Física EXANI-II 2026: Simulador del Módulo

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Explicación paso a paso:

1. F/L = μ₀I₁I₂/(2πd) = (2 × 10⁻⁷)(10)(10)/0.05 = 4 × 10⁻⁴ N/m.
2. En 2 m: F = (4 × 10⁻⁴ N/m)(2 m) = 8 × 10⁻⁴ N.
3. Corrientes en el mismo sentido se atraen; en sentidos opuestos se repelen.

Error frecuente: pensar, por analogía con las cargas eléctricas, que corrientes 'iguales' se repelen.

Respuesta correcta: 8 × 10⁻⁴ N, de atracción

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Sistemas de fuerzas entre corrientes

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Explicación paso a paso:

1. Conversión: 72 km/h × (1 000 m / 3 600 s) = 20 m/s.
2. F_c = mv²/r = (1 200 kg)(20 m/s)² / 50 m.
3. F_c = (1 200)(400)/50 = 9 600 N.

Error frecuente: sustituir la rapidez en km/h sin convertirla (1 200 × 72² / 50 = 124 416 N).

Respuesta correcta: 9 600 N

Tema de la guía: Física › Mecánica › Cálculo de fuerza centrípeta

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Explicación paso a paso:

1. Tomando positivo hacia la pared: v_i = +15 m/s, v_f = −10 m/s.
2. Δp = m(v_f − v_i) = 0.4(−10 − 15) = −10 N·s.
3. F = Δp/Δt = 10 N·s / 0.05 s = 200 N (dirigida hacia fuera de la pared).

Error frecuente: restar las rapideces sin considerar el cambio de sentido (0.4 × 5 / 0.05 = 40 N).

Respuesta correcta: 200 N

Tema de la guía: Física › Mecánica › Tipos de choque y variables relacionadas

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Explicación paso a paso:

1. En el ojo miope, el sistema óptico es demasiado convergente (o el globo ocular demasiado largo): la imagen queda delante de la retina.
2. Una lente divergente (cóncava, de distancia focal negativa) abre los rayos antes de entrar al ojo.
3. Así el punto de convergencia se desplaza hacia atrás, sobre la retina. La lente convergente corrige la hipermetropía; la cilíndrica, el astigmatismo.

Error frecuente: confundir miopía con hipermetropía y elegir la lente convergente.

Respuesta correcta: Divergente, porque separa los rayos y desplaza la imagen hacia la retina.

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Tipos de lente

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Explicación paso a paso:

1. En el sonido, las partículas de aire vibran en la misma dirección de propagación (compresiones y rarefacciones): onda mecánica longitudinal.
2. La luz consiste en campos eléctrico y magnético que oscilan perpendiculares a la dirección de avance y puede viajar en el vacío.
3. Por tanto, la luz es una onda electromagnética transversal.

Error frecuente: pensar que el sonido es transversal por la forma senoidal con que suele dibujarse en las gráficas.

Respuesta correcta: Sonido: mecánica longitudinal; luz: electromagnética transversal.

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Clasificación, componentes y representación gráfica de ondas

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Explicación paso a paso:

1. El magnetismo de un imán se debe al alineamiento de muchos dominios magnéticos, cada uno con su propio norte y sur.
2. Al cortarlo, cada fragmento conserva dominios alineados, así que en cada extremo nuevo aparece el polo opuesto.
3. No existen monopolos magnéticos aislados: se obtienen dos imanes completos.

Error frecuente: creer que los polos son 'cargas' separables como las eléctricas y que un trozo queda solo con polo norte.

Respuesta correcta: Dos imanes más pequeños, cada uno con polo norte y polo sur.

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Sistemas de objetos que interactúan a través de sus campos magnéticos

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Explicación paso a paso:

1. T = 2π√(m/k) = 2π√(0.5/200).
2. √(0.0025) = 0.05 s.
3. T = 2π(0.05) ≈ 0.31 s.

Error frecuente: invertir la fracción dentro de la raíz (2π√(k/m) ≈ 125.7 s).

