Física es uno de los dieciocho módulos de conocimientos disciplinares que la institución receptora puede elegir dentro del EXANI-II. Evalúa si el aspirante domina los principios básicos de la física de nivel bachillerato y sabe aplicarlos para resolver problemas concretos, tanto conceptuales como numéricos.
El módulo se organiza en cinco grandes bloques. El primero, Fundamentos teórico-prácticos, revisa el manejo del Sistema Internacional de Unidades, las conversiones entre unidades y la suma y resta de vectores mediante métodos gráficos y de componentes; son herramientas que se usan en todo el resto del examen. El segundo bloque, Mecánica, es el más extenso: equilibrio estático (condiciones de fuerzas y torques), movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado, movimiento circular uniforme, las tres leyes de Newton y la fricción, así como trabajo, potencia y energía mecánica, incluida su conservación. También entran aquí la presión hidrostática y los principios de Pascal y de Arquímedes.
El tercer bloque, Calor y termodinámica, aborda la diferencia entre calor y temperatura, la dilatación térmica, los mecanismos de transmisión del calor (conducción, convección y radiación) y las leyes cero, primera y segunda de la termodinámica. El cuarto bloque cubre Electricidad y electromagnetismo: carga eléctrica y ley de Coulomb, corriente y ley de Ohm, potencia eléctrica y efecto Joule, circuitos en serie y en paralelo, y nociones básicas de campo eléctrico e inducción. El quinto bloque, Óptica y acústica, revisa reflexión y refracción de la luz, y las propiedades de las ondas mecánicas, longitudinales y transversales, con énfasis en el sonido.
En este simulacro, cada reactivo es autocontenido: todos los datos numéricos necesarios están escritos en el enunciado, sin depender de figuras. Verás una mezcla de preguntas conceptuales y de cálculo directo, con fórmulas sencillas y unidades del Sistema Internacional; usa g = 9.8 m/s² salvo que el reactivo indique otro valor. Para resolverlas conviene: identificar primero el dato pedido y su unidad, escribir la fórmula correspondiente antes de sustituir números, revisar que las unidades sean congruentes, y desconfiar de las opciones que resultan de errores típicos (olvidar el cuadrado en la energía cinética, confundir masa con peso, mezclar fórmulas de serie y paralelo, o convertir mal una unidad).
Dominar este módulo resulta especialmente útil para quienes aspiran a ingenierías, arquitectura y otras carreras del área físico-matemática, donde estos conceptos son la base de asignaturas posteriores.
1. Un automóvil viaja a una rapidez constante de 108 km/h. ¿Cuál es su rapidez expresada en el Sistema Internacional (m/s)?
Para convertir de km/h a m/s se divide entre 3.6: 108/3.6 = 30 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
2. Un ciclista se desplaza a 54 km/h. Exprese esta rapidez en metros por segundo.
54 km/h ÷ 3.6 = 15 m/s. Confundir el factor de conversión produce los demás valores. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
3. Una rapidez de 20 m/s equivale, en kilómetros por hora (km/h), a:
20 m/s × 3.6 = 72 km/h. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
4. Una masa de 3.2 kg equivale, en gramos, a:
Como 1 kg = 1000 g, entonces 3.2 kg × 1000 = 3200 g. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
5. Una superficie mide 0.75 m². Exprese esta área en centímetros cuadrados (cm²).
Como 1 m² = 10 000 cm², entonces 0.75 m² × 10 000 = 7500 cm². (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
6. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad básica de masa es:
El kilogramo (kg) es la unidad base del SI para la magnitud masa. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
7. ¿Cuál de las siguientes NO es una unidad del Sistema Internacional (SI)?
La caloría es una unidad de energía fuera del SI (el joule es la unidad SI de energía). Metro, segundo y kelvin sí son unidades base del SI. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
8. Dos fuerzas colineales y en el mismo sentido, de 6 N y 9 N, actúan sobre un cuerpo. La magnitud de la fuerza resultante es:
Al tener la misma dirección y sentido, las magnitudes se suman: 6 N + 9 N = 15 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
9. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas perpendiculares entre sí, de 6 N y 8 N. La magnitud de la fuerza resultante, obtenida por el método de componentes (teorema de Pitágoras), es:
R = √(6² + 8²) = √(36+64) = √100 = 10 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
10. Una fuerza de 20 N forma un ángulo de 30° respecto a la horizontal. La magnitud de su componente vertical (Fy = F sen θ) es:
Fy = F sen(30°) = 20 × 0.5 = 10 N. Calcular la componente horizontal (Fx = F cos 30° = 17.3 N) por error es un distractor común. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
11. Un cuerpo está en equilibrio estático bajo la acción de dos fuerzas colineales de sentidos opuestos. Si una de ellas tiene una magnitud de 15 N, la magnitud de la otra fuerza debe ser:
En equilibrio estático la suma vectorial de fuerzas es cero, por lo que las dos fuerzas colineales opuestas deben tener igual magnitud: 15 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
12. Una barra rígida y horizontal está en equilibrio sobre un pivote. De un lado, a 2 m del pivote, cuelga un peso de 400 N. ¿Qué peso debe colocarse del otro lado, a 4 m del pivote, para mantener el equilibrio de torques?
