Download fisica - CECyT 3

COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 1.SISTEMAS DE UNIDADES.
SESIÓN NO. 2
FISICA
SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES
MKS
CGS
Centímetros,
gramos,
segundos.
Metros,
kilogramos,
segundos.
FÍSICA
La física es la disciplina científica abocada al estudio los fenómenos de la materia y la energía que no alteren
su estructura molecular, determina los principios y las leyes que rigen el comportamiento de los fenómenos
físicos.
La física para su estudio se divide en:
Física clásica: mecánica, termología, acústica, óptica, electricidad y magnetismo.
MAGNITUD FÍSICA: es la cualidad del objeto en estudio que se puede comparar.
Las magnitudes físicas fundamentales: son aquellas que se pueden medir directamente, como: la masa,
cantidad de materia que tiene un cuerpo; la longitud, distancia que existe entre dos puntos dados; y el tiempo,
lapso que transcurre para la realización de un fenómeno.
MEDIR: La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a una propiedad física, como
resultado de una comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado
como unidad.
Sistema Internacional de Unidades.: Acuerdo a nivel internacional en el cual se definen las unidades de
comparación que serán utilizadas por todos los países participantes.”
CECYT3_2017
1
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
Magnitud
Nombre
Símbolo
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
kg
Tiempo
segundo
s
Intensidad de corriente eléctrica
ampere
A
Temperatura termodinámica
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
mol
Intensidad luminosa
candela
cd
Es el En el Sistema Internacional existen 7 unidades en las que se fundamenta el sistema y de cuya
combinación se obtienen todas las unidades derivadas.
Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias,
es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI
básicas y/o suplementarias.
Por ejemplo la magnitud correspondiente, corresponden a aquellas que para medirse requieren de más de
una magnitud fundamental, y se calculan a partir de expresiones matemáticas, como el área, que se
establece a partir de dos longitudes.
Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y
suplementarias.
Magnitud
Nombre
Símbolo
Superficie
metro cuadrado
m2
Volumen
metro cúbico
m3
Velocidad
metro por segundo
m/s
Aceleración
metro por segundo cuadrado
m/s2
Número de ondas
metro a la potencia menos uno
m-1
Masa en volumen
kilogramo por metro cúbico
kg/m3
Velocidad angular
radián por segundo
rad/s
Aceleración angular
radián por segundo cuadrado
rad/s2
CECYT3_2017
2
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Submúltiplos
Múltiplos
Prefijo
Símbolo
Factor
Exa
E
1018
Equivalente
1000000000000000000
Peta
P
1015
1000000000000000
Tera
T
1012
1000000000000
Giga
G
109
1000000000
Mega
M
106
1000000
Kilo
k
103
1000
Hecto
h
102
100
Deca
da
101
10
Deci
da
10-1
0.1
Centi
c
10-2
0.01
Mili
m
10-3
0.001
Micro
µ
10-6
0.0000001
Nano
n
10-9
0.0000000001
Pico
p
10-12
0.0000000000001
Femto
f
10-15
0.0000000000000001
Atto
a
10-18
0.0000000000000000001
CECYT3_2017
3
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
NOTACION CIENTÍFICA
Al estudiar los fenómenos se presentan cantidades difíciles de manejar, para ellos nos auxiliaremos de la
notación en base diez o científica. Las cantidades numéricas se redondearán con una cifra significativa.
EJEMPLO 1.
2000 lo podemos manejar como 2x 103 ó 0.00 5 lo manejamos 5x10-3
TRANSFORMACION DE UNIDADES
Consiste en convertir una cantidad expresada en su unidad a otra cantidad, con lo cual puede ser mayor o
menor a la cantidad original. Para ello utilizamos el factor de conversión por uno que corresponde a la expresión
en forma de proporción del equivalente de una unidad.
EJEMPLOS: 2
Convertir 5m a km:
1 Km
Km
500 m = 500 m (1000
) = (500m
) = (500Km
) = 0.5 km
m
1000 m
1000
EJEMPLOS: 3
Convertir: 90km/ h a m/s
90
𝐾𝑚
ℎ
= (90
(90) (1000)(𝑘𝑚) (𝑚)(ℎ)
Km
1h
) (1000m
) (3600
)=
h
1km
s
3600 (ℎ)(𝐾𝑚)(𝑠)
= 25
𝑚
𝑠
CECYT3_2017
4
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1.
a)
b)
c)
d)
Es todo aquello que puede ser medido.
Magnitud.
Conversión.
Sistema métrico decimal.
SI.
2.
a)
b)
c)
d)
Sistema cuyas iníciales corresponden al metro, kilogramo y segundo.
MKS.
cgs.
S.I.
Universal.
3.
a)
b)
c)
d)
Es una unidad fundamental de la magnitud LONGITUD.
metro.
segundo.
kilogramo.
kelvin.
4.
a)
b)
c)
d)
Es una unidad fundamental de la magnitud TIEMPO.
metro.
segundo.
kilogramo.
kelvin.
