tUNIVERSIDAD DE €L SALVADOR

FACUTTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTE

DEPARTAMENTO DÉ FISICA

ctcLo v2o72

FrscA ll {lN6)

CATEDRATICOS: LlC. JAIME SERMEñO

LIC. SENANCIO HENRIQUEZ

TERCER EXAMEN PARCIAL

,: :jt' I

r 2 3 4 5 6 7 8 9 10

B

cD

ruorv¡ne' 0"*r\\- th"-, \ . E.,^p Co,t, NorA:_ rgoRrco: o ¿ -

1. Una concentrac¡ón de monóxido de carbono en el aire del O.4% en volumen produce lamuerte €n un br€ve espac¡o, SuponSa que él motor desajustado de un automóv¡lv¡e¡oproduce 0.6omolesde monóxido de carbono porm¡nuto, como uno de lor componentesde losgases de combustión. cohs¡dere que un gam¡e a 2/C tiene un volumen de aire de50m¡. Halle eltiempo que debe transcurrirpara gue elgaraje cerrado alcance unaconcentración mortal de monóx¡do de caabono.a) 13.5 minb) 10.0 minc) 150 mind) 75 ril¡n

2. Uñá burbuja de aire de 4mm de rad¡o se encuentra en el fondo de un lago cuyaprofundidad es de 30.0 m. adm¡ta que la temperatur¿ def agua e¡ todo punto del lago es1O.O0C yhalle el radio de la burbuiaiusto cuando esta álcanza la superficie.á) 4.5 mm

b) 6.3 mmc) 5.O mmd) 6.0 mm

3. Un mol de un gas monoatómico ideal inicialmente con un volumen de 1OI y unatempehtura de 300 K se cal¡enta a volumen constante hasta que alcanza una temperaturade 600 K, se le perm¡te expandirse ¡sotérmicaménte a sr¡ presión in¡c¡¿ly por último secompr¡rhe isobáricamente hasta recobi¿r su volumen, su pres¡ón y su temperatur¿originales. Determinar ¿que eficiencia t¡ene este c¡clo?a) 13%

b\ 25%

c) 10%

dl 2M4. Los ext.emos de uña barra metiálica, con una conductiv¡dad térm¡ca de 400 Vm.X, se

mantiene a temperaturas fijas de 50O X y 3OO K, cada uno. tá barrá tiene uña seccióntransversalde 5 cñ2 de área y0.2m de longitud. Suponemos que no ex¡ste perdida decalor por elárea lateral. Determinar la var¡ac¡ón d€ entropía del universo, en la un¡daddeltiempo.dl 7.07 cays.K

b) 1.5x1oscál/s.K

c) 1.07 xlo¡ calls.Kd) 7.25 x101'z calls.K

5. Se realiza una transformac¡ón cu¿si estática ¡soterma en un gas ideal, desde un volumende 101, presión de 5 atm a la temperatura de 30OK hasta que se reduce elvoluñen a lamitad. Calcular la variacióñ de entropla en la transformac¡óna) -2.8 cafKb) 2.8 cal/K

c) 831.8 callK

d) -831.8 callK6. Después de que une maquina térm¡ca ha completado-Un c¡clg reversible, cuálde lassiguientes cant¡dades: A. AU (camb¡o de energla interna) B.

^p (cambio de presión)

=C. ÁS (cámb¡o de entroplal D.

^T y E.W nosoncero. , I

a)AyB b) E c)c d) DyF

7. Un refrigerador de Carnot trabaja entre dos tem peratures f1 {foco caliént€) yT2 {focofr¡o). Se desea ¡ncrementar el coef¡ci€nte de rend¡miento del refrigeGdor. De loss¡guientes proced¡m¡entos:

A. elevando la temperatura dlfoco caliente en AT.

B. elevando la temperatur¿ de¡ reseavor¡o frio en AT .l'r-f i l" 1'

C. d¡sm¡nuyendo la temperatura del reseNor¡o caliente en AT 1' ' { "D. d¡srn¡nuyer¡do la temperátura delreservor¡o fr¡o en

^T l' l "-

E. d¡sm¡nuyendo la temperatura del reservor¡o cat¡ente en AT/2 y lá del reservor¡o fr¡o

-...' (." ..1

elevándola en AT/2.Cuales ¡ograÍan el incremento.

a)B b)E.clDyA dlByC

8, Una maqu¡na térmicá ope¡a entre 2OO( y t@K y en cada c¡clo le tomá 1@J del foco ur , .aa¡iente y cede 251alfocofrio y realiza untrabajo de 7SJ. Esta máqrriná térm¡ca violá:a) La pr¡mera ysegunda ley de la termodinám¡ca l ., .

b) La pr¡mera leyde lá termod¡nám¡c¿ pero nola segunda ¡eyde la termodinámica r,:: ,ri . ..' -''( llc) La segunda ley de la termodináñica pero no la pr¡mera ley de la termod¡námica q

I

d)N¡la prirnera leyde la tennod¡námica n¡ la segunda leyde la termod¡nám¡ca ' ,:l :'.,.r"i l .

' . ...1:. .i / r-,.

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a¿\j..i..'t,'r,.

!,, ,. .l .-.i. ' .,9. Para todo proceso irrevers¡ble que incluye a¡ sistema y su entorno podemos afirmarque: I l '.1 ¡ ,- " q-l in,a) La entropía totai del s¡stema más el entorno áumente . .. - ,b) La entropfa dels¡stema se incrementa J...,1,

-,1 - d.. q

c) L¿ entropla total del s¡stema más el e¡tomo nocambia l.\,.\ ,,,., .\.d) La entropfa delentorno disñinuye

