SOLUCIÓN EXAMEN 4 ESO ENERGIA

1. Una persona tiene contratado con la compañía eléctrica 4,4 Kw y le llega una factura por 300 Kw·h. ¿Qué magnitudes físicas son cada una? [1 PUNTO AMBAS BIEN]

La primera cantidad hace referencia a la potencia. La compañía eléctrica le suministra 4400 Julios cada segundo, (4,4 Kw), como máximo.

La segunda cantidad hace referencia a la energía total consumida. en las unidades se observa que estamos multiplicando potencia (Kw) por tiempo (h), y el resultado serán unidades de energía. Podemos pasarlo a Julios, para ello pasaríamos los Kw a wattios y las horas a segundos.

300Kw·h·(1000W/1 KW)·(3600s/1h)=1080000000 Julios.

2. Un ascensor sube a una persona con 2 maletas desde la planta baja hasta el 4º piso, situado a 16 metros de altura. ¿Quién hace más trabajo, el ascensor subiendo persona y equipajes, o la persona subiendo con todo por las escaleras? [0,5 correcto; 0,5 justificación]

Hacen el mismo trabajo en el caso ideal. Ambos tienen que hacer una fuerza vertical al menos igual que el peso que deben vencer: peso de la persona de las dos maletas. Y ambos deben producir un desplazamiento vertical similar. Por tanto al multiplicar fuerza por desplazamiento el resultado será el mismo.

Otra cosa es la potencia, al ser esta la velocidad a la que ejercemos un trabajo. El ascensor hace el mismo trabajo que la persona pero en menos tiempo, es pues más potente.

3. Indica el tipo de energía presente en cada caso[0,5 por cada caso]

a. Un pájaro volando a ras del suelo.

b. Un árbol flexionado por el viento.

c. Las gotas de lluvia.

a. Tiene energía cinética debido a su movimiento, la potencial al volar a ras del suelo podemos suponerla nula.

b. Potencial elástica. Se comporta como un muelle, al cesar el viento el árbol recuperará la posición vertical.

c. Potencia gravitatoria y cinética. Al caer están situadas a cierta altura, y se mueven con una velocidad distinta de cero.

4. Una bola de 10 Kg de masa se encuentra a 200 metros de altura cuando comienza a caer por una rampa inclinada sin rozamiento. Cuando llega a la base de la rampa rueda hasta detenerse por acción de una fuerza de rozamiento, sabemos que el coeficiente de rozamiento es 0,35. Entonces: ¿Con qué velocidad llegó a la base?¿Qué distancia sobre la base recorrió hasta pararse? [0,5 croquis con todas las magnitudes; 0,5 uso correcto de unidades; 0,5 despeja y luego sustituye los datos numéricos; 1 cada solución numérica]

5. ¿Qué diferencias existen entre un sistema asilado, uno cerrado y otro abierto? Escribe un ejemplo de cada uno de ellos. [1 punto las diferencias y 1 punto los ejemplos]

Un sistema físico está separado del resto del Universo por una superficie real o imaginaria. Esta superficie puede dejar pasar, o no, a la energía y a la materia.

Un sistema abierto permite pasar energía y materia, es el caso de nuestro propio cuerpo.

Un sistema cerrado no permite pasar materia, pero sí energía, es el caso de una cazuela cerrada puesta al fuego.

Un sistema aislado no permite pasar ni materia ni energía: idealmente sería un termo cerrado con te caliente.

6. ¿qué condiciones deben ocurrir para que el trabajo sea una cantidad nula?

El trabajo por definición matemática sería W=F·s·cos(A). Siendo F la fuerza que actúa, "s" el espacio recorrido bajo la acción de la fuerza, y "A" el ángulo que hay entre la dirección del movimiento y la fuerza.

Si la F=0N, no hay fuerza. Caso trivial.

Si s=0m, no hay desplazamiento. Por ejemplo al empujar una pared.

Si cos(A)=0, caso cuando A=90º, por ejemplo la fuerza de atracción del Sol sobre la Tierra y el desplazamiento de esta mantienen un ángulo de 90º