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Clave UNAM 6823
Ciclo Escolar 2014-2015
GUÍA DE FÍSICA PARA EXAMEN DEPARTAMENTAL DE UNAM
4ª EVALUACIÓN
4º de BACHILLERATO
I INTRODUCCIÓN. Estudia la teoría sobre la física clásica y la moderna en el primer capítulo de tu libro y lo
relacionado a las unidades y mediciones en el capítulo 2
1.
2.
3.
4.
5.
División de las ciencias:
División de la Física
Ramas de la física clásica
Ramas de la física moderna
¿Qué estudia cada una de las siguientes
divisiones de la física clásica?
a) Estática
b) Dinámica
c) Mecánica
d) Cinemática
e) Hidrodinámica
f) Ondas
g) Óptica
h) Termodinámica
6. Aportación hecha por los siguientes físicos
a) Heisenberg
b) Maxwell
c) Einstein
d) Planck
e) Scrhödinger
f) Newton
7. La mecánica newtoniana aplica para objetos que
se mueven a qué fracción de la velocidad de la
luz
8. Menciona a qué se refiere cada una de las leyes
de la termodinámica
a) Ley cero
b) 1ª ley de la Termodinámica
c) 2ª ley de Newton
d) 3ª ley de la Termodinámica
9. ¿Cuándo y dónde se adopta el Sistema
Internacional de Medidas
10. ¿Cuántas y cuáles son las magnitudes
fundamentales establecidas por el sistema
internacional de medidas?
11. Menciona las unidades fundamentales físicas
para cada magnitud.
12. Medidas directas e indirectas
13. Tipos de errores en la medición y ejemplos
14. Diferenciar entre magnitudes escalares y
vectoriales. Ejemplos
Resuelve los siguientes problemas:
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
CONVERSIONES
Un terreno mide 25 metros de largo. ¿Cuánto es en yardas?
¿Cuántos metros equivalen a 25 millas?
Un monitor de televisión tiene una sección efectiva de imagen de 42 in en diagonal. Expresar esta distancia
en metros
Un motor de un auto compacto tiene 1600 cm3 de cilindraje. Calcular el volumen en m3. Expresar el resultado
en notación científica
En una carretera de Texas se ha impuesto un límite de rapidez de 75 mi/h. ¿Cuánto es en km/h?¿cuanto en
m/s?
El límite de velocidad en las autopistas de México es de 110 Km/h ¿cuánto vale en mi/h y en m/s?
Calcula 70 km/h en ft/s
¿Cuántos metros hay en 5 ft?
Encontrar la distancia a la luna en kilómetros si es de 2.39x10 5 millas
Calcular el número de metros cuadrados en una milla cuadrada
Un hombre de 75 kg de masa desea saber su equivalencia en libras
Determina 0.005 m3 en litros
Encuentra la equivalencia de 500 cm3 en litros
Una modista necesita 4.5m2 para hacer un vestido de fiesta, da su valor en cm 2 y en yd2
Un auto compacto necesita 35 litros para llenar su tanque de gasolina, da su equivalente en galones
PREFIJOS
Expresa las siguientes cifras usando prefijos 5 x 106 volts, 3x109 bytes, 5.4x10-3 m, 20x10-1 metros
Las siguientes cantidades exprésalas con su valor en base 10: 3 kiliosegundos, 20 mililitros, 234 hectómetros,
4.5 microcoulombs, 8.56 nanofaradios
Expresa en notación decimal: 7.6 x 10-6, 3.761 x 10-3, 5.9 x 104, 1.11 x 103
Escribe en notación científica el radio de la tierra 6370000 m
La constante de la gravitación universal equivale a 6.67 x 10-11 Nm2/kg2. Determina en notación decimal.
Los seis integrantes de un equipo de trabajo miden individualmente la longitud del laboratorio escolar y
obtienen los siguientes valores: a) 5.57 m b) 5.53 m c) 5.58 m d) 5.59 m e) 5.54 m y f) 5.57 m.
