T.P Diciembre 3º Eco y Hum Física

FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
Curso: 3º Eco y Hum
Aplicación e integración (Primer Trimestre)
Para Alumnos que rinden en Diciembre
1)
Describa los siguientes tipos de energía: Energía Cinética, Potencial Gravitatoria, Potencial Elástica, Química, Eléctrica, Térmica, Radiante,
Nuclear.
Dé ejemplos en donde se use cada tipo de energía.
2)
Explique un ejemplo en el que se den transformaciones energéticas.
3)
¿A qué se llama degradación y eficiencia de la energía? Compare éstos conceptos y muestre con un ejemplo sus diferencias.
4)
Complete el siguiente cuadro, nombrando la forma de energía que se desea obtener al usar cada aparato, así como también las formas de
energía inútiles que cada uno produce:
Aparato
Forma deseada de energía
Formas desperdiciadas de energía
Secador de pelo
Motor de auto
Farol a kerosén
Ventilador
Heladera
5)
6)
Describa todas las conversiones de energía que ocurren desde una caída de agua, donde hay instalada una central hidroeléctrica, hasta la
cocción de algún alimento en un horno a microondas abastecido por esa central. (No olvide considerar también el trayecto de la energía desde
la central hasta el domicilio correspondiente).
La siguiente frase salió publicada en un diario argentino en 1996. ¿Qué opina sobre la forma en que se alude aquí a la potencia? ¿Cómo
podría expresarse más claramente el contenido del párrafo?.
“Los 5 300 millones de habitantes que hoy pueblan el planeta consumen cada año 13 700 millones de watts. El 78% es generado por
fuentes tradicionales. En 30 años el mundo soportará 9 000 de personas que consumirán unos 27 000 millones de watts anuales.”
7)
Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y explique por qué.
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
8)
Si se hace trabajo sobre un cuerpo, su energía cinética aumenta o disminuye.
La potencia de un aparato eléctrico es igual a la cantidad de energía que consume durante el tiempo que esté encendido.
La potencia de un aparato eléctrico indica la cantidad de energía que consume por cada unidad de tiempo.
Una máquina, cuanto más tiempo emplea en realizar un trabajo, más potencia tiene.
Toda fuerza que modifique de algún modo al vector velocidad de una partícula, realiza trabajo.
Se lanzan verticalmente hacia arriba y hacia abajo, y al mismo tiempo, dos cuerpo de igual masa con velocidades de igual
módulo. En el instante del lanzamiento los dos cuerpos tienen igual energía cinética.
Cuando una grúa levanta un auto mediante una cuerda, la fuerza ejercida sobre el auto por la cuerda (tensión) no realiza trabajo.
Cuando se arroja un cuerpo verticalmente hacia abajo con velocidad v, la energía cinética del cuerpo se mantiene constante.
La energía potencial de un cuerpo puede ser negativa.
La energía cinética de un cuerpo puede ser negativa.
Resuelva los siguientes problemas utilizando razonamientos energéticos.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Calcular la energía potencial que tiene:
I. Un pájaro de 2 kg que se encuentra a una altura de 25 m sobre la superficie de un lago.
II. Una persona de 65 kg que está pescando a la orilla del mismo lago.
III. De un pez de 4 kg que está nadando a 4 m por debajo de la superficie del lago (tomando como referencia la superficie del
agua)
Calcular la energía potencial de un cuerpo de 15 kg que es elevado hasta una altura de 3,5 m sobre el nivel del suelo.
¿A qué altura debe ser levantado un cuerpo de 5 kg, para que su energía potencial sea de 490 J?
Una persona cuya masa es de 70 kg viaja en una aerosilla. Calcular la energía que tiene almacenada cuando se encuentra a 15 m
se altura sobre el nivel del suelo y luego, cuando se encuentra a 5 m del suelo. Escribe una conclusión observando los resultados.
La masa de un cuerpo es de 200 kg y se encuentra en movimiento, al pasar por un determinado punto A lleva una velocidad de 72
km/h, y unos instantes más tarde, al pasar por otro punto B, su velocidad aumentó a 108 km/h. Calcular la energía cinética en los
puntos A y B. Escribir una conclusión observando los resultados
Determinar la potencia de un motor capaz de levantar un cuerpo que tiene una masa de 100 kg hasta una altura de 15 m, en medio
minuto.
Un ciclista cuya masa es de 75 kg viaja a razón de 54 km/h y al aplicar los frenos se detiene después de recorrer 30 metros.
Calcular la potencia desarrollada.
