En este tutorial vamos a resolver la guía de Física para el examen de ingreso a la UAM por la división de Ciencias y Artes para el Diseño (CAD); desde el problema 66 al 75. Si aún no los desarrollas por tu cuenta, te invito a hacerlo y luego regresa para comprobar tus resultados.
Física es una asignatura cuyo dominio depende de la comprensión de la teoría. Tómate el tiempo suficiente para leer cada uno de los temas.
La siguiente lista, contiene un resumen de la convocatoria UAM 2022, con la información más resaltante.
- Número de convocatorias: Dos al año.
- Fechas de registro: marzo y agosto del 2022
- Oferta académica: 82 carreras
- Divisiones académicas: 6
- Modalidad: en línea
Estructura del examen de ingreso UAM 2022
El examen de ingreso a la Universidad Autónoma Metropolitana se divide en dos partes: una prueba de aptitud y otra de conocimientos específicos que cambia en función a la carrera que desees ingresar.
La prueba de aptitud contiene reactivos sobre razonamiento matemático y razonamiento verbal, los cuales son iguales para el resto de las divisiones.
La segunda, denominada conocimientos específicos, está compuesta por reactivos de: física, arte universal, arte en México y dibujo y modelado; para el caso de Ciencias y Artes para el Diseño.
Resumen de reactivos en cada parte del examen.
| Área | Reactivos | Porcentaje |
|---|---|---|
| Razonamiento verbal | 20 | 25% |
| Razonamiento matemático | 20 | 25% |
| Conocimientos específicos | 40 | 50% |
| Total | 80 | 100% |
Temario de Física para CAD
Física es una asignatura extensa y que requiere de un cierto dominio de matemáticas básicas para resolver los problemas con éxito. El siguiente temario parece escaso, pero muchos de los temas engloban otros sub temas dentro de ellos.
- Cinemática.
- Dinámica.
- Estática.
- Contexto histórico
Guía UAM CAD de Física resuelta
Luego de esta rápida introducción, vamos con la solución de los ejercicios de física en la guía de ingreso UAM para la división CAD. No te preocupes si te sientes perdida o perdido con algún concepto, en el desarrollo de cada reactivo los recordaremos.
Reactivo 66: Sistema de Unidades
El joule es una unidad de:
- Fuerza
- Presión
- Potencia
- Energía
- Densidad
Solución:
Según el Sistema Internacional de Unidades, el Joule representado por la letra J es una unidad física derivada para medir energía en forma de calor o trabajo. Por tanto, la respuesta correcta es la opción D.
Reactivo 67: Sistema de Unidades
El newton es una unidad de:
- Presión
- Fuerza
- Energía
- Potencia
- Trabajo
Solución:
El Newton es una unidad para la medición de la fuerza en el Sistema Internacional de Unidades. Lleva ese nombre en honor al físico y matemático inglés Isaac Newton quien, entre otros trabajos, dio origen a la mecánica clásica.
Concluimos seleccionando como respuesta correcta a la opción B.
Reactivo 68: Impacto y momento lineal
Cuando dos bolas de billar viajan a lo largo de la misma dirección pero en sentidos opuestos y con la misma rapidez, al chocar:
- Ambas regresan con la misma velocidad inicial
- Una queda en reposo mientras la otra regresa
- Ambas quedan en reposo
- Ambas se mueven con el doble de velocidad
- Cambian de dirección
Solución:
El sistema descrito por las dos bolas de billar, puede entenderse como un sistema de dos partículas que no interactúan con ninguna fuerza externa.
Como tienen la misma masa y se desplazan a la misma rapidez en sentidos opuestos, el momento lineal que posee cada partícula es de la misma magnitud pero con signo contrario.
Al momento de la interacción (choque) ambas partículas intercambian momento y debido a que el momento de ambas es igual pero en signo contrario se detienen luego de colisionar.
En base al anterior análisis, seleccionamos como respuesta correcta la opción C.
Reactivo 69: Conservación del momento
El enunciado “El principio de conservación del momento es aplicable únicamente a sistemas que estén libres de la influencia de agentes externos” pertenece a la:
- Segunda Ley de Newton
- Primera Ley de Newton
- Cuarta Ley de Newton
- Ley de Coulomb
- Ley de Einstein
Solución:
Un sistema se considera aislado, si no hay presencia de fuerzas externas sobre él. Esto puede plantearse de otra forma y el resultado será equivalente:
Un sistema es aislado si la sumatoria de fuerzas externas es igual a cero.
{\sum }_{}^{}{\overrightarrow{F}}_{i}=0
Por otra parte, la fuerza en cualquier sistema puede escribirse como la variación del momento lineal respecto del tiempo, tal como lo indica la segunda ley de Newton.
\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}=m\frac{d\overrightarrow{v}}{dt}=\frac{d\overrightarrow{P}}{dt}
{\sum }_{}^{}\frac{d{\overrightarrow{P}}_{i}}{dt}=0
Cada uno de los vectores momento lineal corresponde al momento lineal de las partículas que conforman al sistema. Ahora, pensemos ¿Qué significa que la derivada de una cantidad sea cero?, que dicha cantidad es constante, por lo tanto:
En todo sistema aislado, el momento lineal permanece igual
{\sum }_{}^{}{\overrightarrow{P}}_{i}=ctte
Concluimos indicando como respuesta correcta a la opción A.