10. Considere los s¡guientes procesos: dos€asés idént¡cos €on temperatura inicialyf¡nal¡guales, Dos procesos revers¡bles son usados para ¡r de la temperatura in¡cial a la ffnal.Para el gas A el proceso es a volumen constante y para el gas B el pro€éso €s a pr€s¡ónconstañte, En base a lo anter¡or podemos af¡rmarque el cambio de éntropía es:a) Es ¡gual para A y B

b) Es mayor para Ac) Es mavor para B

d) es igual a cero para A y B por ser un proceso reversible

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ó.atl1. Una concentrac¡ón de monóxido de carbono en el a¡re del 0.496 en volumen produce la

muerte eo u¡ breve espacio. Suponga que el motor desaJustado de un automóv¡l vleJoproduce O.60moles de r¡onóxido de carbono por minuto, como uno de los componentesde los Sases de cgmbusttón. consider€ que un garaje a 2/C t¡ene un volumen de a¡re desOmE. Halle elt¡empo quedebe transcu.ri. paÉ que elgaraje cerrado alcance unaconcentración mortalde monórido de carbono.a) 13.5 minb) 10.0 m¡n

cl 150 ¡n¡n

1O.O0C y halle e¡ radio d€ la burbula lusto cuando esta alcanzá la superñc¡e.a) 4,5 mm

b) 6.3 mm

c) 5.0 mmd) 6.0 mm U

3. Un mol de un gas moñoátómico ideal Inicialm€nte con un volurhen de lOL v una o , o I ¡n3temperctura de 300 K se calientá a volumen constante hasta que alcan¿a uru temperatura

' " "'de 600 K, se le permite expard¡rse isotéÍmlcamente a su pr€s¡ón in¡c¡al y poa t¡ltimo secompr¡me isobár¡c¿mente hasta r€@brar su \rolumen, su paes¡ón y su teÍApeElluÍa y'.orlg¡nales. Deterninar ¿Que ef¡c¡enc¡a t¡ene ecte c(¡b? bacéso '-r' q- /+at

oJ L. \ " a) 13% tt."'" )-:-o tt',a, 5.163/ tQ vt a'',: -ffiffi¿

oi zsx o.* r1 la;;=;.;- ;.(t^iF,(¿"D.3.-,u ""-

rd) 20% ! ( i ( . . J . " ú' | - o. e ¿ entt\¡1 . ,'o)_) 4. Los extremos de una bana metálica, c6tilna conductividad térmk¡ de 4OO Wm.K, se o, t-l 3r_,, , ,i! mantiene á temperaturas fi¡as de 500 K V 3OO (, cada uno. La balr¿ üene una sección c .,

,'. !.,,, a",¿lilnt*o"I1" t fm'zdeá.ea v0.2m de lorgitud. supon€mos que no existe p€¡did¡ de e.l - -_:l' ? ._ '. :---!-- calor por elárea lateral. Dete.rninár la vadación de entropla del untverso, en la unidad ' - ' -;''o/

delt¡empo. ?t. ^t¿ [t .,. ,./.-..f ) qq sr?a a) l.oicays.K --V, -- ' t- .fr;-':-/ = 2 q 9q3s ?"

, r Í.r b) l.Sxlos cays.K t'i".-..é -z -4 Li>."t,.,3tD.s ..c) 1.O7x1o.cays.K e : u I I t-.* --a d) T,2sxroucar/s.{ q2zt=¡ce(rt_s> i) s^k. - -ca?>

'. , -' =7:l::. "."t ) .t \i*\ (:,,^" ¿,"

' -a.roe 3\ t,t = -Gz--a7

c) 10% u.nlÍ L^!1- t--'--.- i: et,.3i,.).92<J-d)

20% :e\(:1",.^ ^' t - o.e¿ 'e"1+rt

5. S€ r€aliz¿ ¡¡na ú¿!&r!*ii{¡ (rlas¡ €stáií{a isoten¡a ert un gas ideal, desde un volumen

de que llna maqui¡a téran'rca ha completado un crclo reversible, cuál de laso. scspucs oc gue ur¿ m¿quma ¡e.mrca f:a.oomp,e[¡loo un crdo reversoF, cual de tas

slguientes cart¡dad€sj A. ^U

(cam6¿r3de enerSfa :nremá) B. Ap (camb#Ú€ presión)C. ÁS (cambio de eótropla) D.

^T y E.W nosoncero.

a)AyB b) E j clc d) DyE

?. Un re'.igeródor de C¿rnot trabaja ertre dos ternperaturas T1 (foco caliente) VTt?6¿é'.4,! /.J-firl. Se d6É ircrellrenEa el co€ficienté de ierdir¡iento de¡ refiEei¿dor. De los

e= r - !h. Q.

Qt-n

E. d¡sm¡nüyendo la temp€rature del reseruor¡o cali€nte eñ AT/2 y la del reseri/ot ¡o frioelevándola en

^T/2.

¿ r rrTl

/ -- - 1' /r'.rt) I

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hc,/Jr C7 = C¡ t q

^ jdeloi. plgji&r de 5 at'¡ a la teñperai¡.d de :XIx hasta q¡¡e se .educe el volumen a la(Jo Ct f' í¡tz¿ C¿totk¡.bsri¡Eltn deeñtropben h tr¿nsfo¡rh¿ck'n

"{E l" s {^t :/ :L!t_

iSld¡'lt€s p.edmÉrtos:

^ elevañdo la terr¡pef¡tura dl foco Gliente en AT.

'Bl elevando la temper¿tur¿ del reser\¡orio frio en AT

C. dismin¡¡yendo la tempeÉtura del reservodo cal¡€nte en AT

O. dismhuyendo la temperetur¿ del reservorio fr¡o en ^T

c¿¡iente y cedp,a5J ¿lfoco fr¡o y re¿l¡z¿ un trabajo de 75J. Esta máqulna térmica viola:

J\ nrirnera vJsbeunda ley de lá termodtnám¡ce W( b) !b pr¡merd ley de la termodinámtca, p€ro no la segunda,ey de la te¡l¡¡lodinámice<¿t¡t D

c, La s€günda ley de la terhodinámtcá p€ro no la primera ley de la teÍnodinárñicad) Ni la pr¡merá lev de la termod¡nám¡ca .¡ la segunda ley de la temodinárh¡ca

9. Pai¿ todo proceso ¡rrevers¡b¡e que incluye al sisteña y su entorno podemos atirñarquei

@-a entroda totaldel sistema más el entorno aumenta r4S: ,o

b) La ent.opfa delsistema se tncrementac) La entropfa total del sistemá más el entofi¡o no camb¡ad) La entropÍ¿ del entorno dism¡nuye

al Es lgual para Ay B

b) E! mayor p¿r¿ A

G)Es mayo¡ para B 5 <? f ü.?dl es ¡gual a cero p¿rd A y B por ser un proceso revers¡ble

10. Cons¡dere los siguientes procesos: dos gases ¡dénticos con t€mperatuE ¡n¡cial y finátlSuales. Dos procegos reversibles son usados para ir de la temperatur¿ ¡¡icial a la fiñal.Para elgás¿ el proceso es a vol¡.rmen constant€ y par¿ el g¿s¡,el paoceso es a presiónrara er ga?A er proceso es a volJtñen constante y par-¿ el gas, el p.oceso es a tconstante.'En bas€ a lo aítedor podemos afirmar que el camyo de entropía es:

P <:e

GRUPO TEORICOFMOcc DSPTO DE FISTCAMATEIIIA: FISIC,\ II FEC1IANOMRItF.