Respuesta correcta: 0.31 s

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Tipos y variables que intervienen en el movimiento armónico simple

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Explicación paso a paso:

1. La fricción estática máxima proporciona la fuerza centrípeta: μmg = mv²/r.
2. La masa se cancela: v² = μgr = (0.5)(9.8 m/s²)(40 m) = 196 m²/s².
3. v = √196 = 14.0 m/s (≈ 50.4 km/h).

Error frecuente: olvidar sacar la raíz cuadrada y reportar v² = 196 como si fuera la rapidez.

Respuesta correcta: 14.0 m/s

Tema de la guía: Física › Mecánica › Cálculo de fuerza centrípeta

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Explicación paso a paso:

1. Distancia total recorrida por el pulso: d = vt = (1 500 m/s)(0.8 s) = 1 200 m.
2. Ese recorrido incluye la ida y el regreso.
3. Profundidad = 1 200 m ÷ 2 = 600 m.

Error frecuente: no dividir entre dos y reportar el recorrido completo de ida y vuelta (1 200 m).

Respuesta correcta: 600 m

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Aplicación tecnológica de fenómenos ondulatorios

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Explicación paso a paso:

1. 1/d_i = 1/f − 1/d_o = 1/10 − 1/30 = 2/30 → d_i = +15 cm.
2. d_i positiva: imagen real, del lado opuesto al objeto.
3. m = −15/30 = −0.5: imagen invertida y de la mitad del tamaño.

Error frecuente: sumar los inversos (1/10 + 1/30 → 7.5 cm) en lugar de restarlos al despejar d_i.

Respuesta correcta: A 15 cm del otro lado; real, invertida y de la mitad del tamaño.

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Tipos de lente

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Explicación paso a paso:

1. Velocidad común: v = (1 500)(20)/(1 500 + 2 500) = 30 000/4 000 = 7.5 m/s.
2. Energía inicial: ½(1 500)(20)² = 300 000 J. Energía final: ½(4 000)(7.5)² = 112 500 J.
3. Energía perdida: 300 000 − 112 500 = 187 500 J (62.5 % se transforma en calor, sonido y deformación).

Error frecuente: reportar la energía cinética final (112 500 J) en lugar de la diferencia entre inicial y final.

Respuesta correcta: 187 500 J

Tema de la guía: Física › Mecánica › Tipos de choque y variables relacionadas

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Explicación paso a paso:

1. Datos en SI: λ = 600 × 10⁻⁹ m, d = 0.2 × 10⁻³ m, L = 2 m.
2. Δy = λL/d = (6 × 10⁻⁷)(2)/(2 × 10⁻⁴) = 6 × 10⁻³ m.
3. Δy = 6 mm; este patrón de interferencia demuestra la naturaleza ondulatoria de la luz.

Error frecuente: equivocarse en la conversión de nanómetros o milímetros a metros y desplazar el resultado una potencia de 10.

Respuesta correcta: 6 mm

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Características y parámetros que intervienen en los fenómenos ópticos

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Explicación paso a paso:

1. En el ángulo crítico, n₁ sen θ_c = n₂ sen 90°.
2. sen θ_c = 1.00/1.33 ≈ 0.7519.
3. θ_c = sen⁻¹(0.7519) ≈ 48.8°; para ángulos mayores la luz se refleja totalmente (principio de la fibra óptica).

Error frecuente: usar el coseno inverso en lugar del seno inverso (cos⁻¹(0.7519) ≈ 41.2°).

Respuesta correcta: 48.8°

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Características y parámetros que intervienen en los fenómenos ópticos

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Explicación paso a paso:

1. Frecuencia angular: ω = √(k/m) = √(50/2) = 5 rad/s.
2. v_máx = Aω = (0.2 m)(5 rad/s) = 1.0 m/s.
3. Se alcanza en la posición de equilibrio (x = 0), donde la energía potencial elástica es cero; en los extremos v = 0 y la aceleración es máxima (Aω² = 5 m/s²).