Reactivo 70: Sistema de Unidades
La potencia en el sistema MKS se expresa en:
- Dinas
- Joules
- Newtons
- Ergs
- Watts
Solución:
En el sistema MKS (Metro Kilogramo Segundo) la potencia se mide en Vatios o Watts y tiene como símbolo W.
Un watt (o vatio) es equivalente a 1 Joule por segundo. La potencia es una magnitud que permite medir la transferencia de energía, desde o hacia un sistema en un determinado intervalo de tiempo.
Comparando con las opciones, la respuesta correcta sería la opción E.
Reactivo 71: Caída libre de cuerpos
Para un cuerpo en caída libre, la velocidad que alcanza para t=2 s es, con relación a la que tenía para t=1 s :
- El doble
- Igual
- 9.8 m/s
- La mitad
- El cuádruple
Solución:
La ecuación para calcular la velocidad de un objeto en caída libre es:
v={v}_{o}+gt
Suponemos que la velocidad inicial es cero y nos queda:
v=gt
Recordemos que la aceleración gravitatoria tiene sentido vertical y hacia abajo, por tanto es negativa. Sustituimos el primer instante de tiempo t=1 s .
{v}_{1}=g
Sustituimos el segundo instante de tiempo.
{v}_{2}=2g
Ahora, hacemos la relación \frac{{v}_{2}}{{v}_{1}} :
\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}=\frac{2g}{g}=2
\therefore {v}_{2}=2{v}_{1}
La velocidad de descenso a los 2 segundos es el doble que a los 1 segundos.
Comparando con las opciones, seleccionamos como correcta a la A.
Reactivo 72: Movimiento Circular Uniforme
En el movimiento Circular Uniforme, la velocidad:
- Tangencial es constante
- Angular aumenta uniformemente
- Tangencial aumenta uniformemente
- Angular es constante
- Angular es igual a la velocidad tangencial
Solución:
En el problema se nos pide indicar que inciso describe la característica principal del MCU. Un movimiento circular es uniforme, si no existe aceleración angular, es decir si la velocidad angular es constante.
Dicho de otra forma, la tasa de cambio angular es siempre la misma. Por otro lado, la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta están siempre cambiando de dirección.
Concluimos entonces seleccionando como respuesta correcta a la opción D La velocidad angular es constante.
Reactivo 73: Fuerza resultante
La magnitud de la resultante de dos fuerzas concurrentes no colineales {F}_{1} y {F}_{2} es:
- La suma de las magnitudes de {F}_{1} y {F}_{2}
- Menor que la suma de las magnitudes de {F}_{1} y {F}_{2}
- El producto de las magnitudes de {F}_{1} y {F}_{2} y el coseno del ángulo que forman
- Mayor que la suma de las magnitudes {F}_{1} y {F}_{2}
- El producto de las magnitudes de {F}_{1} y {F}_{2} y el seno del ángulo que forman
Solución:
Si dos o más fuerzas son concurrentes y no colineales a la vez, significa que entre ellas existe un ángulo diferente a 0° y 180°. La fuerza es una magnitud vectorial y por tal motivo, la suma de dos fuerzas es otro vector.
Este arreglo puede acomodarse en forma de triángulo.
Suponiendo que conocemos el ángulo \alpha , la magnitud del vector resultante se puede calcular aplicando la ley del coseno:
{F}_{12}={F}_{1}^{2}+{F}_{2}^{2}-{F}_{1}{F}_{2}coscos \alpha
Los únicos incisos donde se menciona algo con identidades trigonométricas son el C y el E pero ninguno es correcto. El resto hace una comparación entre la suma de las magnitudes.
Si se comparan las magnitudes, el módulo del vector resultante será siempre menor o igual a la suma de los módulos de los vectores sumando.
- Si los vectores son colineales la magnitud de la resultante será igual a la suma de los módulos de los vectores
\left|{F}_{12}\right|=\left|{F}_{1}\right|+\left|{F}_{2}\right|
- Si los vectores no son colineales, la magnitud de la resultante será menor a la suma de las magnitudes de los módulos de los vectores
\left|{F}_{12}\right|<\left|{F}_{1}\right|+\left|{F}_{2}\right|
Comparando estos casos con el resto de incisos, concluimos indicando que la respuesta correcta es la opción B.
Reactivo 74: Reflexión en espejos curvos
En un espejo parabólico, los rayos que inciden paralelos al eje de la parábola, se reflejan:
- Paralelos al eje de la parábola
- Perpendiculares al eje de la parábola
- Hacia el foco
- En distintas direcciones, dependiente de su punto de incidencia
- Formando un ángulo de 45° con el eje de la parábola
Solución:
La reflexión de la luz que incide de forma paralela al eje focal de un espejo parabólico ocurre siempre en dirección al foco del paraboloide. Esto provoca que toda la luz reflejada se concentre en dicho punto.
Comparando con las opciones, la respuesta correcta es la C.
Reactivo 75: Leyes de la reflexión
Cuando un rayo de luz es reflejado por una superficie, el ángulo de incidencia es:
- El complemento del ángulo de reflexión
- Igual al ángulo de reflexión
- Mayor que el ángulo de reflexión
- El suplemento del ángulo de reflexión
- Menor que el ángulo de reflexión
Solución:
Es un hecho experimental que, medidos desde la normal, el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales. Esta es una de las llamadas leyes de la reflexión.
Concluimos que la respuesta correcta es la B.
