1.
Una persona empuja un bloque guardando un ángulo
con la horizontal de 30º. Emplea una
fuerza de 50 N y lo desplaza una distancia de 100 metros en 2 minutos. Calcula
el trabajo empleado y la potencia desarrollada en unidades del Sistema
Internacional. [0,5 croquis; 0,5 escribe
ambas fórmulas; 0,5 usa unidades; 0,5 cada cálculo]
Sólo es necesario escribir las ecuaciones
del trabajo y de la potencia y sustituir los datos:
W=F·S·cosα=50N·100m·cos(30)=4330 Julios
Pot=W/t=4330J/120s=36
wattios
2. Un objeto se mueve con velocidad “v” y tiene masa “m”. Explica qué le ocurrirá a su energía cuando su velocidad aumenta cinco veces. [0,5 respuesta correcta; 1 punto explicación basada en argumentos físicos]
Ec=1/2
mv2
Al aumentar cinco veces su velocidad, v2=5v,
y podemos calcular su nueva energía cinética:
Ec2=1/2mv22=1/2m(5v)2=25·(1/2mv2)=25Ec
Su energía cinética aumenta 25 veces. (El
cuadrado de 5)
2.
Mezclamos 200 gramos de agua con un calor
específico de 1 cal/gºC, a una temperatura de 20ºC con 400 gramos de un tipo de
alcohol a 80ºC cuyo calor específico es de 0,3 cal/gºC. ¿A qué temperatura
terminará la mezcla? [0,5 croquis;
0,5 uso de unidades; 0,5 escribe fórmula; 0,5 despeja antes de sustituir; 0,5
resultado]
El calor que gana el agua, Q1, y el calor
que pierde el alcohol son iguales en valor absoluto, pero de signos opuestos,
Por tanto Q1+Q2=0
Ambos son calores sensibles:
Q1=Magua·Ceagua(teq-tagua) Q2= Malcohol·Cealcohol(teq-talcohol)
Magua·Ceagua(teq-tagua)+
Malcohol·Cealcohol(teq-talcohol)=0
Despejamos la temperatura de equilibrio.
Magua·Ceaguateq
- Magua·Ceaguateagua + Malcohol·Cealcohoteq
- Malcohol·Cealcoholtalcohol=0
(Magua·Ceagua + Malcohol·Cealcoho
)teq = Magua·Ceaguateagua
+ Malcohol·Cealcoholtalcohol
4. ¿Qué diferencia existe entre calor y
temperatura? . [0,5 respuesta correcta; 1
punto explicación basada en argumentos físicos]
Son dos
magnitudes físicas relacionadas entre sí, pero no representan la misma
magnitud.
El calor es
la energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando se encuentran en
contacto térmico y están a distinta temperatura.
La temperatura
es la propiedad que tienen en común dos objetos que están en equilibrio térmico
entre sí. Está relacionada con la velocidad de agitación térmica de las
moléculas.
5.
Utilizando magnitudes físicas energéticas, indica hasta qué altura puede ascender un cohete de 100 gramos de masa si
despega con una velocidad de 40 m/s. (Dato g= 9,8 m/s2). [0,5 croquis; 0,5 escribe fórmulas; 0,5 usa unidades;
0,5 cálculo]
Si no hay rozamiento, ni otras
fuerzas ajenas a la gravedad, podemos admitir que la energía del cohete es la
misma al despegar que en el punto más alto del recorrido, lo única que cambia es
su forma de almacenar energía.
E1=Ec1+Ep1=Ec1=1/mv12
E2=Ec2+Ep2=Ep2=mgh2
Igualamos E1=E2
1/mv12= mgh2
H2=(1/2)· v12/g=(1/2)1600(m2/s2)/9,8(m/s2)=81,63m
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