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
Curso: 3º Eco y Hum
Aplicación e integración (Segundo Trimestre)
Para Alumnos que rinden en Diciembre
1) Señale la/s respuesta/s correctas. Justifique cada una de sus respuestas.
a. No se realiza trabajo cuando:
 Un ciclista pedalea su bicicleta y avanza una cierta distancia.
 Un ciclista deja de pedalear y avanza una cierta distancia por inercia.
 Una persona pedalea una bicicleta fija.
 Una persona sostiene en su mano una valija.
 Una persona levanta una valija que se encuentra en el suelo, hasta el estante de un ropero.
b. Es verdadero que:
 El rozamiento es una fuerza conservativa.
 Si un proceso en el que se transforma energía ocurre con una eficiencia igual a 0,35 significa que un 35%
de la energía no fue aprovechada.
 Una lámpara de 60 W, consume 60 J de energía por cada segundo que está encendida.
 La energía mecánica de un sistema siempre es constante.
2) Tache lo que no corresponde. Justifique su respuesta.
a. El trabajo de una fuerza es positivo / negativo cuando la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos opuestos.
b. Una maceta apoyada en el balcón del tercer piso de un edificio tiene energía potencial / cinética.
c. Si la velocidad de un auto se duplica, su energía cinética se duplicará / cuadruplicará.
d. El kWh es una unidad de energía eléctrica / potencia.
e. Cuando un cuerpo cae, tendrá energía cinética máxima / mínima justo antes de chocar con el piso.
3)
Resuelva los siguientes problemas utilizando razonamientos energéticos.
a) Un pasajero traslada en un trayecto rectilíneo de 50 m una valija realizando una fuerza constante de 40 N con una dirección
de 20º con la horizontal. Sabiendo que la valija pesa 15 kgf y la fuerza de rozamiento entre la maleta y el piso es 14 N,
calcule:
 La intensidad de la fuerza normal ejercida sobre la valija y el trabajo de esta fuerza.
 El trabajo que realiza la fuerza de rozamiento.
 El trabajo de la fuerza peso.
 El trabajo de la fuerza que realiza el pasajero sobre la valija.
 El trabajo total que se ejerce sobre la valija.
b) En una obra en construcción, mediante una polea se levanta un cajón con herramientas de 50 kgf desde la planta baja
hasta la terraza de la casa. Calcule la velocidad promedio del cajón si se desarrolla una potencia de250 W.
c) ¿Cuánta energía hay que entregarle a una bandera de 1 kg, para izarla desde el suelo hasta lo alto del mástil de 8 metros de
altura? (Se desprecia la disipación de energía).
d) ¿Cuánto vale la energía mecánica de un avión que vuela a 200 m de altura, si tiene una masa de 500 kg y viaja a una
velocidad de 400 km/h? Expresa el resultado en los tres sistemas de unidades.
e) Un cuerpo de de 150 kg se desplaza horizontalmente con una velocidad de 20 m/s. Desciende por un plano inclinado ideal
hasta una profundidad de 50 m. Luego trepa por otro plano hasta detenerse. Calcule la velocidad en el punto más bajo y la
altura del punto más alto. Determine además la energía mecánica inicial y las energías potencial gravitatoria y cinética en el
punto más bajo.
f) Un automóvil que viaja a 15 m/s embiste un montículo de arena de modo que se detiene en 2,0 m. Calcule la fuerza que el
cinturón de seguridad ejerce sobre un pasajero de 90 kg.
g) Un bloque de 0,50 kg se desplaza sobre una superficie horizontal con una velocidad de 20 cm/s. Por la acción de una fuerza
de fricción se detiene en 70 cm. Calcule el valor de la fuerza de fricción.
h) Se dispara un proyectil hacia arriba desde la tierra con una velocidad de 20 m/s. Utilizando únicamente conceptos
energéticos, determine a qué altura se encontrará cuando su velocidad sea de 8,0 m/s. Ignore la resistencia del aire.
i) Se empuja desde el reposo en un recorrido de 30 m, un cajón que contiene manzanas cuyo peso total es de 2 kgf con una
fuerza de 50 N que forma un ángulo de 60º con la horizontal. Responda sabiendo que la fuerza de rozamiento entre el cajón
y el piso es 22,7 N: ¿cuál es la velocidad del cuerpo cuando se desplazó 30 m?
j) Se lanza verticalmente hacia arriba un cuerpo de 2,5 kgf con velocidad 20 m/s. Calcule la altura máxima a la que llega el
cuerpo y la velocidad que lleva cuando ha recorrido una altura de 3 m.
