 30î N, por el plano inclinado liso. Calcule la 
presión, en Pa, que ejerce el bloque sobre la 
superficie. 
A) 375 
B) 1 500 
C) 3750 
D) 750 
E) 375 3 
 
28. Un ingeniero de 72 kg está parado en el in 
terior de un ascensor que sube con una acelera 
ción de 1,2ĵ m/s2. Si cada pie del estudiante tie 
ne un área de 220 cm2, determine la presión en 
sus pies, en kPa. (g = 9,8 m/s2) 
A) 36 
B) 32 
C) 18 
D) 16 
E) 14 
29. Un cubo de 2 cm de lado y 120 N de peso se 
encuentra sobre el piso de un ascensor como se 
muestra en la figura. Si el sistema sube con una 
aceleración de ‒4ĵ m/s2, calcule la presión (en 
kPa) que ejerce el cubo sobre el piso del as 
censor. (g = 10 m/s2) 
A) 150 
B) 160 
C) 170 
D) 180 
E) 420 
 
30. Una bailarina de ballet de 50 kg se para en 
la punta de los pies, haciendo contacto con el 
piso en un área total de 25 cm2. Si la bailarina 
salta hacia arriba con una aceleración de mag- 
nitud 4 m/s2, ¿cuál es la presión (en kPa) que 
ejerce sobre el piso? g = 10 m/s2 
A) 240 B) 250 C) 260 
D) 270 E) 280 
 
PRESIÓN EN LÍQUIDOS 
31. A cerca de la presión en los líquidos, deter-
mine la verdad (V) o falsedad (F) de las sigui-
entes proposiciones: 
I. Es directamente proporcional a la profundi-
dad, respecto a la superficie libre. 
II. Se mide en atmosferas (atm) en el S.I. 
III. La fuerza asociada a la presión en un líqui-
do siempre es perpendicular a la superficie en 
contacto con el líquido. 
III. La presión en el fondo de un recipiente lle-
no de agua será la misma si llevamos el recipi-
ente a una altura de un radio terrestre sobre la 
superficie. 
A) VFVF B) FVVF C) FFVV 
D) FFVF E) FFFF 
 
32. Una piscina que tiene la forma de un para-
lelepípedo recto cuya base es 5 m por 4 m, con 
tiene 60 m3 de agua. Halle la presión, en kPa, 
en el fondo de la piscina. ρagua = 1 000 kg/m3 
Patm = 100 kPa. g = 10 m/s2. 
A) 30 B) 130 C) 200 
D) 75 E) 110 
 
33. Un buzo se sumerge en el mar (densidad del 
agua de mar = 1 250 kg/m3) sin protección. 
¿Hasta qué profundidad, en m, se podrá sumer- 
gir sabiendo que sus tímpanos solo pueden 
soportar una presión máxima de 250 kPa? 
 Patm = 100 kPa. g = 10 m/s2. 
37° 
30° 
 
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A) 20 B) 10 C) 12 
D) 15 E) 30 
 
34. En la figura se muestra un pozo de forma 
parabólica y = x2, que está lleno con un líqui-
do; calcule la relación entre las presiones hi-
drostáticas: (pA − pB)/pC 
A) 1/9 
 
B) 2/9 
 
C) 1/3 
 
D) 4/9 
 
E) 1/4 
 
SELECCIÓN_2011-II 
 
35. A partir del gráfico adjunto, determine la re 
lación entre las presiones hidrostática en A y B 
(PA/PB) 
A) 4/3 
 
B) 4/5 
 
C) 3/4 
 
D) 5/4 
 
E) 1/2 
 
36. La figura muestra la gráfica de la presión en 
función de la profundidad h, para un líquido 
contenido en un depósito descubierto. Calcule 
la presión atmosférica (en kPa) del lugar don-
de se encuentra el líquido y calcule la densidad 
(en kg/m3) de éste. Considere g = 10 m/s2 
A) 50 y 2 000 
B) 100 y 2 500 
C) 50 y 2 500 
D) 75 y 3 000 
E) 75 y 3 500 
CEPRE_2014-I 
 
37. La figura muestra como varía la presión de 
un líquido contenido en un recipiente abierto, 
en función de la profundidad medida desde la 
superficie libre del líquido. ¿Cuál es la densi-
dad (en g/cm3) del líquido? Considere (g = 10 
m/s2) 
 
A) 0,5 
B) 1,0 
C) 1,5 
D) 2,0 
E) 2,5 
 
38. La primera medida de la presión atmosfé-
rica fue hecha por Evangelista Torricelli (1 608 
−1 647) en 1643, utilizando un tubo de 1 m de 
largo, lleno de mercurio (cerrado por un extre-
mo) que invirtió sobre una cubeta de mercu-
rio. Luego de este experimento cuenta la histo-
ria se repitió, pero utilizando agua. Calcule a-
proximadamente la altura H en m, que alcanza-
rá el agua en un tubo de Torricelli, si la presión 
exterior es de 88,29 kPa. Densidad el agua = 1 
000 kg/m3, g = 9,81 m/s2) 
A) 5 
B) 7 
C) 9 
D) 11 
E) 13 
*UNI_2014-I 
 
39. En cierto lugar de la tierra la presión atmos 
férica es 0,68×105 Pa. Si utilizamos un baró-
metro de mercurio para efectuar la medición, la 
altura del líquido en el barómetro debe ser (en 
cm). g = 10 m/s2 ρHg = 13,6 g/cm3 
A) 40 B) 50 C) 60 
D) 70 E) 80 
 