PAI{CIAI- IV JT

Be¡a¡cio ller¡.íquez Miraoda

INDICACION: Se prese¡tan 5 dificuliades co oinco positlles ¡espücstas. Subray€ laco¡recta. Desar¡ollar en lorma clar¿ y orden¡da cada una, Para q e ulla rcspuesta sea

tomada en cuenta de lener el desarroilo con todos ios detallcs teóricos, formulas,cor¡versio¡es, diagl rmas y procedimiento complclo y claro- Si üna pre8¡lta en co¡testadasin procediúiento rie penaüzara con resf¿t el doble delvalor de esa pleg¡r ta.

L a conti¡úació¡ sc presefti¡n las ccl¡aciones de lres oldiis que virliao cn lrcs cuerd¿c

distiúas. l)e acuerdo a.la máxima velocidad t¡airsversal de la cücftla el atder de lds ond¿s

de mcnor a m,{yor ':s. I1 59/o}

l:v(J,¡)=(2'0mmJ!inl(4'0nll}'-(3.0s-ll42: 3'(J. r ) {l-0ntr,lrinl(8.0o r)'-{1.0s-r)¡l

. ,.' 3, !(,,1) = (t.0ñ )sinl(a.0¡r-r)d - (8.0s-r)il

" a) 1."..a r,) r. ¡. I .r:)i dt.,. r. I

,,,,,//ax -.Jt.¡,f,.':'"'A'

e) i, 1.2

2 ljna onda transversal sinusoidal viaja en Lrnir cü¡:tda y tie¡e und l¡ecucrrcia de 100llz,una longilud de on<ia de 4cm y ura afiplitud de 2 rD. La ñáxima acelcració¡ en mls de

un plr¡¡to d€ la cuer.l¿les: (l5o%)(i) -r9s e) 700 e) 1600a) 0 b) 130 c) 395

f. t) | , ,ii

a) r.6 b) 0.2 c) 0.4 d)08 e) Ninguno de los anteriores

II PARTE- (309/") Desa¡rolla¡ cn forma cla¡a y ordenada.Una cue¡da horizontal alada €n ambos extremos vibra ea su modo fulrdamental- Lasondas tienen una vellcidad v. &ccucncia I ampl¡lud A y longirud de onda ), Dere¡m¡narla velooidad y aceleración lransversales mfurilrtas de püntos sitüados a i) V4 y iii 32J8

del extremo izquicrdo. En cada uno de los puntos d€l literal a) que atupl;tud tiene elmovimiento c) Eri c¿da uno de los p¡nlos de a) cüa¡to lard¿ la cuerda en ir desde sudesplazamiedo máxirno hacia a¡riba hasta su desplazamiento máximo hacia abajo.

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vl+qa3. UÉa ouerda esta aoüslruida por dos l¡&nos dc $¿teriiilee difero$le:r. La lensión es lamisma en ambos tramos, pero la de¡sidad lineal del tranto I es cl¡¡lro veces la densidacl

lineal del t¡anro II. Podemos afirma¡' que ia onCa cuando pasa del trano I al II: (15olo)

x) ::a Sec5eiici¿trie';¡Ece cii u¡ f¿cioi de 4b) Ia frecuencia dec|ece er fi factor ,le 2o) La lo¡gi1ud de ol¡da docrece en u¡ factor de 4C) l,a longitud dc or:da se inc¡emenl¡r cn un l¿ctor de 2e) la tongitud cle on:ia decrece en r¡n factor de 2.

4. Una cuerda esta l:ja en am¡ros extremos. Cu¿1¡o de las prime¡as {ircr¡encias de

¡esonancia son medidas y ¡esultan ser 100, 150, 200 y ?50 Hz . Una de las frecuencias dcresonancia meno¡ a 200H2 falta, cual es su valo¡: (15olo)

a)25ft2 b) 50Hz c) 75liz d\ t2sEz e) 17 5Hz-;-==

5. Una cuerda de 4com de lo¡,gitud tiene uno de sus extremos fijos y el otro libre- Si lacuerda vibm en la f¡ecuencia fundamental, cual es la longitud de onda de las ondas queviajan en la cuerda (lin metros).(107o)

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FMOcc DEPI O DE FISICA fARCl,4.L:It * -'.- ,vATlRlA. FÍS|C¡. ii - (jri{. rc froRlcc cL_;recíe, o lc.,o.lc'E\ovBRr' {L.*..::. . €:u, c¡., _;.1 -* I -}.16__:,r Benancic I lennqurz triira::riaINDICACION: Des:L¡rolla¡ cn fo;:nra ciara 1' or<ietada caria una. Pa¡a que rna iespuelt¿se¿ tcmada cn cue¡ila dcbe ¿enei cl des¿iioi:o ccn:odgs ios Ceialics teólic¡s, fo¡nrula3.conversioles, diagralras y proceaiimientc cor¡pl€to y cla¡o. Si una pregr¡iia en co¡tegtaóasin p¡ocedimje.io se pcializara co¡r rcsiareldoble de! vaio¡ de esa pfegurta. ¡=_ tt¿ lr

. ., .. 1,, -'" \ "t V -4- " I U:r irucrpo caiie¡rc es colocaclo cn co¡itac¡o con uñ cue.po f¡io. Los dos cue¡pos están

aislados. Los cucrpcs alcaozan id ¡nisma tcslpcl¿fura. Si AS¡ 06 el cambio dc crtjoFi¿l del :

. ioco calicntc, AS" es ei oe1nbio dc e¡trcp:a cll cl foco fria y ASbd caEbjo de a¡tb'opia¡o1¡1. ill liteül coüe:lo es: ( 101/o)A. A9¡ > 0, A,1'.:,0, AS.¡.r > 0

