Guía UNAM Física: Área 4 de las Humanidades y de las Artes

A diferencia de las otras 3 áreas, las carreras de área 4 integran una décima materia en el examen de ingreso. Si aún tienes dudas del área a la que pertenece tu carrera, puedes consultar haciendo clic en este enlace.

¿Cómo estudiar física para el examen UNAM?

Física es una materia que puede resultar desafiante si no la estudias con el enfoque correcto y puede repercutir enormemente en tus aciertos del examen. Las siguientes recomendaciones mejorarán tus técnicas de estudio, ponlas en práctica y saca el máximo provecho a tus horas de estudio.

Si tienes dudas sobre el proceso de ingreso a la UNAM y las carreras con ingreso indirecto, te dejo los siguientes enlaces para más información:

• Todo sobre la convocatoria de la UNAM
• ¿Qué son las carreras de ingreso indirecto?

Temario física UNAM área 4

En física encontrarás 9 subtemas, de los cuales se desglosa un temario bastante extenso. Es indispensable que organices tus jornadas de estudio para cubrir el resto de asignaturas.

Guía física UNAM área 4 resuelta

Vamos con los 10 ejercicios de física área 4 de la guía de Las Humanidades y de las Artes UNAM. Recuerda tomar descansos, esto es importante para afianzar los conocimientos adquiridos.

Reactivo 1

Para una velocidad constante, la rapidez es:

1. menor que la magnitud de la velocidad.
2. mayor que la magnitud de la velocidad.
3. igual que la magnitud del vector de la velocidad.
4. independiente de la magnitud de la velocidad.

Solución:

El análisis inicia recordando que la velocidad es una magnitud vectorial, mientras que la rapidez es una magnitud escalar igual al módulo de la velocidad.

v=\left|\overrightarrow{V}\right|

Esto indica que la velocidad puede cambiar de sentido, dirección y/o de magnitud, mientras que la rapidez solo cambia en magnitud. Por lo tanto, si establecemos que la velocidad es constante, no solo es constante en magnitud, sino también en dirección y sentido.

Al calcular la rapidez a partir de esta velocidad constante, en cualquier instante del movimiento, el resultado también permanecerá constante. Teniendo en cuenta el análisis anterior, concluimos que la respuesta correcta es el inciso C.

Para una velocidad constante, la rapidez es igual que la magnitud del vector de la velocidad.

Reactivo 2

Un equilibrista utiliza una barra para poder caminar con mayor facilidad sobre una cuerda floja. En este ejemplo el equilibrio rotacional se da cuando

1. la barra pesa lo mismo que el equilibrista por lo que ambos se compensan.
2. el equilibrista coloca verticalmente la barra produciendo una torca en el extremo.
3. el equilibrista desplaza la barra hacia adelante llevándolo hacia adelante.
4. la barra horizontalmente produce una torca del lado derecho que equilibra la del lado izquierdo.

Solución:

Para lograr el equilibrio rotacional, es necesario que se cumpla que la suma de rotaciones en el sistema sea igual a cero.

\sum \overrightarrow{\tau }=0

Cuando el equilibrista se encuentra suspendido en la cuerda con la barra en mano, es necesario que la longitud de la misma que se extiende hacia el lado izquierdo sea igual a la que se extiende hacia el lado derecho.

El momento producido por el extremo izquierdo hará rotar al equilibrista hacia la izquierda (en sentido anti horario), mientras que el extremo derecho lo hará rotar en sentido de las manijas del reloj. Si asumimos rotaciones positivas en sentido anti horario tenemos que:

{\overrightarrow{\tau }}_{iz}-{\overrightarrow{\tau }}_{der}=0\to {\overrightarrow{\tau }}_{iz}={\overrightarrow{\tau }}_{der}

Los momentos producidos por ambos extremos deben ser iguales en magnitud.

Esto último lo puede lograr el equilibrista dejando la misma longitud de barra en ambos lados. La respuesta correcta es el inciso D.

