Dpto. de Física y Química 1º BCH Curso: 2014/15

Dpto. de Física y Química
Curso: 2014/15
IES SIERRA SUR
-Valdepeñas de Jaén-
1º BCH
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
NOTA
Fecha: 07/06/2015
CALI/ORDEN/PRES
Caligrafía
Orden/Pres
ORTOGRAFÍA
Grafía
PUNTUACIÓN
EXPRESIÓN
NOTA FINAL
Tildes
OBSERVACIONES: Respuestas del examen previo de Dinámica, Energía, Termodinámica y Electricidad.
Instrucciones:
a) Duración: 1 hora y 30 minutos.
b) No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número. Se podrá responder a las preguntas en el orden que desee.
c) Puntuación: Cuestiones (nº 1, 2, 3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (nº 5 y 6) hasta 2 puntos cada uno.
d) Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las respuestas y la capacidad de síntesis.
e) Se permitirá el uso de calculadoras que no sean programables.
f) Penalizaciones: En la pregunta nº 1 por cada fallo -0,5 puntos. En el resto de las preguntas por cada fallo -0,5 puntos; por poner mal las unidades -0,5
puntos y -0,25 puntos por no ponerlas si el resultado o los resultados las requieren ; también se penalizará con –0,25 puntos por error en los cálculos o por
poner exceso o defecto de cifras decimales en ellos.
Tanto en las preguntas de teoría como de problemas -0,25 puntos por no indicar el nombre de la ley, o del principio o de la ecuación que esté aplicando.
1.- Formule o nombre los compuestos siguientes:
a) Peróxido de calcio b) Hidróxido de escandio c) Ácido-2-aminobutanoico d) NO
e) Ag2CrO4
f) CH2=CHCONH2
Res. a) CaO2 ; b) Sc(OH)3 ;
c) CH3CH2CH(NH2)COOH ;
d) monóxido de nitrógeno;
e) cromato de plata;
f) propenamida.
2.- a) Leyes de Newton de la Dinámica. Enúncialas y pon las fórmulas que las representa.
b) Dibuja y determina el valor de todas las fuerzas que actúan sobre un bloque de masa m = 10 kg apoyado
sobre un plano inclinado de 260 sobre la horizontal si se admite que no hay rozamiento de ningún tipo.
¿Cuánto tiempo tarda el bloque en recorrer 8 m en el plano partiendo del reposo ?
Dato: g = 9,8 ms-2.
Res. a) Consultad libro.
b) Consultad la respuesta nº 26 de DINÁMICA I.
p = mg = 10 kg · 9,8 ms-2 = 98 N
Px = p · sen α = 98 N · sen 26 0 = 42,96 N
Py = p · cos α = 98 N · cos 26 0 = 88,08 N
Aplicando la 2ª ley de Newton de la dinámica al cuerpo obtenemos la aceleración de bajada por el
plano inclinado. ∑F = ma ; Py está anulada por la normal (reacción del suelo). Luego la única fuerza que actúa
es Px . Por lo tanto:
Px = ma → a = Px /m = 42,96 N/10 kg = 4,296 ms -2. Se trata de un MRUV (acelerado):
x = x0 + v0 t + ½ at 2 ; como v0 = 0 y x = x0 = 8 m ; obtenemos: x – x0 = ½ at 2 , de donde
t = √2 (x – x0)/a = √2 · 8 m /4,296 ms-2 = 1,93 s.
3.- a) ¿Qué es una máquina térmica? ¿Qué se entiende por rendimiento ,ρ, de una máquina térmica?
b) La temperatura exterior en un día de verano es de 35 0C. ¿Qué eficacia o eficiencia frigorífica habrá de
tener un ambientador de “aire frío” si se pretende mantener en un local una temperatura de 15 0C?
Res. a) |Foco frío TF (el exterior)|
Una máquina térmica es cualquier aparato que sea capaz de
↑ QC
transformar calor en trabajo. Un dispositivo así transfiere
© → W (trabajo conseguido)
calor de un foco, que está a una TC , a otro que está a TF
↑ Qa
(siendo TC > TF), de manera que en el proceso una parte del
|Foco caliente TC (el hogar)|
calor se transformará en trabajo.
MÁQUINA TÉRMICA
Qa = calor absorbido en el foco caliente. Qc = calor cedido al foco frío.
RECUERDA: La nota inicial podrá disminuir hasta un máximo de 2 puntos en ESO y 3 en Bachillerato. Por caligrafía, orden, presentación,
puntuación y expresión se puede reducir un máximo de 0,5 en cada apartado. En ortografía, se penalizará con 0,25 cada falta y 0,25 cada dos tildes.
Dpto. de Física y Química
Curso: 2014/15
IES SIERRA SUR
-Valdepeñas de Jaén-
1º BCH
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
Fecha: 07/06/2015
NOTA
CALI/ORDEN/PRES
Caligrafía
Orden/Pres
ORTOGRAFÍA
Grafía
PUNTUACIÓN
EXPRESIÓN
NOTA FINAL
Tildes
OBSERVACIONES: Respuestas del examen previo de Dinámica, Energía, Termodinámica y Electricidad.
