Guía UNAM Física: Área 3 de las Ciencias Sociales

¡Nos vemos de nuevo aspirante! Vamos con la solución de los reactivos de física área 3, del 1 al 10, en la guía de las Ciencias Sociales como preparación al examen de ingreso a la UNAM.

GUIA-UNAM-FISICA-AREA-3

¿Cómo estudiar la guía? Física es una asignatura con una gran extensión teórica y difícil de aprobar sin comprender los fundamentos. Te recomiendo estudiar los conceptos teóricos antes de entrar con los reactivos.

El siguiente es un resumen del examen de ingreso a la UNAM:

  • Desarrollo: UNAM
  • Área 3: Ciencias Sociales
  • Materia: Física
  • Reactivos: 120
  • Tipo: Opción múltiple
  • Duración: 3 horas
  • Modalidades: Presencial
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Estructura del examen

El examen de ingreso a la Universidad Nacional Autónoma de México tiene un total de 120 reactivos, donde 10 pertenecen a física para el área 3 correspondiente a las carreras de Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud.

Esta es apenas 1 de las 9 asignaturas que componen al examen de ingreso. Haciendo clic en este enlace, encontrarás más detalles sobre las convocatorias de la UNAM.

Estructura examen área 3

Temas Reactivos
Español 18
Matemáticas 24
Física 10
Química 10
Biología 10
Historia universal 14
Historia de México 14
Literatura 10
Geografía 10
Total 120

¿Sabías que hay carreras con requisitos adicionales a la prueba de ingreso?

En área 3 hay 2 carreras con modalidad de acceso indirecto. Obtén más información siguiendo este enlace.

¿Cómo estudiar física para el examen?

Física es percibida como una asignatura compleja y, debido a esto, puede llegar a ser frustrante en muchos casos. Lo cierto es que podrías estar estudiando física de la forma incorrecta.

¿Ya conoces los aciertos mínimos de tu carrera en área 3?

No se trata de resolver ejercicios y encontrar valores, se trata de observar la naturaleza, describirla y cuantificarla mediante modelos matemáticos para explorarla hasta donde nuestros sentidos pierden efecto.

Los siguientes consejos te permitirán estudiar física desde otra perspectiva.

  • Comprende la teoría y deja para luego los ejercicios. La física se estudia verdaderamente comprendiendo las deducciones de las teorías, el origen de los fenómenos y las variables que permiten describirlo matemáticamente. Luego de tener claros los conceptos y conocer bien los modelos matemáticos, es hora de resolver problemas.
  • Apóyate en los textos recomendados por la UNAM. Selecciona 2 o 3 libros como tu principal fuente de consulta. Algunos conceptos se explican mejor en unos libros que en otros, si te sientes perdido leyendo algún concepto, es momento de consultar otro texto.
  • Haz formularios de cada tema. Una técnica de estudios que ayuda mucho luego de comprender la teoría, es la de recolectar todas las ecuaciones relacionadas con un tema en un formulario. Esto facilita la memorización de las ecuaciones y te otorga una vía de consulta rápida en caso de olvidarlas.
  • Anota los puntos más importantes. Los textos extienden la descripción de los temas con ejemplos escritos y mencionan muchos datos sobre científicos, experimentos y aplicaciones que pueden desviar por momentos la atención del tema principal. Toma nota de los puntos clave para repasarlos con facilidad.

Temario física área 3

El temario de física para el área 3 de Ciencias Sociales de la UNAM es extenso, pero organizando tu tiempo podrás cubrirlo en su totalidad. Puedes acceder a mayor información sobre el examen y las carreras en la UNAM haciendo click en este enlace.