Reactivo 3

Selecciona la situación que ejemplifica el concepto de trabajo mecánico.

1. Jalar una caja con fuerza variable para moverla a una distancia corta.
2. El arranque realizado por un elevador para subir a una persona.
3. El movimiento de una pelota de béisbol lanzada al bateador.
4. Empujar una caja con fuerza constante para moverla una cierta distancia.

Solución:

La expresión más simplificada para calcular el trabajo mecánico ejercido sobre un cuerpo se escribe como el producto de una fuerza constante por el desplazamiento que ha sufrido el cuerpo. Teniendo en cuenta que la fuerza apunta en la dirección del movimiento.

W=F\bullet \mathrm{\Delta }x

Llevando esto a las 4 situaciones planteadas en los incisos, la que establece el movimiento de una caja debido a una fuerza constante es la situación clásica empleada al momento de definir el trabajo mecánico. La respuesta correcta es el inciso D.

Reactivo 4

La Teoría cinética de los gases predice una temperatura para la cual todas las partículas del gas cesan su movimiento aleatorio. ¿Cuál es esa temperatura?

1. −100 °C
2. 0 °F
3. 0 K
4. 0 °C

Solución:

El movimiento de las partículas que conforman a los gases se debe, en gran medida, a la energía interna asociada a la sustancia.

Cuando la temperatura del gas desciende hacia el cero absoluto, punto en el que la energía interna del gas es, según la teoría cinética clásica, nula. Como consecuencia, las partículas carecen de movimiento.

En la escala de temperatura absoluta Kelvin, el punto cero corresponde con el inicio de la escala: 0°K. Teniendo en cuenta todo lo anterior, la respuesta correcta es el inciso C.

Reactivo 5

En la caja de resonancia de una guitarra se presenta principalmente el fenómeno ondulatorio de

1. reflexión.
2. refracción.
3. difracción.
4. polarización.

Solución:

Como sabemos, las guitarras acústicas poseen una caja de resonancia que tiene la finalidad de amplificar el sonido producido en las cuerdas al tocarlas, el cual, es bastante débil. Esta vibración se transmite hacia el puente y, de allí, hacia la tapa armónica.

Desde la tapa armónica, las vibraciones de las cuerdas logran mover mayor cantidad de aire gracias a la mayor área de la tapa armónica hacia el interior de la caja, estas llegan al fondo y se reflejan, es aquí donde se produce la resonancia.

Ya que tanto el material de la tapa posterior de la guitarra como el de la tapa armónica poseen densidades muy similares, se produce un refuerzo en la amplitud de la onda de salida.

Considerando este análisis, concluimos que el fenómeno ondulatorio es la reflexión. Respuesta correcta: A.

Reactivo 6

Un aislante eléctrico es un material que

1. no contiene ninguna corriente eléctrica.
2. hace difícil el flujo de corriente eléctrica.
3. no puede ser un elemento puro químicamente.
4. tiene más electrones que protones en su superficie.

Solución:

Un aislante eléctrico, es un material cuya conductividad eléctrica es tan pequeña, que no permite el flujo de una corriente eléctrica a través de él.

En ellos, los enlaces atómicos poseen altos potenciales de conducción que, sumado a la casi nula existencia de electrones libres, evitan la conducción de corrientes eléctricas significativas ante campos eléctricos de relativa intensidad.

Teniendo en cuenta lo anterior y examinando a los incisos, se concluye que la respuesta correcta es la opción B.

Reactivo 7

Si el flujo magnético en cierta región está cambiando con el tiempo, entonces

1. la energía debe ser disipada como calor.
2. un campo eléctrico debe existir en el límite del tiempo.
3. una corriente debe fluir en función de la variación del tiempo.
4. una fem debe existir en función de la variación del tiempo.

Solución:

Si en determinada región del espacio se manifiesta un campo magnético variable en el tiempo, de tal forma que éste atraviese el área de una espira de alambre, se producirá una tensión inducida o fuerza magnetomotriz en terminales de la espira.