R; )¡ÉJ ^s,,

< o, 4.9, > o, a&*.¡ > o- C. AS" < 0. AS. : (r. AS-n¡ < 0

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D. AS¡ > 0, A.9. <'0, A3o¡: > 0^

Del si

2. Pa-ra todo proceso irreversible que incluye al sislema y al ambielte podenros aselaurarque la e¡iropia ( l0% )

;ii;,"il;""*"r"-l -' '"j

a.r u.ui"*loñffi:q-iJi*Éñreáu'--e;; -< 7' '" " ' '

a Evatúe tos sigui('¡les procesos -, . r'

:toto +' Y "'"o^r. Eva¡uc tos srgulrr¡ttcs pfoce$os -. +Q:01 w l. Eiergía en lo¡ma,ie calor flr-rye <ie un locc caliente a uno fiio J, .::.i,

^ ¡¡. Trab:rjo cs hccl¡o sohrc Un sisrcirri: ¡)c: c; ánbi.nfc. v unc cániidad cqlli?rl:rtc cic

- ! __ _v uncrAir.s ccdida i\l !r'rhic¡r'u cn !i)r:i¿ (;('ci!l{:'.lll inergi:r es abscrbici¿ en ft>r¡¡a rJe c¡¡lo¡ pa¡ xn ¡rislc.::,¿ v ün¡ c:r*ti¡i¿{¡ €qui'/air.l,.}e ¡etab¿jo es heclo icr oi sisie¡ra. i: - I ' ' ::.r: r'l

'- - - 7;\ C.aj¿¡ g:c -¿5iq¡s]oi-.res-os tiL¡¡c- á pr:cce irorjiiir. li57c) \ /''(!a;t tllt 1Ot{ d)¡yli c)iiylil f)¡.¡:yiir ^

^-Tu \ "r.,t,-ü;"rt la ru,/ a r.'. t " ,, ,(,

' 4. Se plr;pone una llanta gcremdor¿ de escigía eléctrica uiilizando el gradiertc tumico. del mar. ei sisfeina {)pera entrc una tempe¡a:ura {ie 20 'C (temperatu¡a es ia supeíicie} y

'J', üC 5"C (Temperatura iel agua al¡ed--{ior de I Km de profurdidad). Si opera con un cic-lo de i..-t carnoi y la potencia de salida de la pladta es de 75 ivl,!V. C\ai es la e¡ergia ( ei Joult '.::i -r::

que absorbe err lorn a de calor por hora le pi¿rnfc (20%)l. ñ a¡:.e+xrou b) l3sxloro O 2.3x i0" d,rzilcr'r e) Ninsuna '"r,'r'" ,' ,,

\/5 Un gas ideal mori)aiófiicc se so¡¡ete al cicio de la figura l. El rend¡miento del ciclo esl

_ (2ú/o) K@ a)O.sl b)175 c) 4.75 d> tZ e) aingina de las anteriores .

0'c6 hl o,oo\ . ló Ur¡ cubo de hielo rie 6C gra una temperatura de-15 oC yu¡!trozode cobre de 8giárina .'te.¡pc.atura d$ lsrt "C se colocan cn 400 gr de agua a 60 "C e! un recipiente aislado demasa insignificante 5i camtrio de entropia es (25%). ¿a/.?t€ /^ I - tu;tbr)t, ,:, ., .

R/ Y/1 t,.-Cé4h4.ri;-\\; -."t-.;-

- - -')J-\ . -..i n-'- Je t Lg = 334x.to" "¡t5I I l]l-,,:[s \Jlr',=310s/<1K,: "-: ;.---,¡./."3i -lc ) cu - Z R """Íg1tt

la, .', t

r)(¿iPARCTAL lv 2< - L'/ / /

cRUPo rroRrcorL a-**o, Z! f á lo?uo*" r, tjlanc¿ 14a",r,ri. 11".'r,a .1'lu,-, l"t)

Benanc¡o Henrfquez Mirañda

INDICACION: Se presentan 10 dificultades con cinco posibles respuestes. Subraye la correcta.Desarfollar en forma clara y ordenada cada una, Para que una respüe3ta sea tomada en cuentade t€ner el desarrollo con todos los detalles teórícos, formulas, conversiones, d¡agramas yprccedimiento completo y claro. 5i uia pregunta en contÉstada sin procedimiento sepenalízaia con restar el doble delvalorde esa pregunta.

1. Eh el siguiente grafico, elsegmento PQrep¡esenta

FMOcc DEPTO DE FISICA

MAÍERIA: FISICA ll

Y

a) Longituddeonda b) per¡odo c) 2Xaftplitud d)periodo/2 e) ninguna2. EI desplazamiento de una onda transversal en una cuerda esta dado por la expresión

y(¡,1) = r¡asin(F¡ - {,, - d)En t=oseg y x= O m la partlqrla liene Ulla velocidad ig€l a cero Vl¡n delplalamienr.pos¡¡ivo, entoñces elvalor de la constante de fase 0 en grados es:¿145 bl90 () ¡35 d)180 cl270 0ninBuna

3. Tres cuerdas están hechas def mismo materia¡ y están separadas. La cuerda l tiene unalongitud Ly unatensióo T, la cuerda 2tiene una long¡tud 2Lytensión 2T, y la cuerda 3

. tiéne uná lór€¡tud 3Ly üha tenslón 3T. 5i urr púiso inicta en iada ünode lcs ext.emosdt las 3 cuerdas y en el mismo ¡ñstanteT cuales el orden de llegada del pulso al otro

\ ,éxtremo en lastres cuerdas

^/ a\ 3,2yI b)2,3y1c)3, 1y2 d)1,2y3 e) Los 3 egan at mismo tiempo f) ninguna

+

4. Ondas estac¡onarias son producidas porla ¡nterferenc¡a de dos ondas viajeras defrecuencia 100H2 cada una. La distancia del prir¡er nodo al quinto nodo es de 60 cm.Las longitudes de onda de las dos ondas orÍginales (en cm) son: I

a) 1s b)40 c) 20 d) 30 e)so f) ninEuna " I l,,t il\¡ '

Una cuerda larga esta formada por la uñíón de dos cuerdas cortas. La tensión en las.cuerdas es la misma, pero la tensión en Ia cue.da lt¡ene 4 veces la dens¡dad lineal dela cue¡da ll. Cuahdo una onda sinusoidelpasa de la cuerda ¡a la cuerda ll

a) Lá frecuenc¡a decrece en un factor de 4. b) La frecuenci¿ de¿rece en un f¿ctor de 2.

