Guía de Estudio / 4to Año

Guía de Estudio / 4to Año

10 octubre, 2019 0 By Ensambledeideas

Introducción a la Física 4to

MAGNITUDES FÍSICAS

  1. ¿Qué es una magnitud física?
  2. ¿Qué clases de magnitudes existen? Dar sus definiciones y cinco ejemplos de cada uno.
  3. ¿A qué se llama “vector”? Desarrollar sus características.
  4. ¿Cómo se define “energía”? ¿Qué tipos de energía conocés de este año y de años anteriores?
  5. En la definición de energía figura la palabra “trabajo”. ¿Qué es el trabajo? ¿Puede el trabajo ser negativo? ¿Por qué? ¿Puede el trabajo valer cero? ¿En qué condiciones?

TRABAJO Y POTENCIA

¿Qué trabajo realiza una persona que arrastra por el piso un objeto una distancia de 1 metro aplicando 1 newton de fuerza? ¿Cuál será la potencia si lo hace en 2 seg? Rta: W=1J y Po=0,5W

¿Qué trabajo realiza una máquina que arrastra un auto por el piso con una fuerza de 5700 N de fuerza por una distancia de 3,5 m? Rta: 19.950J

Una persona realiza un trabajo de 240 joules aplicando una fuerza a un objeto de 120 newtons. ¿Cuál es la distancia recorrida por el objeto que se arrastra? Rta: 2m

Durante una construcción se realiza un trabajo de 36.000 J. Si la distancia que se movió una pila de ladrillos fue de 30 m, ¿cuánto vale la fuerza aplicada? Rta: 1200N

El siguiente gráfico representa una fuerza F=25N que arrastra un objeto a ras del suelo por una distancia de 3m. Calculá el trabajo realizado y la potencia si lo hace en 0,5seg. Rta: W=75 J y Po=150W.

  1. Y si el objeto fuese arrastrado hacia atrás, ¿cuánto valdría el trabajo ahora? Rta: -75J
  2. El siguiente gráfico representa una fuerza F que arrastra un objeto con un ángulo conocido por una distancia dada. Calculá el trabajo realizado. Rta: 7,07J

Calculá el trabajo que se ejerce al aplicar una fuerza de 900 N por una distancia de 600 m en un ángulo de 35°. Rta: 442.342,1J

Calcular la fuerza que ejerce un auto hacia atrás en una distancia de 7 cuadras si el trabajo neto fue de -3.500.000 J. Rta: 5000N

  • Se realiza un trabajo de 5.346 J al aplicar una fuerza de 250 N por una distancia de 24 m. ¿Cuál es el ángulo de la fuerza respecto del piso? Rta: 27°
  • Un objeto se está moviendo hacia la derecha por acción de una fuerza F, pero sobre él actúa otra fuerza H con dirección vertical y sentido hacia arriba. ¿Qué trabajo realiza la fuerza H? ¿Por qué? Rta: 0J. La fuerza H forma un ángulo de 90° respecto del piso y cos(90°)=0. Luego, todo número multiplicado por 0 da 0.
  • ¿Cuál es la potencia, en Watts, de un artefacto que consume 120J en 1 segundo? Rta: 120W
  • ¿Cuál es la potencia, en Watts, de un artefacto que consume 240J en 2 segundos? Rta: 120W
  • ¿Cuál es la potencia, en Watts, de un artefacto que consume 100J en 25 segundos? Rta: 4W
  • ¿Cuántos segundos le lleva a un artefacto consumir 300J si tiene una potencia de 100W? Rta: 3s
  • ¿Qué diferencia existe entre kilowatt-hora y kilowatt?

ENERGÍA MECÁNICA

  1. ¿Cuál es la energía cinética de un móvil que circula a 20m/s y tiene una masa de 1000kg? Rta: 200.000J
  2. ¿Cuál es la energía cinética de un ave que circula a 5km/h y tiene una masa de 1,5Kg?   Rta: 1,45J
  3. ¿Cuál es la masa de un objeto que se mueve a razón de 3m/s y su energía cinética es de 2.240J? Rta: 497,78kg
  4. ¿Cuál es la velocidad de un objeto que circula con una energía cinética de 96J y tiene una masa de 3kg? Rta: 8m/s.
  5. ¿Cuál es la energía mecánica de un objeto de 520kg que se mueve a 5m/s y se encuentra a una altura de 2m? Rta: 16900J

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Notación: hA significa “altura en A”; hB significa “altura en B”; vB significa “velocidad en B”; Ecc significa “Energía cinética en C”.