Instrucciones:
a) Duración: 1 hora y 30 minutos.
b) No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número. Se podrá responder a las preguntas en el orden que desee.
c) Puntuación: Cuestiones (nº 1, 2, 3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (nº 5 y 6) hasta 2 puntos cada uno.
d) Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las respuestas y la capacidad de síntesis.
e) Se permitirá el uso de calculadoras que no sean programables.
f) Penalizaciones: En la pregunta nº 1 por cada fallo -0,5 puntos. En el resto de las preguntas por cada fallo -0,5 puntos; por poner mal las unidades -0,5
puntos y -0,25 puntos por no ponerlas si el resultado o los resultados las requieren ; también se penalizará con –0,25 puntos por error en los cálculos o por
poner exceso o defecto de cifras decimales en ellos.
Tanto en las preguntas de teoría como de problemas -0,25 puntos por no indicar el nombre de la ley, o del principio o de la ecuación que esté aplicando.
El rendimiento de una máquina térmica se obtiene dividiendo el trabajo conseguido entre el calor
transferido del foco caliente, es decir, ρ = W/Qa = (Qa- Qc)/Qa = (TC- TF) /Ta , su valor es siempre menor que 1.
Las temperaturas de la fórmula anterior vienen en grados kelvin.
b) Las máquinas frigoríficas (congeladores, neveras, máquinas de aire acondicionado, etc.) son dispositivos
que funcionan a la inversa de las máquinas térmicas, es decir, extraen el calor de un foco frío, Q a , para
cederlo, Qc , a otro foco caliente (el exterior) gracias a un trabajo realizado, W . Su rendimiento o eficiencia o
eficiencia frigorífica viene dado por : ef = Qa /W = Qa /(Qc- Qa) = TF /(TC – TF).
|Foco caliente TF (el exterior)|
La eficiencia de una máquina frigorífica es mayor que la unidad.
↑ Qc
Las temperaturas de la fórmula anterior vienen en grados kelvin.
®←W
↑ Qa
|Foco frío TF (el interior)|
MÁQUINA FRIGORÍFICA
Qa = calor absorbido en el foco frío. Qc = calor cedido al foco caliente.
Solución a la cuestión planteada en el apartado b) de esta pregunta:
308 K.
La temperatura TF del foco frío es de 15 + 273 = 288 K y la del foco caliente (el exterior) es 273 + 35 =
Por tanto:
ef = TF /(TC – TF) = 288 K/(308 K – 288 K) = 14,4.
4.- a) Demuestra que la fórmula de la resistencia equivalente para la asociación de tres resistencias óhmicas en
paralelo es: Re = (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 )-1.
b) Se tienen tres resistencias de 2, 4 y 6 Ω, respectivamente, conectadas en paralelo:
b-1) Halla la resistencia del conjunto.
b-2) ¿Cuál será la resistencia si estuviesen conectadas en serie?
Res. a) Consultad los apuntes.
b) b-1) Re = (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 )-1 = (½ + ¼ + 1/6 )-1 = 1,09 Ω.
b-2) Re = R1 + R2 + R3 = 2 + 4 + 6 = 12 Ω.
5.- Una técnica utilizada para determinar la velocidad de una bala consiste en disparar sobre un blanco de
modo que ésta se incruste en él, observando el movimiento del blanco tras el choque. Supón que una bala de
17 g de masa, tras incrustarse en un blanco de 1.500 g, hace que el conjunto se mueva con una velocidad de
0,64 m s-1. En ausencia de rozamientos, determina la velocidad de la bala antes del impacto.
Res. a)
bala
=►
Antes del choque
blanco
bala+blanco
▓▓▓
►▓▓▓
Después del choque
Cantidad de movimiento p = mb ∙ vb
Cantidad de movimiento p´ = (mb + m) ∙ v´
-→
Como ∑F externas= 0 se cumple el principio de conservación del momento lineal. Por tanto:
RECUERDA: La nota inicial podrá disminuir hasta un máximo de 2 puntos en ESO y 3 en Bachillerato. Por caligrafía, orden, presentación,
puntuación y expresión se puede reducir un máximo de 0,5 en cada apartado. En ortografía, se penalizará con 0,25 cada falta y 0,25 cada dos tildes.
Dpto. de Física y Química
Curso: 2014/15
IES SIERRA SUR
-Valdepeñas de Jaén-
1º BCH
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
NOTA
Fecha: 07/06/2015
CALI/ORDEN/PRES
Caligrafía
Orden/Pres
ORTOGRAFÍA
Grafía
PUNTUACIÓN
EXPRESIÓN
NOTA FINAL
Tildes
OBSERVACIONES: Respuestas del examen previo de Dinámica, Energía, Termodinámica y Electricidad.