40. Se tiene un sistema que contiene aire, mer 
curio. El sistema está abierto solo por el tubo T. 
Dadas las siguientes proposiciones: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. Las presiones en A, B y D son iguales 
II. La presión en “D” es mayor que la presión en “A” 
2 10 0 
1 
3 
h (m) 
ρ(105Pa) 
10 0 
50 
300 
h(m) 
ρ(kPa) 
H 
x (m) 
2 
y (m) 
4 5 
C 
B 
A 
D 
0,4r 
Aire 
Hg 
Hg 
• • 
• 
• 
D 
C 
B 
A 
T 
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III. La presión en “D” es igual a la presión en “C” 
Son correctas: 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) I, II E) II y III UNI_2014-II 
 
41. Un tubo en forma de U contiene mercurio. 
Calcule la altura (en cm) de agua que se debe 
verter en una rama del tubo para que el mer-
curio se eleve 15 mm de su nivel inicial. Densi 
dad del mercurio: 13,6 g/cm3 
A) 13,6 B) 27,2 C) 40,8 
D) 54,4 E) 81,6 UNI_2 019-II 
 
42. Un tubo en forma de “U” de ramas verticales 
con secciones transversales iguales, inicialmen-
te solo contiene mercurio. Si se le vierte agua 
por la rama derecha, hasta completar una co 
lumna de 85 cm, determinar la longitud, en cm, 
que sube el mercurio por la rama izquierda. 
 ρ mercurio = 13,6 g/cm3. 
A) 1,56 B) 3,12 C) 4,68 
D) 5,12 E) 6,25 PARCIAL_2010-II 
 
43. En el sistema mostrado, si H = 68 cm, en-
cuentre en cm, la altura h. densidad del mercu-
rio: 13,6 g/cm3 y densidad del agua 1 g/cm3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) 20 B) 38 C) 60 
D) 76 E) 98 
 
44. Determinar aproximadamente, la presión 
manométrica del gas encerrado (en kPa) si la 
densidad del líquido es dos veces la del agua. 
Considere: g = 10 m/s2 
A) 16 
B) 84 
C) 92 
D) 100 
E) 116 
CEPRE_2013-I 
 
PRINCIPIO DE PASCAL 
45. Señale la verdad (V) o falsedad (F) de las si 
guientes proposiciones: 
I. El principio de Pascal establece que la pre-
sión de un líquido confinado es la misma en to-
do su volumen. 
II. El funcionamiento de la prensa hidráulica se ba 
sa en el principio de Pascal. 
III. La transmisión del incremento de presión en 
un fluido se transmite como una onda a la rapidez 
del sonido. 
A) VVV B) FFF C) FVF 
D) FVV E) FFV 
 
46. Respecto al principio de Pascal, señale ver-
dadero (V) o falso (F) según corresponda a las 
siguientes proposiciones: 
I. La presión en el fondo de un recipiente se 
transmite con igual valor a todas las del fluido. 
II. Sólo es aplicable a los líquidos. 
III. Establece que el incremento de presión se 
transmite como onda a todo el líquido. 
A) VVV B) FVV C) FFV 
D) FVF E) FFF 
 
47. Sobre el gato hidráulico se tiene un auto-
móvil de 1,2 toneladas. Si la relación entre los 
radios de los pistones es 1:20, ¿Que fuerza F 
(en N) se debe aplicar para elevar al auto una 
altura de 0,5 m en condiciones de equilibrio y 
qué trabajo se realiza (en kJ)? g = 10 m/s2 
A) 30; 6 
B) 30; 120 
C) 600; 6 
D) 600; 120 
E) 3; 6 
CEPRE_2007-I 
 
48. Una prensa hidráulica tiene el radio de sus 
émbolos en la proporción de 1:8. Si el operario 
que maneja la prensa puede aplicar una fuerza 
F máxima de 200 N ¿Cuál será el máximo peso, 
en kN, que puede tener el automóvil para ele-
varlo en condiciones equilibrio? 
A) 3,2 
B) 6,4 
C) 12,8 
D) 14,4 
E) 16,4 
 
F 
h 
Hg 
H2O 
H 
F 
80 cm 
gas 
líquido 
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49. Se aplica una fuerza de 1 000 N sobre el ém 
bolo 1. ¿Cuál sería la fuerza total, en N, que se 
debe ejercer sobre el émbolo G, de masa insig-
nificante, para mantener el equilibrio? 
Considere: Área 1 = 10 cm2, Área 2 = 10 cm2, 
Área 3 = 20 cm2, Área 4 = 30 cm2 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) 1 000 B) 2 000 C) 3 000 
D) 4 000 E) 6 000 UNI_2013-II 
 
50. En la prensa hidráulica mostrada en la figu-
rase aplica una fuerza de magnitud F = 24 N 
sobre el émbolo 1. Determine F1 + F2, donde F1 
y F2 son las magnitudes de las fuerzas aplica-
das en los émbolos para mantener el equilibrio 
del sistema. A3=1,5A2=3A1 
A) 20 
B) 40 
C) 60 
D) 80 
E) 100 
 
PROF. ANIBAL MALGER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 2 3 4 
G 
F 
A1 
A2 
A3 
F 
F2 
F1