El equilibrio de torques exige que 400 N × 2 m = W × 4 m, de donde W = 800/4 = 200 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
13. Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio estático es necesario que:
El equilibrio estático requiere que la fuerza neta y el torque neto sobre el cuerpo sean cero (primera y segunda condición de equilibrio). (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
14. Un cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo uniforme (MRU) a 20 m/s durante 15 s. La distancia recorrida es:
En MRU, d = v × t = 20 m/s × 15 s = 300 m. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
15. Un objeto recorre 150 m con movimiento rectilíneo uniforme en 30 s. Su rapidez es:
v = d/t = 150 m / 30 s = 5 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
16. En un movimiento rectilíneo uniforme (MRU), la aceleración del cuerpo es:
Por definición, en el MRU la rapidez no cambia, por lo que la aceleración es cero. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
17. Un cuerpo parte del reposo y se mueve con aceleración constante de 2 m/s². ¿Qué rapidez alcanza después de 5 s?
v = v0 + a t = 0 + (2 m/s²)(5 s) = 10 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
18. Un cuerpo tiene una rapidez inicial de 5 m/s y una aceleración constante de 3 m/s². ¿Qué distancia recorre en 4 s?
d = v0 t + ½ a t² = (5)(4) + ½(3)(16) = 20 + 24 = 44 m. Omitir el término v0t da 20 m; omitir ½at² da 24 m; omitir el factor ½ da 68 m. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
19. Un objeto se deja caer desde el reposo (caída libre, g = 9.8 m/s²). ¿Qué rapidez alcanza después de 3 s?
v = g t = (9.8 m/s²)(3 s) = 29.4 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
20. Un objeto se deja caer desde el reposo (caída libre, g = 9.8 m/s²). ¿Qué distancia recorre en los primeros 4 s?
d = ½ g t² = ½(9.8)(4²) = ½(9.8)(16) = 78.4 m. Usar v = g t por error da 39.2 m; omitir el factor ½ da 156.8 m. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
21. En el movimiento circular uniforme (MCU), la magnitud de la velocidad del cuerpo:
En el MCU la rapidez (magnitud de la velocidad) es constante; lo que cambia continuamente es la dirección del vector velocidad. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
22. Un objeto describe una trayectoria circular de radio 2 m con un periodo de 4 s. Su rapidez lineal (v = 2πr/T) es aproximadamente:
v = 2π(2 m)/(4 s) = 4π/4 = π ≈ 3.14 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
23. Sobre un cuerpo de masa 10 kg actúa una fuerza neta que le produce una aceleración de 2 m/s². La magnitud de dicha fuerza es:
Segunda ley de Newton: F = m·a = (10 kg)(2 m/s²) = 20 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
24. Un bloque de 5 kg descansa sobre una superficie horizontal con coeficiente de fricción μ = 0.3 (use g = 9.8 m/s²). La magnitud de la fuerza de fricción máxima es:
La normal es N = mg = (5)(9.8) = 49 N; la fricción es f = μN = 0.3 × 49 = 14.7 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
25. La tercera ley de Newton establece que:
La tercera ley (acción-reacción) establece que las fuerzas de interacción entre dos cuerpos son de igual magnitud y dirección opuesta. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
26. Una fuerza constante de 50 N actúa sobre un objeto en la misma dirección de su desplazamiento, moviéndolo 10 m. El trabajo realizado por dicha fuerza es:
W = F d cos θ = (50 N)(10 m)(cos 0°) = 500 J, pues la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
27. Un motor realiza un trabajo de 1000 J en 20 s. La potencia desarrollada es:
P = W/t = 1000 J / 20 s = 50 W. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
28. Un cuerpo de 2 kg se mueve con una rapidez de 4 m/s. Su energía cinética es:
Ec = ½ m v² = ½(2 kg)(4 m/s)² = 16 J. Olvidar elevar al cuadrado la rapidez da 4 J; olvidar el factor ½ da 32 J. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
29. Un objeto de 5 kg se encuentra a una altura de 10 m sobre el suelo (g = 9.8 m/s²). Su energía potencial gravitacional es:
Ep = m g h = (5)(9.8)(10) = 490 J. Omitir la masa o la gravedad produce los demás valores. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
30. Un objeto cae libremente (sin fricción) desde una altura de 20 m (g = 9.8 m/s²). Por conservación de la energía mecánica, la rapidez con la que llega al suelo es aproximadamente:
Por conservación de energía, mgh = ½mv² ⟹ v = √(2gh) = √(2×9.8×20) = √392 ≈ 19.8 m/s. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
31. Calcule la presión hidrostática ejercida por una columna de agua (ρ = 1000 kg/m³) de 5 m de profundidad (g = 9.8 m/s²).
P = ρ g h = (1000)(9.8)(5) = 49 000 Pa. Omitir g da 5000 Pa; omitir h da 9800 Pa. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
32. En una prensa hidráulica, el émbolo pequeño tiene un área de 5 cm² y se le aplica una fuerza de 20 N. Si el émbolo grande tiene un área de 50 cm², la fuerza que se obtiene en él es:
Por el principio de Pascal, F1/A1 = F2/A2 ⟹ F2 = F1(A2/A1) = 20(50/5) = 200 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
33. Un cuerpo se sumerge por completo en agua (ρ = 1000 kg/m³, g = 9.8 m/s²) y desplaza un volumen de 0.02 m³. La magnitud del empuje (fuerza de flotación) que recibe es:
Principio de Arquímedes: E = ρ_fluido g V = (1000)(9.8)(0.02) = 196 N. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
34. El principio de Pascal establece que:
El principio de Pascal indica que un cambio de presión aplicado a un fluido encerrado se transmite sin disminución a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))
35. El principio de Arquímedes establece que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual a:
El empuje es igual en magnitud al peso del volumen de fluido desalojado por el cuerpo sumergido. (Módulo Física — mecánica (CENEVAL EXANI-II))