La veiocidad dela onda decrece en un factor de 4 d) La velocidad dela onda decrece ,,,.

en un facto de 2. e) la velocidad de Ia onda se ¡ncrementa en un factor de 2

6. un gas ¡deal de n moles real¡za qn proceso irreve¡sible, elvalor de lá temperatúra '

f¡nales iguala la in¡c¡al. S¡ elvolumen cambia deVl y Vr. El camb¡o de entropía quesuffe el gas en este proceso viene dado por:

./ : ' ,,a) nR(V,-VLl blnRLniv,-vl) c)nRLn(V¿lV1l d).hRLn(V1lV,) e)ninsuna .!

,.'.)7.considerelossi8uiente5procesos:Letemperahlrad€dosga5esigUale5son

incrementadas de la m¡sma temperatura inicial ¿ Ia m¡sma temperatura f¡nat. Un '.

proceso teversible es utilizado. Pa¡a elgas A et proceso utilizado es a volumen ' . : , !constanteypafaeIgas8elprocesousedoe5apres¡ónconstante.Podemosaf;rmerque el camb¡o de entropía:

.1 - '-'r)( "L E':!.glgeir"-s!-enAre b¡ es mavor p,ra (pl m¡vor pard B d) ninguna

' 8. Una maq!¡ina de Carnot opera entre un foco catjente y unofrio, Se desea incrementarla ef¡ciencia de esta maquina, cuales de los siguieñtes lite¡.ales produce el mayor

-Rcfemento de la efic¡enc¡a de esta maquina. [lATes el mismo en todos los literalFs.,7\

\ a) Fl ¡ncremento de la temperatura del reservor¡o c¿l¡ente en ^T

9.

b) El incremeñto de la temperetura del reservoa¡o fr¡o en AT

c) ta disminuc¡ón de lalempérátura del reservorio caliéhte en AT .- ..:

d) Lá disminución de la temperatura del rese orio caliente en AT

irrevers¡blé:

e) La dishinución de la temperatura del reservorio caliente en AT/2 y El incremento \de la temperatura del reservorio fr¡o en AT/2 . _.j.., I

!l!! qlquila de Carnot y una maquina de calor reallirreversible) operan entre losmismos reservorios de tem peratu ras fría y iaiiente. Ámbas;baóibán la mism--ene¡EA , -enforña de calor del téservor¡o caliente. podemos asegura¡ que la maquina - /

ia) Hace más trab¿jo ql1:99l3:j!sr8Eqet

"iTalor a¡ reservorio fr¡o

b) Tiene l¿ rnayor eficiencia e) tiene le misma ef¡ciencia que l¿ maqu¡na Áers¡ble

10. Las siguientes maq!ínas de cahot operan en iás sigu iehtes temperat¡.¡r¿s:

foco frio 400K

foco fr¡o 500Kz-r ¡-l,

toco frio 400K \-/ I

focofrio 600K

fl orden de menor a m¿yor efi¿¡encia de l¿s maquinas es:

7234 b)2L34 c)1243 d)2143 elninsuna

I

Maquina 1 Foco caliente SOoK

Maquína 2 Foco calíente 600K

Maquina 3 Foco cal¡ente 60OK

Maquiha 4 Foco cal¡ente 800K

$'1T. -" t' Z "G

Benancio Heníqr¡ez y Jaime Sefrneño

1. Un s¡stema masa_resorte realiza un MAS. Su masa es m yt¡ene una constante elást¡ca k La 7t : - { 'ypartlcula oscila según se muestra en la fitura literal¡) con un per¡odoT' 5i elresorte se

cortá a la m¡tad yse usa la m¡sma pártícula yse pone ¿ oscilarcon un MAS como se ,^,a, Jmuestr¿ en la figura l¡teral ¡i) el periodo de este nuevo sistema masa resorte es:

-

t: ¿fl i t!i)

1, 3y-L4

^:--r+2.t:.-)tY

J- ..,:-.../e t¿/ ee k'é¿e

tzs ¿) tz slS

tl .)n1 .::*

I

K:

r¡ (ii)

2

--x

,r---

,-ú 1 I n.4

una constante de- (N/m) y ha ¡niciado el conteo del tiempo cuando el cugpo se

encuentrá en: ,er,a) k= 1OOO y x =-2 m b) k= 100 y x = Om c) k= 750 \ x= rm¿W7SO, v x= 2

,rt'9- 4. Tres péndutosfísicos con masas mr, m2= mr y m3= 3mr, t¡en-en la m¡sma forma ytamaño y' ',.r'-ii-- 4. Tres péndulos fisicos con masas m1, m2= ml y m3= 3mr t¡eñEl la m¡sma forma y tamaño y'

^-i : ' ' ' sáilspenden det m¡smo puñto. El orden de los péndulos menor a mayor de acuerdo a sus

_.r.1 _-t,É 4. rres penuuros rrs'co rrr1, rrr2=rrrlyrrr3-Jir¡l'

' ' ^:i

" t'ráiLp"n¿"n ¿"lmismo puñto. Elorden de los péndulos menora mayorde acuerdo a sus :'!

