Spagna 2012

Problema 1 :

La Estación Espacial Internacional se encuentra a 400 km sobre la superficie de la Tierra. Contesta razonadamente a las siguientes preguntas:

A. ¿Cuál es la aceleración de caída libre (gravedad) de un objeto en dicho lugar?
B. Si dicha estación describe una órbita circular en torno a la Tierra, ¿cuánto tiempo tarda en dar una vuelta sobre su órbita?

Datos: $G = 6, 67 \cdot 1 0^{- 11} N \cdot m^{2} / Kg^{2}$

$M_{T} = 6 \cdot 1 0^{24} Kg$ $R_{T} = 6370 Km$

Topic: Gravitation, Newtonian Mechanics Metodi: Newton’s Law of Gravitation, Kepler’s Laws, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Satellite, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 1 .

La Stazione Spaziale Internazionale si trova a 400 km dalla superficie di la Terra. Rispondi ragionevolmente alle seguenti domande:

A. Qual è l’accelerazione di caduta libera (gravità) di un oggetto in quel luogo?
B. Se tale stazione descrive un’orbita circolare attorno alla Terra, quanto Quanto tempo ci vuole per girare intorno alla sua orbita?

Dati: $G = 6, 67 \cdot 1 0^{- 11} N \cdot m^{2} / Kg^{2}$

$M_{T} = 6 \cdot 1 0^{24} Kg$ $R_{T} = 6370 Km$

Problem number one:

The International Space Station is located 400 km above the surface of the Earth. the Earth. Answer the following questions reasonably:

A. What is the free-fall acceleration (gravity) of an object at that location?
B. If that station describes a circular orbit around the Earth, how much How long does it take to go around its orbit?

The data: $G = 6, 67 \cdot 1 0^{- 11} N \cdot m^{2} / Kg^{2}$

$M_{T} = 6 \cdot 1 0^{24} Kg$ $R_{T} = 6370 Km$

Problema 2 :

El sistema de la figura. Inicialmente en reposo, es puesto en movimiento bajo la acción de la fuerza F, de módulo 1370 N. En el interior de la cabina de masa $m_{2} = 100 kg$ hay una maleta de masa $m_{3} = 10 kg$ . El coeficiente de rozamiento entre la masa $m_{1}$ y la superficie horizontal es $μ = 0, 2$ . La masa $m_{1} = 30 kg$ , las masa de la polea y de la cuerda son despreciables. Calcula:

A. La aceleración del sistema y la tensión de la cuerda.
B. La fuerza de contacto entre la masa $m_{3}$ y el suelo de la cabina.

DINÁMICA-GRAVEDAD EJERCICIO DE CUESTIONES

Cuestiones

Demuestra que la energía total de un satélite que describe una órbita circular es igual a la mitad de su energía potencial gravitatoria.
Deduce razonadamente la expresión de la velocidad de escape de un proyectil que se lanza hacia arriba desde la superficie de la Tierra.
Dos bloques en contacto, de masas $m_{1}$ y $m_{2}$ , pueden deslizarse sin rozamiento sobre una mesa horizontal. Se ejerce una fuerza constante (F) sobre el bloque de masa $m_{1}$ que induce un movimiento del conjunto, como se indica en la figura: c) Dibuja, mediante un diagrama, todas las fuerzas a las que se encuentra sometido cada uno de los bloques, indicando su valor en función de la masa, la gravedad y la aceleración del conjunto de los dos bloques. d) ¿Cuáles son las fuerzas de acción y reacción entre los bloques, correspondientes a la tercera ley de Newton? XXIII OLIMPIADA ESPAÑOLA DE FÍSICA Fase local. Córdoba, 22 de Febrero de 2012

Apellidos: Nombre:

Problema:

Una onda armónica transversal se desplaza en la dirección del eje X en sentido positivo y tiene una amplitud de 2 cm, una longitud de onda de 4 cm y una frecuencia de 8 Hz. Determine:

A. la velocidad de propagación de la onda
B. la fase inicial, sabiendo que para x = 0 y t = 0 la elongación es $y = - 2$ cm
C. la expresión matemática que representa la onda.
D. la distancia mínima de separación entre dos partículas del eje X que oscilan desfasadas $π /3$ rad.

