Xix olimpiadas colombianas de física 2003

1. XIX Olimpiada Colombiana de Física
XIX OLIMPIADA COLOMBIANA DE FISICA
Prueba Clasificatoria
6 de mayo del 2003
INSTRUCCIONES GENERALES
1. NO ABRA ESTE FOLLETO HASTA QUE SE LE INDIQUE. Por
favor lea estas instrucciones cuidadosamente.
2. Esta es una prueba de conocimientos generales de física a nivel
de secundaria. Sus resultados no se utilizarán para clasificar cole-
gios. El fin principal es motivar el estudio de la física y descubrir
estudiantes especialmente dotados para esta materia.
3. Se dispone de DOS HORAS para resolver la prueba.
4. La prueba consta de 20 preguntas de selección múltiple: A, B,
C, D, E. Sólo una respuesta es correcta en cada caso. Marque la
opción que Ud. crea correcta en la hoja de respuestas adjunta.
5. Hay una penalidad por respuestas incorrectas. En promedio el
adivinar es perjudicial. Su puntaje se obtiene de la expresión 20 +
4C - I, donde C es el número de las respuestas correctas e I el
número de las respuestas incorrectas.
6. Es válido en la prueba el uso de: calculadoras, reglas de cálculo,
tablas trigonométricas y de logaritmos, instrumentos de escritura
y hojas en blanco. No están permitidos apuntes de clase, libros o
consultas con el profesor u otros estudiantes.
7. En la última página de ese folleto hallará las instrucciones de
como llenar la hoja de respuestas. Al llenar su hoja de respues-
tas siga todas las instrucciones allí mencionadas.
8. Para llenar la hoja de respuestas utilice ÚNICAMENTE lápiz
negro, preferiblemente blando (No
2) pues al borrar, este último
no deja huella. Si cambia de opinión borre TOTALMENTE la
marca anterior. Si Ud. llena incorrectamente la hoja de respues-
tas su nombre o resultado puede no aparecer en los listados.
RETIÑA fuertemente sus marcas en la hoja de respuestas.
9. Al final de la prueba se nos debe retornar únicamente la hoja
de respuestas.
10. Esperamos que pase un rato agradable resolviendo esta
prueba y que ésta le sirva de incentivo para avanzar aún más en
sus estudios.
¡BUENA SUERTE!
Valor de la aceleración gravitacional = 10 m/s2
Densidad del agua = 1000 kg/m3

2. Prueba Clasificatoria 2003
Problemas Propuestos
1) Tomando el lado de una cuadrícula
como unidad la suma de los vectores de
la figura tiene un valor igual a:
(A) 0 (B) 2 (C) 10
(D) 10 (E) 20
2) De las siguientes cantidades físicas
1- MASA 3- ENERGÍA CINÉTICA
2- FRECUENCIA ANGULAR 4- TEMPERATURA
aquellas en cuya definición no interviene el TIEMPO, son
(A) 1 y 2 (B) 2 y 3 (C) 3 y 4 (D) 1 y 4 (E) 2 y 4
3) La fuerza que impulsa un cohete se debe al empuje generado
por los gases que arroja a alta velocidad respecto a él. El cohete
Neptuno X5 arroja una masa de gas M durante un breve tiempo
Dt a una velocidad V con respecto a él. De las siguientes expre-
siones la que corresponde a la fuerza que en esas condiciones
experimenta el cohete es:
(A)
M
tV∆
(B) tMV ∆2 (C)
MV
t∆
(D) tMV∆ (E)
t
MV
∆
4) Un auto que parte del reposo se mueve en línea recta con
aceleración constante de valor a. Si durante el primer segundo
recorre una distancia igual a Xo
, la distancia total X1
que recorre
durante los dos primeros segundos será igual a:
(A) Xo
(B) 2Xo
(C) 3Xo
(D) 4Xo
(E) 5 Xo
5) Cuatro esferas homogéneas cuyas masas están indicadas en
la figura, están colocadas a lo largo de una línea recta y separa-
das entre sí por distancias de 1 metro. El centro de masa de las
cuatro esferas está localizado
(A) en el centro de la esfera 1.
(B) en el centro de la esfera 2.
(C) entre la esfera 2 y la esfera 3.
(D) en el centro de la esfera 3.
(E) entre la esfera 3 y la esfera 4.
X o
X
1
m 2m 3m 4m
2 3 4
1 m 1 m 1 m