Lo anterior describe a la ley de Faraday.

FEM=\frac{d\phi }{dt}

La respuesta correcta se encuentra en el inciso D.

Si el flujo magnético en cierta región está cambiando con el tiempo, entonces una fem debe existir en función de la variación del tiempo.

Reactivo 8

El Principio de Arquímedes se refiere a:

1. la ganancia en fuerza que hay entre dos émbolos de diferente área transversal cuando a uno de ellos se le aplica una fuerza
2. el aumento de velocidad de un fluido a través de un conducto que disminuye su área transversal
3. la fuerza de empuje que hacia arriba recibe todo objeto que es sumergido total o parcialmente en un fluido
4. la fuerza que es aplicada en un punto de un fluido y se distribuye uniformemente en todas direcciones

Solución:

Al sumergir un cuerpo total o parcialmente en un líquido, podemos notar que el líquido es desplazado y además empuja con una fuerza hacia arriba, lo cual ocasiona que el cuerpo experimente una pérdida aparente de peso, e incluso, puede llegar a flotar.

Arquímedes fue quien por primera vez notó que el volumen de líquido desplazado es igual al volumen sumergido del cuerpo.

{V}_{d}={V}_{s}

Además, también determinó que la fuerza de empuje que ejerce el líquido sobre el cuerpo sumergido es igual al peso del líquido desplazado. De esta forma, se obtiene finalmente que la fuerza de empuje es igual a:

E={\rho }_{l}g{V}_{s}

Teniendo en cuenta este último resultado y examinando los incisos, concluimos que la respuesta correcta se encuentra en el C.

Reactivo 9

El fenómeno que por primera vez puso de manifiesto el carácter dual onda – partícula de la luz fue:

1. El efecto foto eléctrico.
2. La producción de rayos equis.
3. El descubrimiento de los rayos catódicos.
4. La radioactividad natural.

Solución:

Diferentes teorías y experimentos fueron propuestos por Huygens, Newton y Fermat para describir la verdadera naturaleza de la luz. Por un lado, Huygens proponía que la luz era una onda, para explicar fenómenos como la reflexión y la refracción, justificación que tiene bases en las leyes de Maxwell.

En contraposición, Newton propone un modelo corpuscular para la luz, a través de experimentos con lentes y prismas. Esta teoría fue predominante hasta el descubrimiento de la difracción en el siglo XIX, reavivando el debate entre los físicos.

Young llegaría con nuevos experimentos, para demostrar con ellos y cálculos rigurosos, que la luz era una onda. A principios del siglo XX, Albert Einstein lograría explicar un fenómeno que le valdría su Premio Nobel: El efecto fotoeléctrico.

Con él, se demostró que la frecuencia de la radiación incidente sobre un material metálico es proporcional a la energía de emisión de los electrones.

En este caso, la dualidad se evidencia porque la radiación está compuesta por fotones (partículas de luz), quienes interactúan con los electrones de los átomos del material y es la frecuencia de la radiación (características de una onda) quien define la energía de emisión.

En base al análisis sistemático de las evidencias previas y consecuentes al efecto fotoeléctrico de la naturaleza de la luz, indicamos a este como el fenómeno que puso en manifiesto el carácter dual de la luz. Respuesta correcta: inciso A.

Reactivo 10

La luz solar, el viento, las mareas y el calor del subsuelo son ejemplos de

1. propiedades naturales del planeta.
2. alternativas a la producción de energía.
3. recursos no renovables.
4. recursos naturales.

Solución:

Todos los fenómenos descritos en el enunciado son fuentes potenciales para la generación de energía eléctrica, algunas en mayor auge como la luz solar y las masas de viento, mientras que otras aún poseen implementaciones poco rentables como la energía mareomotriz o geotérmica.

La respuesta correcta se encuentra en el inciso B.