Instrucciones:
a) Duración: 1 hora y 30 minutos.
b) No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número. Se podrá responder a las preguntas en el orden que desee.
c) Puntuación: Cuestiones (nº 1, 2, 3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (nº 5 y 6) hasta 2 puntos cada uno.
d) Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las respuestas y la capacidad de síntesis.
e) Se permitirá el uso de calculadoras que no sean programables.
f) Penalizaciones: En la pregunta nº 1 por cada fallo -0,5 puntos. En el resto de las preguntas por cada fallo -0,5 puntos; por poner mal las unidades -0,5
puntos y -0,25 puntos por no ponerlas si el resultado o los resultados las requieren ; también se penalizará con –0,25 puntos por error en los cálculos o por
poner exceso o defecto de cifras decimales en ellos.
Tanto en las preguntas de teoría como de problemas -0,25 puntos por no indicar el nombre de la ley, o del principio o de la ecuación que esté aplicando.
p = p´ => mb ∙ vb = (mb + m) ∙ v´ => vb = [(mb + m) /mb] ∙ v´= [(1,5 + 0,017) kg/0,017 kg] ∙ 0,64 ms-1 =
Solución: La velocidad de la bala es de 57 ms , o lo que es igual , 205,2 km/h.
-1
= 57 ms-1
6.- Un bloque de 50 kg es empujado por una fuerza que forma un ángulo de 30 0 , como se indica en la figura
siguiente. El cuerpo se mueve con una aceleración constante de 0,50 ms -2. Si el coeficiente de rozamiento
cinético de rozamiento entre el bloque y el suelo es 0,20, calcula:
a) El módulo de la fuerza aplicada.
b) El trabajo realizado por esta fuerza cuando el bloque se desplaza 20 m.
c) La energía cinética del bloque cuando se ha desplazado la distancia anterior.
Dato: g = 9,8 ms-2.
Res. a) Aplicando la segunda ley de Newton de la dinámica, ∑F = ma
∑F = Fx – Fr
Fx – Fr= ma
[1]
Fx = F cos α = F cos 300 = F ∙ 0,866
Fy = F sen α = F sen 300 = F ∙ 0,5
Fr = μ N´ = μ (p + Fy) = μ (mg + F sen α) = 0,2 · (50 kg · 9,8 ms-2 + F sen 300) = 9,8 + F ∙ 0,5
N´ = {fuerza con que se aprietan las dos superficies} = N + Fy = p + Fy = mg + F sen α
Sustituyendo datos en la ecuación [1] obtenemos:
RECUERDA: La nota inicial podrá disminuir hasta un máximo de 2 puntos en ESO y 3 en Bachillerato. Por caligrafía, orden, presentación,
puntuación y expresión se puede reducir un máximo de 0,5 en cada apartado. En ortografía, se penalizará con 0,25 cada falta y 0,25 cada dos tildes.
Dpto. de Física y Química
Curso: 2014/15
IES SIERRA SUR
-Valdepeñas de Jaén-
1º BCH
FÍSICA Y QUÍMICA
Nombre:
NOTA
Fecha: 07/06/2015
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Caligrafía
Orden/Pres
ORTOGRAFÍA
Grafía
PUNTUACIÓN
EXPRESIÓN
NOTA FINAL
Tildes
OBSERVACIONES: Respuestas del examen previo de Dinámica, Energía, Termodinámica y Electricidad.
Instrucciones:
a) Duración: 1 hora y 30 minutos.
b) No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número. Se podrá responder a las preguntas en el orden que desee.
c) Puntuación: Cuestiones (nº 1, 2, 3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (nº 5 y 6) hasta 2 puntos cada uno.
d) Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las respuestas y la capacidad de síntesis.
e) Se permitirá el uso de calculadoras que no sean programables.
f) Penalizaciones: En la pregunta nº 1 por cada fallo -0,5 puntos. En el resto de las preguntas por cada fallo -0,5 puntos; por poner mal las unidades -0,5
puntos y -0,25 puntos por no ponerlas si el resultado o los resultados las requieren ; también se penalizará con –0,25 puntos por error en los cálculos o por
poner exceso o defecto de cifras decimales en ellos.
Tanto en las preguntas de teoría como de problemas -0,25 puntos por no indicar el nombre de la ley, o del principio o de la ecuación que esté aplicando.
0,866 F – (98 + 0,5 F) = 50 kg ∙ 0,5 ms-2;
0,866 F – 98 – 0,5 F ;
0,766 F = 25 + 98 = 123 de donde
F = 123 /0,766 = 160, 57 N.
b)
W = Fx ∙ ∆x = F cos α ∙ ∆x = F cos 300 ∙ ∆x = 160,57 N ∙ 0,866 ∙ 20 m = 2.781,15 J = 2,8 kJ.
c)
En primer lugar calculamos la velocidad final:
v = √v 20 + 2 a∙ ∆x = √0 2 + 2 ∙ 0,5 ms-2 ∙ 20 m = 4,47 ms-1
Por último, hallamos la energía cinética:
Ec = ½ mv 2 = ½ ∙ 50 kg ∙ (4,47 ms-1) 2 = 499,52 J = 0,5 kJ.
RECUERDA: La nota inicial podrá disminuir hasta un máximo de 2 puntos en ESO y 3 en Bachillerato. Por caligrafía, orden, presentación,
puntuación y expresión se puede reducir un máximo de 0,5 en cada apartado. En ortografía, se penalizará con 0,25 cada falta y 0,25 cada dos tildes.