.,',;l¿ per¡odos es: 1, lL ,^ 1r=h/lz r. tt | 1, T" _t"j ' ',*nt.' "i it.-olt.t c¡ z z @nsuno de tísinte¡¡orcs " '-tlli z' T=

'' ' ;'-l 5. cinco aros pivotean en un punlo-lá borde v se dejan osc¡lar como un péndulofísico cad¿ - ¿ '

. aro tiene los s¡guientes valores de masa y radio: ' ?' -- , 1., . t4 37-,'..' "- ,r .-t5 ¡ /

"rrfzl ¡r rr ctrt1 i{Q .

i

2. Elfeiómcno de resoneajiá se p;esenta en los j¡st€ñas onduiator¡os cuando:

a) Lá fuerza restaurádora en ¡8uala la fuerza exterña

b) La fuerza restauradora t¡eñe la misma f¡ecuencia de la fuerza externa

c) La frecuencia natural del oscilador es próxima a la frecuencia de la fuerza externa

ld),,rla frecuencia natura I del osc¡lador es igual a la frecuenc¡a de la fuerza externa

3. un bloque de 3X1O3g se une a un resorte y realiza un MAS de acuerdo a la s¡guiente

expres¡ón x = 2 cos (50t), donde x esta dado en metaos y t en segundos El resorte tiene

AYol!l M= 3.1 I R= Aa'''4,o.s /4:3€o7 1 A" lo cYn

El otJ¿a l¿ t-¡aroS J¿ ¡ne*or a. r/&y6r

á,) t 23 'tI EÉrtrl/ ') u'l

6,.oSe víqre auc-rio !en*ro L-+," ¿. "- +o,bo J< ,,!a'' U' En "a4/ib'¡- e/ vne '¿-,;o Je

qn<-ntvra ¿,t¿' ,14fin1. ó4L"to'-.!4¿?Z!a''lr.!!! ! lt tPaaa¿!¿e/do <Jt p.4¿ú.Joiracia arriba y hacia abaJo a pa*¡r¿e ia posic¡¿n G;;;;:;#;, oj"#"üo"ii","¡"t"

,roroUn cm de la columna de mercurio t¡ehe una masa de 15.0 g. Supoñga que la columna se " Kdesplaza como se ñuestra en la figura, después se libera y osc¡b s; fr;cc¡ón. fl valor ¿el -"- - i,:::":r,l

:i:rlt;",.n en térm¡ños de M (mase totár det mercurio) es: r = t i L¿

-r-)li,!^J

a)

b)

@d)

r.rel a_L3.4jM'

ry]Ninguna de las anterlores

t2x-t

7. Un péndulo está formado por un disco ¡¡ñifonne de 10,3cm de radio y de 488t de masa,conectado a una varilla uniforme de S2.4 cm de longitud con una masá de 272 g. NOTA:Demuestre para án8ulos pequeños de osc¡lec¡ón la expres¡ón para él per¡odo y c¿lcule el.v3lor dlf periodo (sl.vator oet Den

lál 7.76 /,

8. Un péndulo s¡rñple t¡ene una ftecuenc¡a natur¿l de 3Hz. Si se incrementa ta frecuen cia e I _-6H¿ podemos af¡mar quei f'-e r I c-¡;VAF-- : ;-,-a;1/3*

b) 2.4s

cl 7.32

d) Ninguna de las anterioaes

6H¿ podemos af¡mar quei

encuentra entre:a) Entre 0 y 2n ¡-¿d

al ft ¡ongitud se multiplice por un f3ctor de 4b) 5u long¡tud se mult¡p¡ica por un factgr de 2

* Su longitud se d¡vide por un factor de 2(D Su tonsitud se ¡fffi6 por un factorde 4

9. 10. El desplazamle¡to de un s¡stema masa-resorte está dado por la expresión X = Acos ((¡t+ ó). Sieltiempo se inlc¡a a medir cuañdo elobieto esta in¡cialmeñte en undespla¿amiento ñegativo y tiene una veloc¡dad ¡nlc¡al posit¡va. La constante de fase O se

b)¡/2y¡rad @y3nlz rad d)ninguño de tos anteriores

10. un péndulo de rongitud Ly masa m tlene un resorte de constante de fuerza K conectado ael á una distancla h debaJo de su pt ¡to de suspens¡ón. La frecuenc¡a de vibrac¡ón delsistema pára pequeños válores de áñgulos. Suponga que ¡a suspens¡ón vertical delongitud Les rígida pero desprec¡e su masa:dl lcL + Kh2/M)!nlb{ lb) (gM + Kh "7r)¿/2r¡L /c) (et + Kh¡/M)f/2td) N¡ng¡.¡na dF/las anreriTes

t- /s'

'a l_e-u-.,

üt'(v-,.,JFisica ll

Prof. Benancio Heñlqúe¿ yjaime Serm€ño

i

1. El desplazamiento de un sisteña masaiesone está dado por la expresión X = A cos (ot +

ó). Sieltiempo se inicia a medirc'rando elobjeto est¿ lnicialménteeñ un desplazarniento

ne8átivo y tiene una veloc¡dad iñic¡alpos¡t¡va- la €€aqante defase Óse encuentra entre:a) Entre0v2rrad b)ñ/2yñrad fc)ry 3rl2 rád_., d)nlnguno de losanterlores.

2. un sistema masa-resorte realiza un MAs-iü má-sa esm ytien€ uná constante elástica k. La

partícula oscila según se mu€strá en lafigura literali)coñ un periodo T. 5i el resorte se

corta a la mitád y se usá ¡á misma párlicu¡a y se pone a oscilarcon u¡ MAS.omo se

muestÉ éñ lafigu€ literal i¡) el periodo de este ñuevo sistema m¿sa r€sorté es:

")3.

,r b){-rl (qZE d)r/2Un bloqüe de 3x1ds se une a un resorte y realiza un MA5 de acu€¡do a la siguiente

expresión x = 2 cos (50t), donde x esta dado €n m€kos y t en segundos. El resorte tieneuna constante de_lN/m)y ha iniciado elconreo delt¡€mpo cuándo elcue.po s€

a) k= 1000 y x =-2 m b) k= 100 y x . 0m c) k= 150 y r= 1m d)k=7s00vx=2Un péndulo simpletiene unaf.ecuencia náturálde 3Hz. Sisein reñenta la frecu€nci¿ a

6Hz podemos ál¡ínar que:

¿) Su rontitdd se mulripl'.a por un f¿norde 4b) 5u longitud se mukiplica por un tacto' de 2

cl 5u lonsrlud se d¡vde por un factorde 2

d) su lonc¡tud se Á];ltiplü por un factor de4 ::'Tres péndulos fís¡cos con masas m,, mz. mr y ñ3= 3m' tien€n la misma foima y tamaño yse suspenden d€lm¡smo punto. Elorden d€ los pÉñdulos menora mayo.deacuerdo a sus

a) 123 b)2 31 c) 3 21 d)ninsuno de los anteriores

cinco áros pivote¿n en un punto delborde yse dejan oscil¿rcom; un pendu,o lis,co. c¿d¿

arot¡ene los s¡euientes valores de m.sa v rad¡o:

Aro 1: M = 15ogy R.socm j -i7Aro2:M=70OgyR=rl(¡(mA¡o3:M-250svR-locnAro4:M=3O0CyR=20cmA,o5:M=35OCyR=tocmLlorden de los ¿ros de menor a mayor de rcu€rdo alperiodo de c¿da aro es:

a) 12345 b)54321c)s4123 d)12s43

4.