Determinar la manera correcta en que este equipo reportó la longitud del laboratorio
Mediante una cuerda un niño jala un carrito de juguete como se muestra en la figura. Calcular la fuerza
horizontal con la que jala el carro y el valor de la fuerza que tiende a levantarlo
50 N
35°
37. Descomponer los siguientes vectores en sus componentes Vx y Vy (utiliza funciones seno y coseno del ángulo
indicado)
400 N
80 km/h
__________
70°
27°_________
____30°
15 m
38. Encuentra la resultante y la equilibrante en los siguientes pares de vectores(utiliza teorema de Pitágoras y
función tangente para la resultante y para la equilibrante suma 180° al ángulo de la resultante)
30 m
175 N
50 m
1.6 m/s
320 N
4.2 m/s
39. Determinar la resultante (magnitud, dirección y sentido) de los siguientes sistemas de vectores coplanares y
concurrentes:
Y
60 km/h
45 km/h
Y
30°
15°
400 N
60°
45°
X
300N
60°
100 N
100 km/h
200 N
II
Interacciones mecánicas, fuerza y movimiento.
CINEMÁTICA. Unidad 4 de tu libro
1. Determinar el desplazamiento en metros que realizará un motociclista al viajar hacia el este a una velocidad
constante de 135 km/h durante 10 minutos
2. Determinar el desplazamiento en metros que realizará un corredor al dirigirse hacia el noreste a una
velocidad constante de 10 km/h durante 20 minutos.
3. Encontrar la velocidad media de un móvil que durante su recorrido hacia el sur tuvo las siguientes
velocidades: v1=15 m/s; v2=12 m/s; v3=23 m/s; v4=25 m/s
4. Un niño deja caer una pelota desde una ventana de un edificio que está a 16 m de altura. Calcular: ¿Qué
tiempo tarda en caer?
5. Del problema anterior, ¿Con qué velocidad choca contra la banqueta?
6. Un balón de futbol se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 15 m/s. Calcular: ¿Qué altura
máxima alcanzó? ¿en qué tiempo llegó a su altura máxima? ¿cuánto tiempo estuvo en el aire?
7. Un chico sobre una patineta va con una rapidez de 15 km/h se lanza por una pendiente cuesta abajo y
adquiere una rapidez de 60 km/h en dos minutos. Si la aceleración fue constante determinar la aceleración
en m/s2. Calcula la distancia que recorrió en esos dos minutos.
8. Un automóvil lleva una velocidad de 100 km/h al oeste en el momento que aprieta el freno, si ha recorrido
0.5 km antes de detenerse y la desaceleración fue constante calcular el tiempo que tardó en detenerse
9. Con los datos del desplazamiento de dos móviles en función del tiempo, se obtuvieron las siguientes
gráficas:
m
50
40
A
30
20
10
B
0
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
min
Para cada gráfica calcula:
¿Cómo se comportó la velocidad en el intervalo de tiempo de 0 a 2 minutos?
Con respecto a la gráfica, calcular la velocidad en el intervalo de 2 a 5 minutos
De la gráfica obtener la velocidad entre el intervalo de 5 a 8 minutos
Refiriéndote a la misma gráfica, ¿cuál fue su máximo desplazamiento y en qué tiempo lo alcanzó?
Define Cinemática
¿Qué se necesita para que un objeto se mueva con movimiento rectilíneo uniforme? ¿cómo sabrías que se
trata de un MRU?
Dibuja las principales gráficas que describen un MRU
¿Qué se requiere para que un móvil se mueva con movimiento uniformemente acelerado y cómo sabes que
lo es?
Distingue lo que Aristóteles y Galileo decían con respecto a la caída de los cuerpos. ¿Quién tenía razón?
¿Qué es la gravedad? ¿cuál es su valor promedio? ¿a qué se debe? ¿es la misma gravedad en la Tierra que
en la Luna? Justifica tus respuestas
2a LEY DE NEWTON. Unidad 5 en tu libro
Resuelve los siguientes problemas
19. ¿Cuál es la fuerza gravitacional con la que se atraen dos masas de 500 y 850 g respectivamente si la
distancia entre ellas es de 18 cm?
20. Calcular la aceleración que produce una fuerza de 90 N a un cuerpo de 100 g
21. Determinar la magnitud de la fuerza necesaria para empujar un objeto de 50 kg para acelerarlo 3 m/s2
22. ¿Cuál es el peso de una persona de 57.3 kg?
23. Encontrar el valor de la fuerza que debe aplicarse a un cuerpo de 500 kg para que adquiera una aceleración
de 1.2 m/s2
24. Determinar la masa de un cuerpo cuyo peso es de 850 N
25. Determinar el valor de la fuerza que debe aplicarse a un cuerpo cuyo peso es de 650 N para que adquiera una
aceleración de 1.7 m/s2
26. Calcular la aceleración que recibirá el siguiente cuerpo como resultado de las fuerzas aplicadas
35 N
70 N
m = 7 Kg
27. Calcular la aceleración que recibirá el siguiente cuerpo como resultado de las fuerzas aplicadas
5N
3N
m = 2000 g
28. Calcular la aceleración que recibirá el siguiente cuerpo como resultado de las fuerzas aplicadas
28 N
10 N
m = 2 Kg
29. ¿Cuál es la fuerza normal (fuerza de reacción) que ejerce un objeto de 50 kg que se coloca sobre una
superficie horizontal?
