(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 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.

Un astronauta de 80 kg está flotando en el espacio, inicialmente en reposo. Se encuentra a una distancia de 50 m de la nave espacial. Para regresar a la nave, el astronauta activa su propulsor de emergencia, que expulsa gases a una velocidad de 100 m/s en relación con la nave. Considerando que el astronauta puede modelarse como un punto material y despreciando cualquier efecto de fricción con el espacio, calcule la cantidad de movimiento adquirida por el astronauta y por la nave al final del impulso del propulsor. Considere que la masa total del sistema (astronauta + nave) es constante durante el movimiento.