5.

6.

1 2 3 5 6 8 9 .10 ,.

'' \. \)ib

:/

t. 5¿ v¡e.te n.¡rl"l]Ío dent.o a¡ ,¡ tr¡bo da vldr¡o e. U. :. eqrltb¡io el merclrjo se€nconla¿rb á l¿ rni3ñ, tt¡l. en eaatar aafumñas, ,a:a aa¡¡ndo e, !€n¡r!¡do osc¡larah¡.ir,¡riba y la.ia l¡¿jo, p¿ñtr d,l,,ad.6a de ¡ñr*rio €¡ ¿ml,o,,rrr¡: {vsr t r.:i,tln cm de la colmñá de mercurto tlen€ uná m¡s, ó.15.08. Supon8¿ qu. t¿ cotumn¡ s.,6tls¡. ..mo s. m¡r.1r, €n l. fguñ, d6pués le l¡ber¡ y oscla tn frtccién. Et volor detF€aori {!l d€ o5.t¡rr:in e¡ té.mt¡o$ de M (ñe$ totaldet mercurio) 6s:

b)

.)r]

z

Un péndüla 6tá fionn¡do po. u¡ dls.o unitoñ¡e de 1o.3lr1r ¡s $d¡o i de rX8¡ de r¡áj¿,conectado e $ná \,alga urttorrn€ & 52.4 (.¡ de Io¡gitüd lo¡ ¡r¡¿ t!3s¡ do 272 g. ñOTA:D€muesk€ pár¿ án!¡rlos le{uéños de 6e{rdóñ t¡ €rprelión par¡ el perLdo y €alclte étvalo. dd penodo (sl.

a) 1.76

b¡ 2,4s

.'l 7.t7dl Ni¡tl,n¡ de tas ánre¡ores

5;

x9,

al 1.r6{úa3.4im"1

,lú'N¡ñgúná de lás anter¡ore3

^\?.o.'olUn péndulo d€ lor8iüd t y m¡s¡ rn te¡re m rsnl de cca¡t¿¡r¡e de fue¡¡¡ ( co¡ecta¿o ael a un¡ d¡stsncra h d€b€lo rie ru punto dÉ !!5pcn5tóh. L¡ f.¿,trlencla d. vibr¿c¡ón dels¡stelna p¿.r pequeños vatores de ángulós. Süpor¡¿ qs¿ t¿ r.,spdr,ór¡ €ri|t:, délongltud ! e$ lgtda p..o desprect. su masa:a) {s! +,ft'/M)trl2¡rLb) (sM + Kh ü/U?2¡r€) (sl + xh¿lM)v¡l2nld) ¡l¡n!¿¡á de las añreriores

10. El feném€no d€ resonáncia s€ tr€lenta en los lirrer¡as ondiil*ortos luándo:a) La tuerl, .eira:¡€do.á en

'gr.l a t! fi¡a.¡á er€ma

bl Ia fu€rrá restalr¿rlrrá .ae la mtsñ, té.üé¡ala d€ lá fueü¡ axtem¡c) lá trecr¡ena'a ¡a:¡rrt del o¡r,lior es p|¡r:¡á a t, t s.rana¡¡ de ,a tue.la axaemadi L? f¿.ue..ta .aau€t de, ora{¡dor es t¡rr, 3 le Jrc.ui.lla ,r tá fu€rr: erali¡a

.v4.r. ,- J1: " ',;'': -1

/,¡

Nombre:

FECHA¿LAí. bt

Grupo

INDICACION : Se ¡e presentan 10 dificultades con 5 posibles respu€stas. Debe dejar constanciá delos argumentos en sus respuestas. Respuestas sin fundamento o argumento se anuraran. lrir.?. rra, ¿l-

i,r . o1. Para un proceso a volumen constante, la capqcjdad caloríf¡ca de un gas A es mayor que lade un gas B. Tienen el mismo número de mole!. Se puede af¡rmar que cuando ambos

siguientes proposic¡ones cuales un pos¡ble resultado de este proceso. AV¡t-ca) Es adiabático, y elgas hace un trabajo de 501

trabájq;

t/

(r- ri !/ a

.ltr 2

':1 "- ,,r, ' r,8->tf r. ,r

gases absorben la misma cantidad de ca¡or:

a) [a temperatura de a incrementa mas que la de B _L)b) la lemperatura de B incremenla mas que la de A

,. (g) la enereia inrerna de A incrementa mas que ta de B

d) La energ¡¿ intern¿ de B ¡ncrementa mes que la de Ae) A hace un trabajo mayor que B.

2. Los siguientes gráfícos p V, son d¡ferentes procesos cíclicos de c¡erto gas monoatómico.

tt=' pt P "' &13=DtrvA^a, , (), b Ltr ln @¡ ',ril'"f,,.?e " "

*-;-l (Q v' D,A=c1Ept- ,, 6) fJ=D=¡'cX[lP- r t''/

- -- lJ lE a nt'\^'l)t"J\r^ -D

! ,!/ =4Lr

3. En cierto proceso un gasf¡na¡iza en e¡mismo estado termod¡námico in;cial. Oe t". r.,.)rtr('l*

atr

ri 't

\ //a) Adiabático e ¡sotérmico ,t. _ . 1.

\ib) rsotérmico e isobárico," c) Adiabárico ' '

dl tsotérmico -, Q. e ! ,, .;. ,, .. , ,

@ rrofari"" .r.-,..- r. ,.,.,.,,,. -F5. Uf gas m/onoatómico de N moléculas este en eq uilibrio térm ico con ci¡o gas diatónico que

"U,.1 I ti+ el m¡smo numero de moléculas. La temperatura se aumenta en ambos geses y el

, U I r , 1r' \ equilih\r¡o térmico se mantiene. La razón detcambio de energía ¡nterna entre etgas .. ' )

i / d¡atóni¡e y monoalómico es:

el 1"/2 b) 3/s c)1 d)s,i3 ' ".1

z i

\ a) La energía ¡nterna se incrementá y ei igual at trabaj,, hecho pór et enromo sobre et gas=!--> b) ta energfa ¡nterna se ¡ncrementa y es igual altrabajo hecho pot el gas tt) .