Cuestiones:

En un movimiento armónico simple: a) ¿En qué instantes y posiciones se igualan las energías cinética y potencial para un móvil que describe un movimiento armónico simple? b) Cuando la elongación es igual a la mitad de la amplitud, ¿qué fracción de la energía total corresponde a la energía cinética y qué fracción a la potencial?
Escriba la expresión matemática de una onda armónica unidimensional como una función de x (distancia) y t (tiempo) y que contenga las magnitudes indicadas en cada uno de los siguientes apartados:

A. frecuencia angular w y velocidad de propagación v.
B. período T y longitud de onda $λ$ .
C. frecuencia angular w y número de onda k.
D. Explique por qué es una función doblemente periódica.

VIBRACIONES Y ONDAS XXIII OLIMPIADA ESPAÑOLA DE FÍSICA Fase local. Córdoba, 22 de Febrero de 2012

Apellidos: Nombre:

Problema:

Dos partículas con cargas positivas iguales de $4 \times 1 0^{- 6}$ C ocupan dos vértices consecutivos A y B de un cuadrado de 1 m de lado (véase el dibujo). Responde a las siguientes cuestiones:

A. Dibuja las fuerzas que actúan sobre cada carga y determina su valor.
B. Calcula el campo electrostático en el centro del cuadrado.
C. Razona cómo varía el campo electrostático entre los puntos A y B y representa gráficamente dicha variación en función de la distancia al punto A. i) Existe algún punto en el que el campo sea cero? En caso afirmativo, ¿cuál es su posición? ii) ¿Es también nulo el potencial electrostático en ese punto (o puntos) en que se anula el campo?

d) Calcula el trabajo necesario para trasladar una carga de $5 \times 1 0^{- 7}$ C desde el vértice C hasta el centro del cuadrado. ¿Depende este resultado de la trayectoria seguida por la carga?

Datos: $K_{e} = 9 \times 1 0^{9}$ $N \cdot m^{2} \cdot C^{- 2}$

Cuestiones :

Un electrón, un protón y un átomo de helio penetran en una zona del espacio en la que existe un campo magnético uniforme en dirección perpendicular a la velocidad de las partículas. Dibuja la trayectoria que seguiría cada una de las partículas e indica sobre cuál de ellas se ejerce una fuerza mayor.
Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La fuerza electromotriz inducida en una espira es proporcional al flujo magnético que la atraviesa. b) El flujo magnético a través de una espira colocada en una región en la que existe un campo magnético puede ser nulo. c) Un transformador eléctrico no puede utilizarse con corriente continua. A B C D x y

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Topic: Newtonian Mechanics, Oscillations & Waves, Electrostatics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations, Wave Equation, Coulomb’s Law, Electric Potential Method Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Pulley, String, Point Charge, Electron Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 2:

Il sistema della figura. Inizialmente a riposo, viene messo in movimento sotto la azione della forza F, modulo 1370 N. All’interno della cabina di massa $m_{2} = 100 kg$ hay una maleta de masa $m_{3} = 10 kg$ . Il coefficiente di rottura tra la la massa $m_{1}$ e la superficie orizzontale è $μ = 0, 2$ . Massa $m_{1} = 30 kg$ , massa di La polla e la corda sono disprezzo. Calcola:

A. Accelerazione del sistema e tensione della corda.
B. La forza di contatto tra la massa $m_{3}$ e il suolo della cabina.

