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Consejos para resolver preguntas de física

marzo 23, 2020
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Deseo discutir algunas preguntas más de JEE (Advanced) 2018, Physics Paper-2. Seleccionemos otro problema de la Sección 2. Recuerde que solo el valor numérico correcto obtendrá 3 marcas completas; sin marcas de lo contrario.

Pregunta 11: Un cable de acero de diámetro 0.5 mm y módulo de Young 2 x 10 11 N / m 2 lleva una carga de masa M. La longitud del cable con la carga es 1.0 m. Una escala vernier con 10 divisiones se adjunta al final de este cable. Al lado del cable de acero hay un cable de referencia al que se une una escala principal, con un recuento mínimo de 1,0 mm. 10 divisiones de la escala vernier corresponden a 9 divisiones de la escala principal. Inicialmente, el cero de la escala vernier coincide con el cero de la escala principal. Si la carga en el alambre de acero se incrementa en 1.2 kg, la división de escala a vernier que coincide con una división de escala principal es ::___. Tome g = 10 m / s² y π = 3.2.

Para un cable de longitud, diámetro y módulo de Young dados, ¿cuál es su extensión bajo una carga dada? Suscribirse a www.PhysicsAcademyOnline.com y siga esta conferencia: Nombre del capítulo: Elasticidad y mecánica de fluidos; Categoría – Básica; Nombre del tema – Elasticidad; Nombre del video: Ley de Hooke y Módulo de Young.

Obtiene su resultado en la unidad de longitud. Pero la pregunta es algo diferente: qué división a escala vernier coincide con una división a escala principal. Para eso, debe conocer el principio de funcionamiento de una escala vernier, que es la siguiente:

Mínimo recuento de un vernier = 1 división de escala principal – 1 división de escala vernier

Extensión del cable = recuento mínimo de vernier x división de escala vernier coincidente

Pasamos a la Sección 3 del Documento 2. Esta sección contiene cuatro MCQ. Cada pregunta tiene dos listas coincidentes: Lista-I y Lista-II. Se ofrecen cuatro opciones que representan la coincidencia de elementos de la Lista I y la Lista II. Solo una de estas cuatro opciones corresponde a una coincidencia correcta. Obtiene 3 puntos completos al elegir la opción correcta, cero puntos al no elegir opciones y – 1 punto en todos los demás casos.

Pregunta 16 :  Un planeta de masa M tiene dos satélites naturales de masas m 1 y m 2 . Los radios de sus órbitas circulares son R 1 y R 2 respectivamente. Ignora la fuerza gravitacional entre los satélites. Defina v 1 , L 1 , K 1 y T 1 para que sean, respectivamente, la velocidad orbital, el momento angular, la energía cinética y el período de tiempo de revolución del satélite 1. De manera similar, v 2 , L 2 , K 2 y T 2 denotan cantidades correspondientes de satélite 2. Dado m 1 / m 2 = 2 y R/ R2  = 1/4, haga coincidir las proporciones en la Lista-I con los números en la Lista-II.

 

Lista I Lista II
pag. 1 / v 2 1) 1/8
Q. 1 / L 2 2) 1
R. 1 / K 2 3) 2
S. 1 / T 2 4) 8

(A) P  4; Q  2; R  1; S  3 (B) P  3; Q  2; R  4; S  1 (C) P  2; Q  3; R  1; S  4 (D) P  2; Q  3; R  4; S  1

Aunque el MCQ se presenta en un formato novedoso, su tarea es bastante clara. Para los dos satélites, se conocen las proporciones de sus masas y radios orbitales. Calcula las proporciones de la Lista I, compara con los números de la Lista II y elige la opción correcta.

¿Cuál es la velocidad orbital de un satélite que gira alrededor de un planeta? Mire la conferencia: Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Gravitación; Nombre del video – Satélites naturales y artificiales de planetas.

La relación v 1 / v 2  sale en un santiamén. ¿Cuál es el momento angular de un satélite (partícula) en movimiento circular sobre el centro? Si necesita repasar, está aquí: Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Mecánica rotacional; Nombre del video – Momento angular de una partícula y su relación con el par .

La relación L 1 / L 2  sigue. ¿Cuál es la energía cinética de un satélite? La fórmula simple para KE es suficiente. Para una expresión alternativa, puede ver: Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Gravitación; Nombre del video – Energía mecánica del sistema satélite-tierra.