  • Un lápiz de 100g es arrojado con una velocidad de 10 m/s por un piso perfectamente pulido (considérese sin rozamiento). a) ¿Cuánto vale su energía cinética inicial? b) ¿Cuánto vale su energía mecánica inicial? c) ¿Cuánto vale su energía potencial inicial? d) ¿Cuánto valdrá su energía mecánica durante todo el recorrido? Rtas: a) 5J; b) 5J; c) 0J; d) 5J
  • Desde 1 m de altura se deja caer una tiza de 0,1kg. a) ¿Cuánto vale su energía cinética a esa altura? b) ¿Cuánto vale su energía potencial en dicha altura? c) ¿Cuánto vale su energía mecánica allí? Rtas: a) 0J; b) 1J c) 1J.
  • a) ¿Cuánto vale la energía potencial de la tiza del punto anterior al momento de chocar contra el piso? b) ¿cuánto vale la energía mecánica de la tiza en ese momento? Rta: a) 0J; b) 1J.
  • Un objeto de 1kg se deja caer desde 1 m de altura. a) ¿Cuánto vale la energía mecánica al chocar contra el piso? b) ¿Cuánto vale la energía cinética en ese momento? c) ¿Cuánto vale la velocidad en ese instante? Rta: a) 10J; b) 10J; c) 4,47m/s
  • Una moneda de 0,20 kg es arrojada desde una torre de 20m de altura. ¿A qué velocidad golpea el suelo al caer? Rta: 20m/s
  • Una almohada es arrojada desde la ventana de una casa que se encuentra a 1,8 m de altura. ¿Con qué velocidad choca el suelo al caer? Rta: 6m/s
  • La energía mecánica de un objeto al golpear el suelo es de 12.500 J. Si el objeto pesa 25N, ¿desde qué altura se dejó caer? Rta: 500m
  • Desde 20m de altura se deja caer un elefante y un pingüino (ningún animal resultó lastimado durante la experiencia). ¿Cuál tocó el suelo primero? ¿Por qué? Rta: Los dos tocaron el suelo al mismo tiempo, pues el tiempo de caída no depende de la masa de los objetos. (Efectivamente, si se plantea la conservación de la energía mecánica, podemos asegurar que la ecuación resultante tampoco depende de las masas.)
  • La velocidad de un objeto al golpear el suelo fue de 23 m/s. ¿Desde qué altura se arrojó? Rta: 26,45m
  • En la luna, cuya gravedad es 1/6 de la gravedad terrestre, un astronauta se tira desde 10m de altura. a) ¿Cuál es su velocidad al chocar contra el suelo? b) ¿Cuál sería esa velocidad si la caída se hubiese producido en la Tierra? Rta: a) 5,77m/s; b) 14,14m/s
  • En un planeta desconocido, se deja caer un objeto desde 15 m de altura. Si su velocidad al chocar el suelo fue de 10 m/s. ¿Cuánto vale la gravedad en ese planeta? Rta: 3,33m/s.
  • Observen la imagen siguiente de una montaña rusa: (Datos: La masa del carrito es de 10kg; hA = 30m; hB= hA/2 (Es decir, la mitad de la altura en A); Ecc=1000J)
  1. ¿Cuánto vale la energía mecánica en el punto A?
  2. ¿Cuánto vale la energía mecánica en el punto B?
  3. ¿Cuánto vale la energía potencial en el punto C?
  4. ¿Cuánto vale la velocidad en el punto más bajo de la trayectoria?
  5. ¿Cuánto vale la velocidad en el punto B?
  6. ¿Cuánto vale la altura en el punto C?
  7. ¿Puede la montaña rusa superar la altura del punto A? ¿Por qué?

Rta: a) 3.000J; b) 3000J; c) 2000J; d) 24,49m/s; e) 17,32m/s; f) 20m.

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