DINAMICIA-GRAVITÀ L’esercizio delle domande

Questioni

Dimostra che l’energia totale di un satellite che descrive un’orbita circolare è pari alla metà della sua energia gravitazionale potenziale.
Ragionevolmente deduce l’espressione della velocità di scarico di un proiettile che si lancia verso l’alto dalla superficie terrestre.
Due blocchi in contatto, di massa $m_{1}$ e $m_{2}$ , possono essere scivolati senza ruggine su un tavolo orizzontale. Un’impulsione costante (F) è esercitata sul blocco di massa $m_{1}$ che induce un movimento dell’insieme, come indicato nella figura: c) Disegna, mediante un diagramma, tutte le forze a cui è sottoposto ciascuno dei blocchi, indicando il suo valore in base alla massa, alla gravità e l’accelerazione dell’insieme dei due blocchi. d) Quali sono le forze di azione e reazione tra i blocchi corrispondenti alla terza legge di Newton? XXIII Olimpiadi di Fisica in Spagna Fase locale. Córdoba, 22 febbraio 2012

Nome:

Problema:

Un’onda armonica trasversale si sposta in direzione dell’asse X in direzione positivo e ha una larghezza di 2 cm, una lunghezza d’onda di 4 cm e una frequenza de 8 Hz. Determina:

A. velocità di diffusione dell’onda
B. fase iniziale, sapendo che per x = 0 e t = 0 l’allungamento è $y = - 2$ cm
C. l’espressione matematica che rappresenta l’onda.
D. la distanza minima di separazione tra due particelle dell’asse X oscillanti Rati di ritardo $π /3$ .

Domande:

In un semplice movimento armonico: a) In quali istanti e posizioni le energie cinetiche e potenziali sono uguali? per un cellulare che descrive un semplice movimento armonico? b) Quando l’allungamento è pari a metà della larghezza, quale frazione della larghezza è L’energia totale corrisponde all’energia cinetica e quale frazione al potenziale?
Scrivi l’espressione matematica di un’onda armonica unidimensionale come una funzione di x (distanza) e t (tempo) e contenente le magnitudini indicate in ogni paragrafo seguente:

A. frequenza angolare w e velocità di diffusione v.
B. periodo T e lunghezza d’onda $λ$ .
C. frequenza angolare w e numero d’onda k.
D. Spiegate perché è una funzione doppiamente periodica.

Vibrazioni e onde XXIII Olimpiadi di Fisica in Spagna Fase locale. Córdoba, 22 febbraio 2012

Nome:

Problema:

Due particelle con uguali carichi positivi di $4 \times 1 0^{- 6}$ C occupano due vertici A e B consecutive di un quadrato di 1 m laterale (vedi disegno). Risponde alle le seguenti questioni:

A. Desegna le forze che agiscono su ogni carico e determina il suo valore.
B. Calcola il campo elettrostatico al centro del quadrato.
C. Raziona come varia il campo elettrostatico tra i punti A e B e rappresenta la variazione graficamente in funzione della distanza dal punto A. i) C’è un punto in cui il campo è zero? Se sì, quale è La sua posizione? (ii) È anche nullo il potenziale elettrostatico al punto (o punti) in cui si
annulla il campo?

d) Calcola il lavoro necessario per spostare un carico $5 \times 1 0^{- 7}$ C dal Vertice C fino al centro del quadrato. Questo risultato dipende dal percorso seguita dalla carica?

Data: $K_{e} = 9 \times 1 0^{9}$ $N \cdot m^{2} \cdot C^{- 2}$

Questioni:

Un elettrone, un protone e un atomo di elio penetrano una zona dello spazio nel che esiste un campo magnetico uniforme in direzione perpendicolare alla velocità di particelle. Desegna il percorso che seguirebbe ciascuna delle particelle e indica su quale di esse si esercita maggiore forza.
Ragiona se le seguenti affermazioni sono vere o false:

a) La forza elettromotrice indotta in uno spirale è proporzionale al flusso magnetico che la attraversa. b) Il flusso magnetico attraverso una spira collocata in una regione in cui se esiste un campo magnetico può essere nulla. c) Un trasformatore elettrico non può essere utilizzato a corrente continua. A B C D x y

L’elettricità e il magnetismo

Problem two:

The figure system. Initially at rest, it is set in motion under the The power output of the vehicle shall be the power output of the vehicle. Inside the mass cabin $m_{2} = 100 kg$ hay una maleta de masa $m_{3} = 10 kg$ . The coefficient of friction between the mass $m_{1}$ and horizontal surface area is $μ = 0, 2$ . The mass $m_{1} = 30 kg$ , the mass of The pulley and the rope are despicable. Calculate:

A. The system acceleration and the rope tension.
B. The force of contact between the mass $m_{3}$ and the cab floor.

The Commission shall adopt implementing acts in accordance with Article 21 of this Regulation. The Court of Justice has held that the Court of Justice has not

Questions

It shows that the total energy of a satellite describing a circular orbit is equal to half of its potential gravitational energy.
It reasonably deduces the expression of the escape velocity of a projectile that is It’s launching upwards from the Earth’s surface.
Two contact blocks, of $m_{1}$ and $m_{2}$ masses, can be sliding without friction on the A horizontal table. A constant force (F) is applied to the mass block $m_{1}$ inducing movement of the set, as shown in Figure: (c) Draw, by means of a diagram, all the forces to which it is subjected Each block, indicating its value based on mass, gravity and the acceleration of the set of the two blocks. (d) What are the action and reaction forces between the blocks, corresponding to the to Newton’s third law? XXIII Spanish Olympics in Physics Local phase. Cordoba, 22 February 2012

Family name:

The problem is:

A transverse harmonic wave moves in the direction of the X-axis in the direction of the positive and has a width of 2 cm, a wavelength of 4 cm and a frequency de 8 Hz. Determine:

A. the speed of propagation of the wave
B. the initial phase, knowing that for x = 0 and t = 0 the elongation is $y = - 2$ cm
C. the mathematical expression representing the wave.
D. the minimum distance of separation between two X-axis particles oscillating desfasadas $π /3$ rad.

Questions:

In a simple harmonious movement: (a) At what moments and positions are kinetic and potential energies equalized? For a mobile that describes a simple harmonic movement? (b) When the elongation is equal to half the width, what fraction of the The total energy corresponds to kinetic energy and what fraction to the potential?
Write the mathematical expression of a one-dimensional harmonic wave as a function of x (distance) and t (time) and containing the magnitudes indicated in each of the following paragraphs:

A. angular frequency w and propagation speed v.
B. period T and wavelength $λ$ .
C. angular frequency w and wave number k.
D. Explain why it is a doubly periodic function.

Vibrations and Waves XXIII Spanish Olympics in Physics Local phase. Cordoba, 22 February 2012

Family name:

The problem is:

Two particles with equal positive loads $4 \times 1 0^{- 6}$ C occupy two vertices consecutive A and B of a 1 m square side (see figure). It answers the questions the following questions:

A. Draw the forces acting on each load and determine its value.
B. Calculate the electrostatic field in the center of the square.
C. It explains how the electrostatic field varies between points A and B and represents The following shall be reported in the following table: (i) Is there a point where the field is zero? If so, what is his position? (ii) Is the electrostatic potential also zero at the point (s) at which the Cancel the field?

(d) Calculates the work required to move a load of $5 \times 1 0^{- 7}$ C from the Vertical C to the center of the square. Does this result depend on the trajectory followed by the load?

Datos: $K_{e} = 9 \times 1 0^{9}$ $N \cdot m^{2} \cdot C^{- 2}$

Questions:

An electron, proton and helium atom penetrate a region of space in the that there is a uniform magnetic field in a direction perpendicular to the velocity The particles. Draw the path each of the particles would follow and indicates which of them is the most forcefully applied.
Reason whether the following statements are true or false:

(a) The electromotive force induced in a spindle is proportional to the flow magnetic that runs through it. (b) The magnetic flux through a spindle placed in a region where the magnetic flux is If there is a magnetic field, it can be zero. (c) An electrical transformer cannot be used with direct current. A B C D x y

Electricity and magnetism

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