(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 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.

Una onda senoidal monocromática de frecuencia f y longitud de onda λ incide en una barrera vertical y plana. Parte de la onda es reflejada de vuelta al medio inicial y la otra parte es transmitida a la región que está detrás de la barrera. Considerando que la onda reflejada y la onda transmitida pueden sufrir inversión de fase dependiendo de las condiciones de contorno y del medio, analice las situaciones en las que cada una de estas ocurrencias puede manifestarse. Describa las condiciones que determinan si la onda reflejada sufrirá o no inversión de fase, y haga lo mismo para la onda transmitida. Además, discuta cómo la frecuencia y la longitud de onda de la onda incidente pueden afectar el fenómeno de reflexión, considerando la relación de dispersión del medio en el que las ondas se propagan.

Un bloque de masa 2 kg es lanzado horizontalmente sobre una superficie sin fricción y se desplaza con una velocidad de 4 m/s. El bloque colisiona con un segundo bloque de masa 1 kg, inicialmente en reposo, y ambos bloques se adhieren después de la colisión. Determine la velocidad de los bloques después de la colisión y la variación de la cantidad de movimiento total del sistema durante la colisión, aplicando el Teorema del Impulso. Considere que la colisión es inelástica, es decir, los dos cuerpos se fusionan después del choque y se mueven juntos con una única velocidad final.