  1. Cinemática
    1. Características de los fenómenos mecánicos
    2. Movimiento rectilíneo uniforme
    3. Movimiento uniformemente acelerado
  2. Fuerzas, leyes de Newton y Ley de la Gravitación Universal
    1. Factores que cambian la estructura o el estado de movimiento de objetos
    2. El concepto de fuerza
    3. El carácter vectorial de la fuerza
    4. Superposición de fuerzas
    5. Primera Ley de Newton
    6. Segunda Ley de Newton
      1. Concepto de peso
      2. Concepto de masa
    7. Tercera Ley de Newton
    8. Equilibrio rotacional y traslacional. Fuerza y torca
    9. Ley de la Fuerza en un resorte (Ley de Hooke)
    10. Ley de la Gravitación Universal. Movimiento de planetas
  3. Trabajo y leyes de la conservación
    1. Concepto de trabajo mecánico
    2. Concepto de potencia
    3. Energía cinética
    4. Energía potencial
    5. Conservación de la energía mecánica
    6. Conservación del ímpetu (momento)
    7. Colisiones entre partículas en una dimensión
    8. Procesos disipativos (fricción y rozamiento)
  4. Termodinámica
    1. Calor y temperatura
      1. Diferencia entre calor y temperatura
      2. Equilibrio térmico
      3. Escalas termométricas absolutas
      4. Conductividad calorífica y capacidad térmica específica
      5. Leyes de la Termodinámica
    2. Teoría Cinética de los Gases
      1. Estructura de la materia (enfoque clásico)
      2. Temperatura según la Teoría Cinética de los Gases
      3. Ecuación de estado de los gases ideales
  5. Ondas
    1. Caracterización de ondas mecánicas
    2. Reflexión y refracción de ondas
    3. Difracción e interferencia de ondas
    4. Energía de una onda incidente y de las ondas transmitida y reflejada
  6.  Electromagnetismo
    1. Efectos cualitativos entre cuerpos cargados eléctricamente
    2. Ley de Coulomb. Campo eléctrico
    3. Ley de Ohm y potencia eléctrica
    4. Circuitos
      1. Circuitos de resistencias
      2. Circuitos de condensadores
    5. Campo magnético
    6. Inducción electromagnética
    7. Relación entre campo magnético y eléctrico
    8. Inducción de campos
    9. La luz como onda electromagnética
    10. Espectro electromagnético
    11. Leyes de Ampere-Maxwell
    12. Leyes de Faraday y Henry
  7. Fluidos
    1. Fluidos en reposo
      1. Presión atmosférica
      2. Principio de Pascal
      3. Principio de Arquímedes
      4. Presión hidrostática
      5. Tensión superficial y capilaridad
    2. Fluidos en movimiento
      1. Ecuación de continuidad
      2. Ecuación de Bernoulli
      3. Viscosidad
  8. Óptica
    1. Reflexión y refracción de la luz
    2. Espejos planos y esféricos
    3. Lentes convergentes y divergentes
    4. Punto de vista contemporáneo (dualidad)
      1. Modelo corpuscular
      2. Modelo ondulatorio
  9. Física contemporánea
    1. Estructura atómica de la materia
      1. Modelos atómicos
      2. El experimento de Rutherford
      3. Espectroscopia y el modelo atómico de Bohr
    2. Física nuclear
      1. El descubrimiento de la radiactividad
      2. Decaimiento radiactivo
      3. Detectores de radiactividad
      4. Fisión y fusión nucleares
      5. Aplicaciones de la radiactividad y la energía nuclear
    3. Otras formas de energía

Guía física UNAM área 3 resuelta

Pasamos con la solución de los 10 ejercicios de física área 3 en la guía de las Ciencias Sociales UNAM. Recuerda tomar descansos, esto es importante para afianzar los conocimientos adquiridos.

Reactivo 1

Estimando la aceleración de la gravedad igual a 9.8 \mathrm{m}/{\mathrm{s}}^{2} y despreciando la fricción del aire, calcula el tiempo requerido para que una piedra lanzada directamente hacia arriba con una velocidad inicial de 39.2 \mathrm{m}/\mathrm{s} alcance su punto más alto.

  1. 4.0 \mathrm{s}
  2. 8.0 \mathrm{s}
  3. 9.8 \mathrm{s}
  4. 39.2 \mathrm{s}

Solución:

El problema nos pide calcular el tiempo que tarda la piedra en llegar a su punto más alto, luego de ser lanzada verticalmente hacia arriba.

Una propiedad del movimiento vertical hacia arriba, es que la velocidad en el punto más alto es cero. Llevando esto a la ecuación de velocidad nos queda:

{v}_{f}={v}_{o}-gt\to {v}_{f}=0

{v}_{o}-gt=0

Despejamos el tiempo:

t=\frac{{v}_{o}}{g}

Con la fórmula anterior, podremos calcular el tiempo que tarda la piedra en subir. Sustituimos:

t=\frac{39.2}{9.8}=4 \mathrm{s}

La piedra tarda 4 segundos para llegar al punto más alto.

La respuesta correcta es el inciso A.

Reactivo 2

Si se considera el carácter vectorial de dos fuerzas perpendiculares, la magnitud de la fuerza resultante con respecto a las magnitudes de las fuerzas componentes es ________ que la suma algebraica de las componentes.

  1. menor
  2. igual
  3. mayor
  4. inversa

Solución:

Para resolver el problema, debemos conocer algunas de las desigualdades más importantes entre vectores y analizar detenidamente lo que quiere decir el enunciado.

La frase “la magnitud de la fuerza resultante con respecto a las magnitudes de las fuerzas componentes” quiere decir que el vector fuerza resultante {\overrightarrow{F}}_{r} se expresa como la suma de las fuerzas perpendiculares {\overrightarrow{F}}_{a} y {\overrightarrow{F}}_{b} .