Error frecuente: confundir la posición de rapidez máxima con la de aceleración máxima (los extremos).

Respuesta correcta: 1.0 m/s, al pasar por la posición de equilibrio

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Tipos y variables que intervienen en el movimiento armónico simple

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Explicación paso a paso:

1. F = qvB sen θ.
2. F = (1.6 × 10⁻¹⁹ C)(2 × 10⁵ m/s)(0.5 T)(sen 30°) = (1.6 × 10⁻¹⁴)(0.5).
3. F = 8.0 × 10⁻¹⁵ N.

Error frecuente: usar cos 30° en lugar de sen 30° (≈ 1.4 × 10⁻¹⁴ N) u omitir el ángulo (1.6 × 10⁻¹⁴ N).

Respuesta correcta: 8.0 × 10⁻¹⁵ N

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Generación de fuerza magnética

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Explicación paso a paso:

1. Aceleración angular: α = τ/I = 6/2 = 3 rad/s².
2. Rapidez angular final: ω = αt = 3(4) = 12 rad/s; desplazamiento angular θ = ½αt² = 24 rad.
3. W = τθ = (6 N·m)(24 rad) = 144 J, que coincide con ΔK = ½(2)(12)² = 144 J.

Error frecuente: multiplicar el torque por el tiempo (6 × 4 = 24) como si fuera trabajo; τ·t es impulso angular, no trabajo.

Respuesta correcta: 144 J

Tema de la guía: Física › Mecánica › Variables relacionadas con el trabajo rotacional y la energía cinética rotacional

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Explicación paso a paso:

1. Equilibrio vertical: 2T sen 30° = 120 N.
2. Como sen 30° = 0.5: 2T(0.5) = T = 120 N.
3. Cada cable soporta T = 120 N; las componentes horizontales (T cos 30°) se cancelan entre sí.

Error frecuente: usar el coseno en lugar del seno porque el ángulo se mide desde la horizontal (120 / (2 cos 30°) ≈ 69.3 N), o repartir el peso a la mitad (60 N).

Respuesta correcta: 120 N

Tema de la guía: Física › Mecánica › Sistemas de fuerzas coplanares concurrentes y distribuidos

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Explicación paso a paso:

1. Conservación: I₁ω₁ = I₂ω₂.
2. ω₂ = I₁ω₁/I₂ = (4.0)(3)/1.6.
3. ω₂ = 12/1.6 = 7.5 rad/s: al disminuir I, la rapidez angular aumenta.

Error frecuente: invertir la proporción (ω₂ = I₂ω₁/I₁ = 1.2 rad/s), pensando que al cerrar los brazos gira más lento.

Respuesta correcta: 7.5 rad/s

Tema de la guía: Física › Mecánica › Conservación del momento angular

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Explicación paso a paso:

1. B = μ₀I/(2πr), con r = 0.04 m.
2. B = (4π × 10⁻⁷)(20)/(2π × 0.04) = (2 × 10⁻⁷)(20)/0.04.
3. B = 1.0 × 10⁻⁴ T; las líneas de campo son círculos concéntricos al cable.

Error frecuente: olvidar el factor 2π del denominador (μ₀I/r ≈ 6.3 × 10⁻⁴ T).

Respuesta correcta: 1.0 × 10⁻⁴ T

Tema de la guía: Física › Óptica, ondas y electromagnetismo › Sistemas conductores que generan campos magnéticos

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Explicación paso a paso:

1. Frecuencia: 120 rev/min ÷ 60 s/min = 2 rev/s = 2 Hz.
2. Velocidad angular: ω = 2πf = 2π(2) = 4π ≈ 12.57 rad/s.
3. v = ωr = (12.57 rad/s)(0.35 m) ≈ 4.40 m/s.

Error frecuente: multiplicar directamente las rpm por el radio (120 × 0.35 = 42 m/s) sin convertir a rad/s.

Respuesta correcta: 4.40 m/s

Tema de la guía: Física › Mecánica › Elementos que intervienen en el movimiento circular uniforme