'. (9 5e incrementa la energía interna y es igual el calor absorbido por et gas A . _- - -dl Eltraba¡o hecho por e¡ amb¡ente es ¡gua| al calor absorbido por el gas ¡j

¡, . t/i . .' ' b) El trabajo es cero pero se absorbe 5OJ de energía en forma de catorc) Eltrabajo es cero pero el sistema cede 50J Ce energía en forma de calor Ad) El gas cede 50J de energía en forma de catory reatiza untrabaio de 5OJ . .. _,,,

. -. @ d gas absorbe sOJ de energía enforma de calor y reatiza un trabajo de sOJ :,^. .,i-4. Cierta cant¡dad de un gas ideales comprimida hasta la m¡tad de su volumen iniciat- El

proceso puede ser adiabát¡co, isotérmico o ¡sobár¡co. En que proceso se requie¡e mas

tu, r, , ¡.>e) Eltrabajo hecho porelgás es ¡gual al calor absorbido por elgas.

^ P = ,Ta ."t- u

¡R ll

t,ffe-,! L .l-;,

Z La pres¡ón de un gas ideal es duplicada durante un proceso en et cúal la energía interna-*" I

iigual al calor absorbido por el sistema. Podemos asegurar que la temperatura : t\.\í"

llr-"-"*-i* c) se reduce a la mitad

b) Se necesita mas información e) E¡proceso es imposible

La temperatura de n moles de un gas ideal monoatómico es ¡ncrementada en un AT a , - ]1 ,

presión constante. La energía absorbida por elgas en forma de calor, el cambio de energia '_-

a),AU,", 1l//

d) se duplica

l

^ !ld"'¡ s.

nAT

Pinterna y eltrabajo realizado por el gas son:

A. Q = (6/z)nRLT, AE¡"r = 0, !r/ =tnPATB. Q = (X/2\nRLT, Lq = $l2]'lr¿n^T, w : +(312)nftaT

. - -------- --- .4n,: 6. !:; ..ñhi^ ¡o {¡q -

/. c. Q = (5/2)nnAT, AE¡ = (á12)nRLT,W = 0,/ D. Q = Gl2\nnLT, AE¡", = 0, lll = -nllA?' # _,o = tutz)nn^?, ^finr

=lsl\nna'r,w = +ÍRAT ., I

9. lV" és ¡gu¿l a un¿ conslanle par¿ un gas que realil¿ un pro(eso lermodrnámico4

, /adiabático

donde 7 en la razón entre cp y cV. Esto es una consecuencia de:

,. / ") solamente La ley de los g¿ses ¡deales

\ 11 <b) ta ley cero de la termod¡námica y la de ¡os gases ¡deales

\ lt ?) s.1"...t. r" pr¡mera ley de la termod¡námica 2,t't=/ \-a¡ ru pri-.r" teyde latermodinámica y la de los sases ideales

¿) solamente La ley cero de la termodinámica

10- En un proceso se logratener la temperatura constantey ¡a pres¡ón constante. Cual

. ! proposic¡ón es ra correcta f ;]a*l py . ,,, R T\.'

a) Esimpos¡ble €sle proceso . - -tl l)l :

\ qb) Solo puede ser posible en un soli,lo , ^, . _ ( tz. .

'r r\/c) Soto puede ser posible enungasidealr. . d) Solo puede serposib¡e en un liquid

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{ r¡r :l ,:.,r, .,i;,, :r I ,.. t.rn, ,.i;.f.. i,1r ¡r!::i. !.|\cr::¡¡icr5, din¿¿r¡.jj¡s l iricj.,lirn;crto(i{r,ndr:,Jn!rjl¡,¡l-r:.r,,1)i';rirr:ú'i!.sl?ir¡r.,ri¡,.riir!;:!krsrtt!:rli,?¡rco!rc,r$o!{irticd.ir*hrr'ir!¡l¡lijr;r:hLrtil',;rlirrl_,.i1rrl,ii.r,¡,i.rril.ri.r,i',tr;iiiil;il)¡r¡Alr:1,,,,

¡ ili si¡trir'riNrlir.:,'i.i: { j,:. r)i,ri,:.r'r,i l 1 : r i . r :j : ' r . r ' , : ''. i; r'. ¡i .1,rr r-¡! lc,vl.,xtllil' :n.ll'1rr{a'lc

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jr*:r.j.,. ,1,,, :rt,r:,i! I.

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.l. r,ii ' Lr: .:r.ii'tr,r 'r,,

rii!- :..j.1!,r . r! ii: rr rr, ,,

d.e: ir:,"i li .: ,. :,,:r(¡r!,,¡!,|ljrr',::i,r.1;1f,:!i! ifl{ri_ d,r:l.l:''l :r:,'t,:.',r,,i .,,,.' .r,.flii,r^ri,,i¡r!'.r{¡c.ii¡¡.irfrr.ilt.rrrrl',rrlr

L,.::,, .. .,,, -,.r.,r..i.isrl!r'i¡1f,,..r rrt'xjrl.rin.rrrl., ./t -..,/.¿r-.." 1.,.\t-

, , ;ir1!t!rr:,1 ii iiirr'. jll lrl¿{!,: (rr!l,1.iinJr. lj¿l,lrr¡nLJ"lul'.lNn"l.., i :,i.,. 1 .. ' l r

i,:. " ,,;ir I . ':rx¡r¡ :11'¿). ri,. r, .,," r -: .,r.r:¡:r1,ailij l t.i s¡ ¡1.)i.ji{n:11!:¡grLtii 11):r!l rr

, .i.j,i,, ,.i1. i i 1 i . , r . . , ,

i I i : r r r i , . , I I i : r . i 1, 1 i I L r

l.v -. lt L

liiijrr.i. llirtr¡ i: t.t., j I :....i.,J..\ i,.1'¡ I r,t._rr-¡,j1i,!r1.;ijr jr

!i!,ili¡i) irrr,.)::r [., :,.:i...r) i:.i. r.. ,

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