(Originais Teachy 2023) - Pregunta Media de Física

Un ciclista pedalea su bicicleta a lo largo de una línea recta, hacia adelante, con velocidad constante, contra el viento, sobre una pista plana horizontal.

Un observador se encuentra en reposo en relación con el suelo de una estación de tren mientras un tren se acerca. El tren emite un sonido de frecuencia 500 Hz, y el sonido se propaga en el aire a una velocidad de 340 m/s. La velocidad del tren es de 30 m/s. Dado que la velocidad del sonido en el aire es constante e igual a 340 m/s, y considerando que la frecuencia del sonido aparente percibida por el observador es afectada por el efecto Doppler, calcula la frecuencia aparente del sonido percibida por el observador mientras el tren se acerca. Considera c = 340 m/s (velocidad del sonido en el aire) y f = 500 Hz (frecuencia emitida por la fuente).

Un estudiante pretende realizar un experimento con un bloque de madera rectangular de masa 120g y volumen de 300 cm³, que será sumergido en un recipiente con agua, en el cual está sujeto a una cuerda que pasa por una polea fija, también conectada a un contrapeso de masa desconocida. El sistema está en equilibrio. Tome nota de los siguientes datos: la densidad del bloque de madera es de 0,4 g/cm³, la densidad del agua es de 1 g/cm³ y la aceleración de la gravedad local es de 9,8 m/s². Con base en estos datos y la información proporcionada: (a) Calcule el empuje ejercido por el agua sobre el bloque de madera y (b) determine la masa del contrapeso necesario para mantener el sistema en equilibrio. (c) Si la densidad del agua se modificara a 0,8 g/cm³, ¿el contrapeso debería ser más ligero, más pesado o permanecer igual para mantener el equilibrio? Justifique su respuesta.

Un bloque de masa 0,5 kg está unido a un resorte ideal de constante elástica k = 200 N/m y comprimido a una distancia de 0,1 m con respecto a su posición de equilibrio. Considerando que la superficie es perfectamente lisa y que el bloque inicialmente está en reposo, determina el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando se libera el resorte y el bloque se aleja de la posición de equilibrio hasta que el resorte regrese a su longitud natural. Considera g = 10 m/s² y desprecia cualquier efecto disipativo.