Se encuentra la relación K 1 / K 2  . ¿Cuál es el período de tiempo de un satélite? Una vez más, la fórmula simple de Circular Motion servirá. Sin embargo, siempre puede ver algunos problemas típicos de:  Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Gravitación; Nombre del video: problemas en el movimiento orbital de los satélites .

La relación T 1 / T 2 está fuera. Ahora, esa era la forma larga de resolver la pregunta. Por lo general, para un MCQ de este tipo, hay un atajo que ahorra un tiempo precioso. Volviendo al primer paso del cálculo, en el momento en que encuentra v 1 / v 2 , sabe con qué número coincide. Y afortunadamente, de las cuatro opciones (A) – (D) dadas, ¡ solo una muestra esa coincidencia! Elija esa opción con confianza y no se moleste en calcular las otras proporciones. ¿No es eso realmente dulce?

Pregunta 18 :   En la Lista I a continuación, se dan cuatro rutas diferentes de una partícula como funciones del tiempo. En estas funciones, α y β son constantes positivas desiguales de dimensiones apropiadas. En cada caso, la fuerza que actúa sobre la partícula es cero o conservadora. En la Lista II, se mencionan cinco cantidades físicas de la partícula: p es el momento lineal, L es el momento angular sobre el origen, K es la energía cinética, U es la energía potencial y E es la energía total. Haga coincidir cada ruta en la Lista I con aquellas cantidades en la Lista II que se conservan para esa ruta.   

Lista I Lista II
pag. r (t) = α t i + β t j 1) pag
Q. r (t) = α cos ω t i + β sin ω t j 2) L
R. r (t) = α (cos ω t i + sen ω t j ) 3) K
S. r (t) = α t i + ( β t 2 /2) j 4) U
5) mi

(A) P  1, 2, 3, 4, 5; Q  2, 5; R  2, 3, 4, 5; S  5 (B) P  1, 2, 3, 4, 5; Q  3, 5; R  2, 3, 4, 5; S  2, 5 (C) P  2, 3, 4; Q  5; R  1, 2, 4; S  2, 5 (D) P  1, 2, 3, 5; Q  2, 5; R  2, 3, 4, 5; S  2, 5

A primera vista, este MCQ parece desafiante, ya que cada movimiento en la Lista I puede corresponder a uno o más números en la Lista II. Además, ningún número es exclusivo de ningún movimiento en particular. Pero entonces, la «técnica de acceso directo» discutida en la pregunta anterior será útil para facilitar la tarea. No es necesario examinar los cuatro movimientos. Investigue dos de ellos, verifique si las cantidades dadas permanecen conservadas y, con suerte, saldrá la opción correcta.

Sugerimos los movimientos P y S, porque en cada caso el radio vector, r , parece una función simple del tiempo. ¿Cómo encuentra el vector de velocidad correspondiente, v , y el vector de aceleración, a , de la partícula? Para un problema típico sobre la diferenciación de vectores, vea:  Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Avanzado; Nombre del tema – Vectores; Nombre del video – Problemas de nivel avanzado en vectores II .

Una vez que encuentre v , puede saber si el vector de momento lineal, p , la energía cinética, K y el vector de momento angular, L , se conservan o no. Para lo básico sobre el impulso lineal, mire:  Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Leyes de movimiento de Newton; Nombre del video – Segunda ley del movimiento de Newton . Para lo básico sobre el momento angular, mire: Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Mecánica rotacional; Nombre del video: momento angular de una partícula y su relación con el par.

La última conferencia sugiere una forma alternativa de verificar si L está conservado. Encuentre a , luego el vector de fuerza, F , y luego el vector de torque, τ , sobre el origen. ¡Estás cerca!

Si una partícula se mueve bajo una fuerza conservadora, ¿qué puede decir acerca de su energía total (mecánica)? Repase esta conferencia: Nombre del capítulo – Mecánica; Categoría – Básica; Nombre del tema – Trabajo y energía; Nombre del video: Principio de conservación de la energía mecánica y algunas aplicaciones.

Ahora puede saber fácilmente si la energía total, E, y la energía potencial, U, permanecen conservadas para los movimientos P y S.

 

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