{\overrightarrow{F}}_{r}={\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}

A este resultado le calculamos la magnitud como: \left|{\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}\right| .

El otro miembro de la desigualdad se extrae de la frase “que la suma algebraica de las componentes”. Aunque no se indica explícitamente, la suma se realiza con las magnitudes de las componentes, no con las componentes propiamente: \left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|+\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right| .

Lo anterior se puede deducir aplicando la lógica, porque no podemos establecer relaciones entre vectores y escalares, ya que \left|{\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}\right| es un escalar y {\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b} sería un vector.

Ya conocemos cuáles son los miembros de la desigualdad: \left|{\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}\right| y \left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|+\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right| , solo nos queda determinar qué signos de desigualdad las relaciona. Acá es cuando debemos conocer previamente las desigualdades entre vectores, porque hacer una demostración sería extenso y complejo.

Con estos “ingredientes” podemos pensar en la desigualdad triangular.

\left|{\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}\right|\le \left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|+\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right|

Debido a que los vectores {\overrightarrow{F}}_{a} y {\overrightarrow{F}}_{b} son perpendiculares, la suma es un vector que corresponde con la diagonal del rectángulo que estos forman.

La magnitud del vector {\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b} se calcula mediante el teorema de Pitágoras como:

\left|{\overrightarrow{F}}_{a}+{\overrightarrow{F}}_{b}\right|=\sqrt{{\left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|}^{2}+{\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right|}^{2}}

Este resultado es menor, comparado con la suma algebraica de las magnitudes de las componentes.

\sqrt{{\left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|}^{2}+{\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right|}^{2}}<\left|{\overrightarrow{F}}_{a}\right|+\left|{\overrightarrow{F}}_{b}\right|

La explicación ha sido extensa, porque el objetivo no es solo que sepas cuál es la respuesta correcta, sino, que entiendas por qué esa es la respuesta correcta y cómo llegas hasta esa conclusión. Señalamos como correcto al inciso A.

Si tienes tiempo y te apetece, dedica un rato a reflexionar sobre estos detalles. No te permitas aceptar cualquier cosa como cierta. Siempre que esté en tus manos, investiga antes de asumir algo como verdad.

Reactivo 3

La ecuación que permite calcular la energía cinética de una partícula de masa m y velocidad v es:

  1. {E}_{c}=mv
  2. {E}_{c}=2m{v}^{2}
  3. {E}_{c}=\frac{mv}{2}
  4. {E}_{c}=\frac{1}{2}m{v}^{2}

Solución:

La energía cinética es una cantidad escalar relacionada con el movimiento que posee un cuerpo y se calcula como la mitad del producto de la masa del cuerpo, por el cuadrado de su rapidez:

{E}_{c}=\frac{1}{2}m{v}^{2}

La respuesta correcta es el inciso D.

Reactivo 4

Un sistema está en equilibrio térmico cuando

  1. en un proceso su temperatura no varía.
  2. su temperatura es igual a la de otro sistema con el que está en contacto térmico.
  3. se calienta por medio del trabajo.
  4. su presión y su masa permanecen constantes.

Solución:

En termodinámica, el equilibrio térmico de un sistema se logra cuando todos sus componentes poseen la misma temperatura. Como consecuencia de esto, se detiene el intercambio de calor entre los elementos del sistema.

Examinando los incisos, concluimos que la respuesta correcta es el B.

Reactivo 5

Para explicar la interferencia constructiva o destructiva de dos ondas, se debe considerar

  1. la amplitud de ambas ondas.
  2. la superposición entre ambas ondas.
  3. que ambas ondas son longitudinales.
  4. que ambas ondas son transversales.

Solución:

La interferencia, es un fenómeno ondulatorio que se manifiesta cuando dos o más ondas se encuentran en un punto del medio en el que se propagan, e interactúan modificando la amplitud de la deformación en dicho punto.

Si la interferencia es constructiva, la amplitud de la ondulación será mayor. En contraparte, para la interferencia destructiva las ondulaciones se cancelan mutuamente.

En términos matemáticos, la interferencia puede explicarse gracias a que las ondas satisfacen la condición de superposición. Teniendo en cuenta todo lo anterior, indicamos como respuesta correcta al inciso B.

Reactivo 6

¿En cuál de las siguientes condiciones se genera un campo magnético?

  1. Por la simple presencia de cargas eléctricas.
  2. Al tener campos eléctricos en movimiento.
  3. Al tener cargas eléctricas en movimiento.
  4. Por la simple presencia de campos eléctricos.

Solución:

El campo magnético, es producido por el movimiento de cargas eléctricas dentro de un material. En los imanes permanentes, el campo magnético se manifiesta por la alineación de dominios magnéticos, formados por pequeños dipolos magnéticos.