30. Aparato para medir la intensidad de una fuerza.
31. Define y dibuja una RESULTANTE y su EQUILIBRANTE.
32. Menciona la clasificación de las fuerzas y escribe un ejemplo de cada clasificación
33. Enuncia cada una de las leyes de Newton
Ley de la Gravitación Universal.
1. Explica las teorías de Hiparco, Ptolomeo y Copérnico, acerca del movimiento de los astros
2. Enuncia las leyes de Kepler sobre el movimiento de los planetas
3. Describe las contribuciones de Galileo en el estudio del Universo
4. ¿Qué es la fuerza gravitacional?
5. ¿Quién emitió la Ley de la Gravitación Universal? Escribe su expresión matemática y el significado y unidad
de cada variable
6. La fuerza gravitacional es siempre de _______
7. ¿Qué se entiende por Cosmos y qué es la Vía Láctea?
8. Explica la Teoría del Big Bang, menciona quién la propuso
9. Escribe la equivalencia en kilómetros de la unidad astronómica
10. Significado de cometa en griego
11. Primer satélite artificial de la Tierra
12. Velocidad requerida por las naves espaciales para vencer la gravedad terrestre y comenzar su viaje espacial
13. Hallar la fuerza gravitacional con la que se atraen un miniauto de 2000 kg con un camión de 5000 kg al estar
separados 15 m.
14. Encuentra la distancia que debe haber entre un cuerpo de 600 g y otro de 400 g para que se atraigan con
una fuerza de 2x10-3 N
15. Calcula la magnitud de la fuerza con la que se atraen dos cuerpos cuyos pesos son de 98 N y 300 N al haber
entre ellos una distancia de 50 cm
Fricción
16. Definición de fricción
17. Realiza un esquema para explicar lo que es una fuerza de reacción normal de un cuerpo colocado en una
superficie horizontal
18. Definición de coeficiente de fricción estático y dinámico. Escribe su expresión matemática y significado de
cada variable.
19. Menciona tres ventajas y tres desventajas de la fricción
20. ¿Cómo se reduce la fricción?
Trabajo mecánico
21. Define trabajo desde el punto de vista de la Física
22. En el cálculo del trabajo mecánico la fuerza y el desplazamiento deben seguir trayectorias_______
23. El trabajo es una magnitud _____
24. ¿Por qué no realiza trabajo mecánico un caballo que camina 5 km llevando una carga sobre su lomo? Si
después de haber caminado los 5 km el caballo permanece con la carga en su lomo ¿hace trabajo
mecánico?
25. Las unidades de medida del trabajo son iguales a las de_______
26. La unidad de medida llamada Joule resulta de multiplicar________
27. Un albañil levanta un bulto de cemento de 50 kg desde el suelo hasta una altura de 75 cm. ¿Qué trabajo
realiza? Si el albañil sostiene el bulto de cemento a esa misma altura por tres minutos ¿Qué trabajo hace? y
si camina llevando el bulto a la misma altura ¿realizó trabajo?
28. Un cuerpo de 20 N se jala con una fuerza de 12 N formando un ángulo de 20° respecto a la dirección del
desplazamiento. ¿Cuál será el valor del trabajo realizado si el desplazamiento del cuerpo es de 4 m?
Energía mecánica
29. Escribe la división de la energía mecánica
30. Anota la fórmula correspondiente para la energía potencial y la cinética. Explica las variables que intervienen
en dichas fórmulas y las unidades de medida de las variables.
31. ¿Qué dice la Ley de la conservación de la energía?
32. Hallar la energía cinética que lleva una bala de 8 g si su velocidad es de 420 m/s
33. Calcular la energía potencial de una caja de 25 kg si se eleva a 2.5 m
34. Un objeto de 4 kg se encuentra a 5 m de altura. Calcula su energía potencial y la velocidad con la que choca
en el suelo si cae accidentalmente.
