Ciencias — Física: movimiento relativo, desplazamiento y modelos del universo

Las 6 preguntas de este ensayo

1. Un tren avanza hacia el norte en línea recta con rapidez constante de 20 m/s respecto de la vía. Dentro del tren, una pasajera camina por el pasillo hacia el norte con rapidez de 1,5 m/s respecto del vagón. En el andén, una persona inmóvil observa el tren pasar. ¿Cuál es la velocidad de la pasajera respecto de la persona en el andén?
2. Un tren avanza en línea recta con velocidad constante. Una pasajera sostiene una llave sobre su pie y la suelta: ella ve que la llave cae en línea recta vertical y llega justo a su pie. Una persona inmóvil en el andén observa la misma caída a través de la ventana. ¿Cuál de estas afirmaciones sobre la trayectoria de la llave es correcta?
3. Una ciclista da exactamente 3 vueltas a una pista cerrada de 400 m en 4 minutos, y termina en el mismo punto donde partió. ¿Qué par de valores corresponde a su rapidez media y a la magnitud de su velocidad media, respectivamente?
4. Con su telescopio, Galileo observó que Venus muestra todas las fases, de casi llena a creciente delgada, y que su tamaño aparente cambia mucho: se ve pequeño cuando está casi lleno y grande cuando es una creciente delgada. En el modelo geocéntrico de Ptolomeo, Venus gira siempre entre la Tierra y el Sol, así que desde la Tierra nunca podría verse casi lleno. ¿Por qué esta observación apoya el modelo heliocéntrico?
5. Un cometa sigue una órbita elíptica muy alargada, con el Sol en uno de sus focos. En un diagrama se marcan dos tramos de la órbita recorridos en 30 días cada uno: uno cerca del Sol y otro lejos de él. Las dos áreas que barre la línea que une el Sol con el cometa en esos 30 días son iguales, pero el arco de órbita cerca del Sol es mucho más largo que el arco lejano. ¿Qué se concluye sobre la rapidez del cometa?
6. Al analizar la luz de galaxias lejanas, se observa que las líneas de su espectro aparecen desplazadas hacia longitudes de onda mayores (corrimiento al rojo), y que el corrimiento es mayor mientras más lejos está la galaxia. Un estudiante concluye: «Si casi todas las galaxias se alejan de nosotros, la Vía Láctea es el centro del universo». ¿Qué error tiene la conclusión del estudiante?

Las alternativas y la corrección aparecen al responder. Son preguntas propias de preu.cl, escritas sobre el temario oficial del DEMRE; no son preguntas oficiales.