k) Un cuerpo de 1,2 kgf describe la trayectoria ideal indicada en la figura. Se desplaza inicialmente con una velocidad de 5,0
m/s. Determina la energía mecánica. Calcula la velocidad en el punto más bajo. Encuentra las energías cinética y potencial
en el punto C. Halla la altura máxima a la que podrá llegar. Desprecia la fricción. (hA = 25 m; hB = 2,5 m; hC = 20 m)
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
Curso: 3º Eco y Hum
Aplicación e integración (Tercer Trimestre)
Para Alumnos que rinden en Diciembre
1)
2)
Un auto se mueve por la Ruta Nacional Nº 2. Sale de Chascomús (km 120) y llega a Dolores (km 200). Se detiene 30 min y luego prosigue hasta
Mar del Plata (km 400). Al día siguiente, regresa a Chascomús. (Como la trayectoria es curvilínea, debe elegirse un sistema de referencia sobre
la trayectoria. El origen está en el km 0, ubicado en el Congreso de la Nación, en la ciudad de Buenos Aires).
a) ¿Qué distancia recorrió en todo el trayecto?
b) ¿Cuál fue su desplazamiento en el viaje de regreso a Chascomús?
c) ¿Cuál fue su desplazamiento en todo el viaje?
El gráfico representa la posición en función del tiempo para un objeto que se mueve en una trayectoria rectilínea.
x (m)
a) ¿Cuál es la posición del objeto en t = 8 s?
b) ¿En cuál o cuáles instantes pasó por x = 10 m?
c) Describa con palabras el movimiento del objeto.
d) En el intervalo (0 s; 6 s), ¿cuál fue la velocidad media?
e) En el mismo intervalo, ¿cuál fue la rapidez media?
3)
Un automóvil recorre 150 km en 1h 22 min 15 seg. ¿Cuál es la rapidez en km/h, y en m/s?
4)
Un automóvil ocupa las siguientes posiciones en diferentes instantes:
Tiempo (horas)
Espacio (km)
a)
b)
c)
1
100
1 h 30 min
150
3 h 30 min
350
4h
400
t(s)
10h
1000
Grafica v = f (t)
Calcula la velocidad en km/h y m/s.
Grafica v = f (t)
5)
Si transcurren 5 segundos entre el destello de un relámpago y la llegada del trueno a nuestros oídos, ¿a qué distancia se encuentra la tormenta?
6)
Una bomba de profundidad explota bajo el agua a 5600 m de un submarino cuya tripulación escucha la detonación 4 segundos después. ¿Cuál
es la velocidad del sonido en el agua? Compárala con la velocidad del sonido en el aire.
9)
Resuelve los siguientes problemas:
a) Qué velocidad inicial debería tener un móvil cuya aceleración es de 2 m/s 2 para alcanzar una velocidad de 108 km/h a los 5 segundos
de su partida?
b)
Un tren va a una velocidad de 18 m/s, frena y se detiene en 15 segundos. Calcula su aceleración y la distancia recorrida al frenar.
c)
Una esfera que parte del reposo se mueve durante 8 segundos con velocidad constante de
10 cm/s; luego comienza a frenarse, con una aceleración constante de - 8 cm/s2, hasta que se detiene. ¿Qué distancia recorrió desde la
partida, y durante cuánto tiempo se ha movido?
d)
¿Cuál es la aceleración que posee un móvil si recorre 500 m en 12 segundos iniciando su movimiento a 80 km/h en línea recta?
e)
Un auto se desplaza a 25 m/s durante 25 segundos. Luego frena y se detiene al cabo de 15 segundos.
1. Grafica: v = f (t).
2. ¿Qué tipo de movimiento lleva el automóvil?
3. ¿Cuál es la aceleración en cada tramo? Grafica: a = f (t).
4. ¿Qué distancia ha recorrido este automóvil?
5. ¿Cuál es la velocidad del auto a los 15 segundos, 30 y 40 segundos? Analiza los resultados obtenidos
f)
Completa los siguientes esquemas correspondientes a la caída libre y tiro de vertical de un cuerpo.
vF = 0
h = --------t = ---------
vi = 60 m/s
h = ----------
v = --------t=2s
t=3s
v = ----------
vi = 80 m/s
t=8s
vf = -----------
g)
Una bomba es lanzada desde un avión tarda 10 segundos en dar en el blanco. ¿A qué altura volaba el avión?
h)
¿Qué velocidad alcanza un cuerpo al cabo de 3 segundos de caída en el vacío?