3. XIX Olimpiada Colombiana de Física
6) Dos ciclistas que parten simultáneamente
del mismo sitio se mueven con rapideces
constantes de 4 m/s y 6 m/s respectivamente.
Al cabo de 5 minutos la ventaja que el uno le lleva al otro es de
(A) 600 m (B) 180 m (C) 120 m (D) 60 m (E) 24 m
7) Un balde lleno de agua está sostenido por dos
resortes verticales paralelos que aplican fuerzas de
10 N y 20 N respectivamente, como muestra la
primera figura. A continuación los resortes se
colocan en serie para sostener el mismo balde como
muestra la segunda figura. La masa de los resortes
es despreciable. Los resortes no están oscilando.
De las siguientes afirmaciones acerca de esta última
situación:
1) La fuerza que aplica el resorte 2 es de 20 N.
2) La fuerza F indicada en la segunda figura vale 30 N.
3) El resorte 1 aplica una fuerza de 30 N.
Son correctas:
(A) La 1 y la 2
(B) La 2 y la 3
(C) La 1, la 2 y la 3
(D) Sólo la 2
(E) Sólo la 1
8) Desde una azotea se lanza verticalmente
hacia arriba una esfera con una rapidez inicial
de 10 m/s la cual posteriormente llega al piso
con una rapidez igual a 40 m/s. A continuación
la esfera se lanza horizontalmente con una
rapidez de 10 m/s. En este segundo caso llegará
al piso con una rapidez igual a:
(A) 10 m/s (B) 20 m/s (C) 30 m/s
(D) 40 m/s (E) 50 m/s
9) Un monomotor que vuela horizontalmente con
una rapidez de 100 m/s a 500 metros de altura
suelta una esfera de plomo de 20 kg de masa. El
tiempo que tarda la esfera en tocar el piso (des-
preciando la fricción) es igual a
(A) 10 s (B) 15 s (C) 20 s
(D) 25 s (E) 30 s
10 N 20 N
1 2
1
2
F
10 m/s
10 m/s

4. Prueba Clasificatoria 2003
10) Un estudiante desciende sobre una patineta por una ladera
inclinada 30º con la horizontal. Si la fricción es despreciable la
aceleración con que desciende vale:
(A) 0 (B) 1 m/s2
(C) 5 m/s2
(D) 7,5 m/s2
(E) 10 m/s2
11) Una escalera de longitud 10 m y peso 100 N
descansa en reposo contra una pared sin fricción
formando un ángulo de 55 º con el piso rugoso
como muestra la figura. El diagrama que muestra
adecuadamente las fuerzas que actúan sobre la
escalera, con sus correspondiente valores es:
(sen 55º = 0,81 cos 55º = 0,57 tg 55º = 1,42 ctg 55º = 0,70)
12) Un cubo de madera de
densidad 0,5 g/cm3
y peso
10 N flota en agua (densidad
1 g/ cm3
) como muestra la
figura 1. La fuerza F que es
necesario aplicarle para
mantenerlo sumergido a ras
de agua, figura 2, es igual a
(A) 1 N (B) 5 N
(C) 10 N (D) 15 N
(E) 20 N
55º
1000 N
700 N
300 N
1000 N
110 N
30 N
70 N
70 N
(D) (E)
F
Fig. 1 Fig. 2
100 N
57 N
81 N
70 N
100 N
35 N
35 N
100 N
100 N
81 N
57 N
142 N
(A) (B) (C)

5. XIX Olimpiada Colombiana de Física
13) La gráfica “posición (x) vs. tiempo
(t)” de un cuerpo que se mueve en línea
recta es la mostrada en la figura adjunta.
La gráfica “aceleración (a) vs. tiempo (t)”
correspondiente a este movimiento es
14) Un chico se lanza por el tobogán de
radio r = 5 m y altura H = 20 m. Si no
hay rozamiento el chico llega al punto A
con rapidez igual a:
(A) 0 (B) 5 m/s
(C) 10 m/s (D) 20 m/s
(E) 100 m/s
15) Un paracaidista desciende con rapidez
constante suspendido de 6 cuerdas del
paracaídas. La masa del paracaidista es M
= 90 kg y el radio del paracaídas R = 3 m,
la tensión de cada cuerda es
(A) 0 (B) 2 (C) 35
(D) 310 (E) 3100
x
t
a
t
a
t
(A) (B)
a
t
a
t
a
t
(C) (D) (E)
H
r
A
R
2R
m

6. Prueba Clasificatoria 2003
16) Un carrito de cuerda que parte del
reposo en t = 0 se mueve con una acelera-
ción constante de 0,02 m/s2
durante los 10
primeros segundos que le dura la cuerda. Si
a partir de ese momento se desprecia el rozamiento, la distancia
que recorre desde t = 0 hasta t = 20 s es igual a:
(A) 1 m (B) 3 m (C) 5 m (D) 7 m (E) 10 m
17) Si continuamente sopla un viento a razón de 50 m/s y un
barco avanza respecto al agua a 10 m/s, ¿con qué rapidez
horizontal en metros por segundo respecto al aire debe avanzar
el helicóptero para posarse suavemente sobre el barco?
(A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40 (E) 50
18) ¿Cuánto le pesa en newtons la maleta a
Juanito mientras el ascensor sube con una
aceleración de 5 m/s2
si antes de subir al
ascensor registró que la masa de la maleta
es de 5 kg?
(A) 0 (B) 5 (C) 10
(D) 45 (E) 75
19) Si en el recipiente A de la situación
mostrada en la figura se encuentra una masa
m de agua, para mantener el conjunto en
equilibrio, en el recipiente B debe haber otra
masa de agua igual a:
(A)
3
m
(B)
2
m
(C) m (D) 2m (E) 3m
5 kg
5 m/s2
?
A B
10 m/s
50 m/s

7. XIX Olimpiada Colombiana de Física
20) Un auto se mueve a lo largo de una línea recta. La gráfica
de su rapidez al cuadrado
2
v en función de su distancia recorrida
x, se muestra en la figura:
La aceleración del auto es igual a:
(A) 0,2 m/s2
(B) 0,4 m/s2
(C) 0,6 m/s2
(D) 0,8 m/s2
(E) 1,0 m/s2
x
v2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4
8
12
16
20
0