Potencia mecánica
35. Definición. Fórmula. Unidad de medida. Conversión a caballo de fuerza
36. Calcular la potencia en watts y hp de una grúa que es capaz de levantar 30 bultos de cemento hasta una
altura de 10 m en 2 segundos. Cada bulto tiene una masa de 50 kg
37. Determinar el tiempo que requiere un motor de 37 500 W para elevar una carga de 5290 N hasta una altura
de 35 m
Materia y sus propiedades físicas. Unidad 6 en tu libro
38. Propiedades intensivas y extensivas con 2 de cada una
39. Sinónimo de densidad. Fórmula y unidades de medida.
40. En un laboratorio situado al nivel del mar y con una temperatura controlada de 4 °C, se midieron en 10 ml de
agua en una probeta, su masa se determinó en una balanza encontrándose un valor de 10 g. Calcular:
a) Su densidad en g/ml, g/cm3, kg/m3
b) Si en lugar de 10 ml se midieran 1000 cm 3 ¿cambiaría el valor de la densidad del agua? ¿Por qué?
c) ¿Qué volumen ocuparán 600 g de agua?
41. Si te muestran dos frascos de vidrio idénticos, perfectamente tapados, con capacidad de un litro cada uno,
llenos de un líquido incoloro y te preguntan si son de la misma sustancia, ¿cómo harías para responder sin
necesidad de destapar los frascos?
42. Un cubo de plomo de 3.097x10-4 m3 tiene una masa de 3.5 kg. Encuentra su densidad
43. La densidad del corcho es de 0.23 g/cm3, si se tiene un pedazo de 50 g, determinar su volumen. Si este trozo
de corcho se pone en agua, alcohol, aceite ¿flotará? Justifica tu respuesta
Presión. Unidad 8 en tu libro
44. Sobre un líquido encerrado en un recipiente se aplica una fuerza de 60 N mediante un pistón de sección
transversal igual a 0.01 m2. ¿Cuál es el valor de la presión?
45. Calcular la fuerza que debe aplicarse a un área de 0.8 m 2 para que exista una presión de 5000 Pa.
46. Si la presión hidrostática en el fondo de un tinaco es de 14 700 Pa, ¿cuál es su altura?
47. Si un recipiente de 2 m de alto se llena con distintos líquidos, calcular la presión hidrostática en el fondo del
mismo con alcohol ( 790 kg/m 3), aceite ( 915 kg/m3) y mercurio (13 600 kg/m3)
48. Unos neumáticos se inflan a 30 lb/in2, ¿Cuál es la presión absoluta que soportan al nivel del mar en mm de
Hg, cm de Hg, Pascales y lb/in2
49. Se bombea agua con una presión de 2.5x103 Pa. ¿Cuál será la altura máxima que puede subir el agua por la
tubería?
50. Escribe el concepto de presión y la diferencia con el concepto de fuerza
51. ¿Es la misma cantidad de presión atmosférica para la cima del Popocatépetl que para Acapulco?Argumenta
tu respuesta
Principio de Pascal
52.
53.
54.
55.
56.
Enuncia el principio de Pascal
Explica cómo funciona una prensa hidráulica y escribe su expresión matemática
Define qué es un pascal
Anota al menos tres aplicaciones de la prensa hidráulica
¿Qué fuerza se obtendrá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica cuya área es de 50 cm 2, cuando en el
émbolo menor de 8 cm2 de área se le aplica una fuerza de 100 N?
57. Calcular el área que debe tener el émbolo menor de una prensa hidráulica para que al aplicarle una fuerza de
70 N en el émbolo mayor de 15 cm 2 se produzca una fuerza de 1050 N
Principio de Arquímedes
58. Enuncia el principio de Arquímedes
59. Conforme al principio de Arquímedes, si el empuje ocasionado por el fluido es menor que el peso del cuerpo,
éste____, si el empuje es mayor que el peso del cuerpo, éste _____
60. ¿Por qué flota un barco a pesar de tener grandes dimensiones?
61. ¿Cómo se calcula el empuje que recibe un cuerpo al sumergirlo en un líquido?
62. Anota al menos tres aplicaciones de este principio
63. ¿Con qué unidad se mide el Empuje?