Por otra parte, cuando una corriente circula a través de un conductor eléctrico, genera a su alrededor un campo magnético circular y concéntrico al cable. A partir de este principio, se construyen electroimanes, motores, transformadores y demás dispositivos electromagnéticos.

La respuesta correcta es el inciso C.

Reactivo 7

El orden creciente de la longitud de onda para el color azul (z), el verde (v), el rojo (r), y la luz amarilla (a) es:

  1. r, a, v, z.
  2. a, v, r, z.
  3. v, a, z, r.
  4. z, v, a, r.

Solución:

Para responder esta pregunta, necesitas conocer previamente el valor de la longitud de onda de los colores del arcoíris.

Longitud de onda de los colores mencionados en el enunciado. El valor indicado corresponde al extremo superior del rango para cada color.

Ordenando de forma ascendente nos queda: z, v, a, r.

Concluimos indicando como respuesta correcta al inciso D.

Reactivo 8

Una familia viaja de la ciudad de Morelia, cuya altitud es de 1900 m sobre el nivel del mar, al puerto de Zihuatanejo (situado al nivel del mar). En la cajuela del auto transportan una botella de plástico vacía y cerrada. Si al llegar a su destino la temperatura es idéntica a la que había al iniciar el viaje, indica cuál de las siguientes afirmaciones es correcta.

  1. El volumen de la botella es mayor al que tenía al inicio del viaje porque la presión atmosférica disminuye al descender de un lugar alto y llegar al nivel del mar.
  2. El volumen de la botella es menor al que tenía al inicio del viaje porque la presión atmosférica aumenta al descender de un lugar alto y llegar al nivel del mar.
  3. El volumen de la botella es el mismo que al inicio del viaje pues la temperatura al salir es la misma que la que había al llegar.
  4. El volumen de la botella es el mismo que al inicio del viaje pues los cambios en la presión atmosférica al ir de un lugar a otro no influyen.

Solución:

La presión atmosférica ocurre debido a la columna de partículas que se encuentra por encima de nosotros. El peso (fuerza) que imprimen estas sobre la superficie terrestre, dan lugar a la magnitud de la presión atmosférica.

Lo anterior establece que, a mayor altura, menor cantidad de partículas y, por ende, menor presión. Cuando la familia desciende los 1900 metros, la presión incrementa. Como consecuencia de esto, las paredes de la botella son presionadas hacia adentro con mayor intensidad.

Debido a que el contenido es un gas (oxígeno, porque está vacía), este compacta sus moléculas disminuyendo su volumen en el proceso. A partir del análisis anterior y considerando los incisos, concluimos que la respuesta correcta es B.

Reactivo 9

Newton consideró a la luz como:

  1. una corriente de partículas materiales emitidas por una fuente luminosa.
  2. una onda transversal que al pasar por una rejilla se deforma explicando la refracción.
  3. un flujo de rayos que al rodear un obstáculo explican la difracción.
  4. una superposición de ondas que al encontrarse aumentan explicando la interferencia.

Solución:

Newton estudió el comportamiento de la luz, adoptando un modelo corpuscular para describirla. Según este modelo, la luz está formada por pequeñas partículas sin masa llamadas fotones, que son irradiadas por las fuentes luminosas.

A partir de ella, logró explicar la descomposición de la luz blanca al atravesar un prisma, la reflexión y la propagación rectilínea de la luz. Concluimos que la respuesta correcta es el inciso A.

Reactivo 10

El modelo de Thomson establece que:

  1. Los electrones son partículas con carga negativa distribuidos uniformemente dentro de un medio homogéneo de carga positiva, haciendo que el átomo sea eléctricamente neutro.
  2. Existe un átomo formado por una corteza constituida por electrones que giran alrededor de un núcleo donde se concentra la carga eléctrica positiva y la masa del átomo.
  3. Los electrones se encuentran en regiones específicas a diferentes distancias del núcleo, vibrando alrededor de este como lo hacen los planetas alrededor del Sol.
  4. Existe un átomo distinto para cada elemento cuyas masas y tamaños son diferentes, que se pueden combinar en diferentes proporciones para formar más de un compuesto.

Solución:

En 1897, Thomson ideó un experimento para explicar la naturaleza eléctrica de la materia, descubriendo así al electrón y al protón, elementos fundamentales del átomo.

En su modelo, describe al átomo como una especie de “pastel de frutas”. Una nube positiva contiene pequeñas partículas negativas, a las que llamó electrones. El número de partículas negativas es igual y opuesto a la carga de la nube positiva, manteniendo neutro al átomo.

Tomando en cuenta el análisis anterior, queda claro que la respuesta correcta se encuentra en el inciso A.

El modelo de Thomson establece que: los electrones son partículas con carga negativa distribuidos uniformemente dentro de un medio homogéneo de carga positiva, haciendo que el átomo sea eléctricamente neutro.