64. Un cubo de madera de 22 cm de lado se sumerge totalmente en agua, ¿qué empuje recibe? La densidad del
agua es de 1000 kg/m3
65. Si el cubo de madera del problema anterior tiene un peso de 45 N, determinar su peso aparente.
66. Un prisma de madera de 50 cm 2 de base y 10 cm de altura, se sumerge hasta la mitad en un recipiente con
alcohol ¿Qué volumen de alcohol desaloja? ρ del alcohol es 790 kg/m 3
Ley de Boyle
67. Enuncia esta ley. Escribe su fórmula
68. Cuando un proceso se realiza a temperatura constante se denomina ___________
69. Un gas recibe una presión de 2 atmósferas y ocupa un volumen de 125 cm 3. Calcular la presión que debe
soportar para que su volumen sea de 95 cm 3
III Interacciones térmicas.
Temperatura y Calor. Unidad 11 en tu libro
1. Para hornear unas galletas, la receta dice que se debe calentar el horno a 300 °F ¿cuál es su equivalente en °C?
2. El desierto de Sonora registra en el verano una temperatura promedio de 50 °C, calcula en °F
3. Calcula la temperatura en °C de un gas que se encuentra a 295 K
4. Determina 393 K en °F
5. Un tubo de vidrio de 50 cm de largo a 20 ºC se calienta hasta 50 ºC. ¿Cuál es su longitud final? ¿Cuánto se alargó? El
coeficiente de dilatación lineal del vidrio es α=7.3x10 -6 /ºC
6. ¿Cuál es la longitud de un riel de hierro de 50 m a 40 ºC si la temperatura desciende a 6 ºC? ¿Cuánto se contrajo? El
coeficiente de dilatación lineal del hierro es α=11.7x10-6 /ºC
7. Una lámina de aluminio para hornear galletas a 25 ºC mide 50x70 cm ¿Qué superficie tendrá a 180 ºC? El coeficiente de
dilatación para el aluminio es γ=44.8x10-6/ºC
8. Un tubo de cobre tiene un volumen de 0.009 m3 a 10 ºC y se calienta a 200 ºC. ¿Cuál es su dilatación cúbica en m3 y en
litros?
9. Calcula el calor específico de una muestra metálica de 100 g que requiere 868 calorías para elevar su temperatura de 50 °C a
90 °C. Identifica la sustancia de que se trata consultando en internet o en tu libro.
10. ¿Qué cantidad de calor se necesita suministrar a 0. 5kg de agua para que se eleve su temperatura de 10 °C a 80°C? El calor
específico del agua es 1 cal/g °C
11. A un gas encerrado en un cilindro con émbolo se le suministran 300 calorías y realiza un trabajo de 300 J ¿Cuál es la
variación de la energía interna del sistema en joules y en calorías?
12. Sobre un sistema se realiza un trabajo de 200 joules y éste libera 60 calorías al ambiente ¿cuál es la variación de su energía
interna?
13. Un sistema al recibir un trabajo de 170 J sufre una variación en su energía interna de 80 J. Determina la cantidad de calor que
se transfiere en el proceso y contesta si el sistema recibe o cede calor
14. Sobre un sistema se realiza un trabajo de 100 J y éste libera 40 calorías hacia los alrededores. Encontrar la variación de la
energía interna
15. ¿Cuál será la variación de la energía interna en un sistema que recibe 50 calorías y se le aplica un trabajo de 100 J?
16. Determina la eficiencia de una máquina térmica que recibe 6.8 x10 6 cal realizando un trabajo de 8.87 x106 J
17. Calcular la eficiencia de una máquina térmica a la que se le suministran 5.8 x10 8 cal realizando un trabajo de 6.09 x108 J
18. Calcular en joules el trabajo que producirá una máquina térmica cuya eficiencia es de 22% al suministrarle 4.5 x103 cal
19. Hallar en joules el trabajo producido por una máquina térmica con una eficiencia de 20 % cuando se le suministran 8.7 x10 5
calorías
20. A una máquina térmica se les suministran 5.2 x104 calorías de las cuales 3.2 x104 calorías se disipan a la atmósfera ¿Cuál es
su eficiencia?
21. En una máquina térmica se emplea vapor producido por una caldera a 400°C, mismo que después de ser utilizado para
realizar trabajo es expulsado al ambiente a una temperatura de 210°C. Determinar la eficiencia de la máquina.
22. En una máquina térmica se emplea vapor producido por una caldera a 240°C, mismo que después de ser utilizado para
realizar trabajo es expulsado al ambiente a una temperatura de 110°C. Determinar la eficiencia de la máquina.
23. Contesta las preguntas siguientes de la AUTOEVALUACIÓN pág. 368:
2,5,7,11,13,14,15,16,19,21,22,37,38,40,43,44,46,47,48,49,50,51,52,54,55,57,58