5.
a)
b)
c)
d)
Convertir 9 [km] a [m]:
90
[m]
900 [m]
9000 [m]
90 000 [m]
6.
a)
b)
c)
d)
Convertir 20 [m] a [cm]:
20
[cm]
200 [cm]
2000 [cm]
20000 [cm]
7.
a)
b)
c)
d)
Convertir 8 [kg] a [g]:
80
[g]
800 [g]
8000 [g]
80 000 [g]
8.
a)
b)
c)
d)
Convertir 10 [cm2] a [m2]:
0 000 [m 2]
100
[m2]
0.001
[m2]
0.00001 [m2]
CECYT3_2017
5
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
9. Convertir 18 [km/h] a [m/s]:
a.
2.7 [m/s]
b.
15 [m/s]
c.
5 [m/s]
d.
10 [m/s]
10. Convertir 10 [m/s] a [km/h]:
a.
3.6 [Km/s]
b.
36 [Km/s]
c.
360 [Km/s]
d.
3600 [Km/s]
BIBLIOGRAFÍA
1. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de conocimientos.
Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
2. Física. Natasha Lozano de Swaan. Santillana, S.A. DE C.V.
3. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
CECYT3_2017
6
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 2. TIPOS DE MAGNITUDES.
SESIÓN NO. 3
MAGNITUD
Es todo aquello que puede ser
medido
ESCALARES
VECTORIALES
MAGNITUD ESCALAR
Es aquella que para definirse sólo necesita una cantidad numérica y su unidad.
Ejemplos:
30 metros, 20 horas, 7kilogramos, 15 m2, 80 cm3.
MAGNITUD VECTORIAL
Es aquella que para definirse requiere una cantidad numérica, su unidad, su dirección y sentido.
Ejemplos:
La fuerza, la velocidad y aceleración son ejemplos de cantidades vectoriales.
VECTOR
Es la representación gráfica de una cantidad vectorial.
VECTORES IGUALES
Si la magnitud, dirección y sentido de dos vectores A y B son iguales, entonces se dice que ambos son vectores
iguales.
CECYT3_2017
7
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
VECTORES PARALELOS:
Dos vectores son paralelos si las rectas que las contienen son paralelas.
Ejemplo.
VECTORES COLINEALES:
Cuando sus líneas de acción se encuentran sobre una misma recta.
VECTORES CONCURRENTES.
Vectores concurrentes a aquellos que atraviesan un mismo punto. Debido a que, al pasar por dicho punto dan
lugar a la creación de un ángulo, los vectores concurrentes también se denominan vectores angulares.
VECTORES EN EL PLANO
Si A, se representa sobre el plano cartesiano, se puede ver de la siguiente forma
CECYT3_2017
8
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Fx.-Componente
horizontal
y
F=(Fx, Fy)
Fy
𝜃
Fy.-Componente vertical
𝐹 = √𝐹12 + 𝐹22 Resultante
𝐹𝑦
𝜃 = tan( )
x
𝐹𝑥
Fx
Operaciones con vectores.
Para sumar o restar vectores se utilizan los siguientes métodos:
Suma de vectores por el método del triángulo.
Consiste en colocar a los vectores uno tras otro, respetando su magnitud, dirección y sentido, para obtener el
vector resultante, se une el punto de aplicación del primer vector con la punta de flecha del segundo vector.
EJEMPLO 1.
EJEMPLO 2.
Ejemplo 3.
CECYT3_2017
9
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
METODO DEL PARALELOGRAMO:
Para el caso de vectores concurrentes, se usa el método del paralelogramo, la cual consiste en dibujar las
proyecciones de cada vector, la resultante se dibuja en la intersección de estas proyecciones:
F1
F2
R
F2
F1
Las líneas punteadas representan las proyecciones de los vectores.
EL METODO ANALÍTICO:
Sean F1 (2N, 4N), F2 (-2N, 1N), Obtener F1+F2
𝑭𝟏 + 𝑭𝟐 = (𝟐𝑵, 𝟒𝑵) + (−𝟐𝑵, 𝟏𝑵) = (𝟐𝑵 − 𝟐𝑵, 𝟒𝑵 + 𝟏𝑵) = (𝟎𝑵, 𝟓𝑵)
CECYT3_2017
10
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Las cantidades que están formadas por un número y una unidad se llaman?
a) Vectoriales.
b) Coplanares
c) Escalares.
d) Concurrentes
2. Las cantidades que están formadas por una magnitud, dirección y sentido se llaman.
a) Vectoriales.
b) Coplanares
c) Escalares.
d) Divergentes
3. Son ejemplos de cantidades escalares
a) 45minutos, 25 m2, 3 litros , 10 años.
b) 230Km hacia el Norte; 100 km/h hacia Acapulco. ; 70 N a 45 o
c) El agua
d) Los kilómetros
4. Son ejemplos de cantidades vectoriales.
a) 45 minutos; 25 m2; 3 litros; 10 años.
b) 590 km hacia el Norte; 100 km/h hacia Acapulco. ; 70 N a 45o
c) El agua
d) Los segundos
5. Magnitudes escalares son:
a) Distancia, rapidez, masa, voltaje.
b) Velocidad, desplazamiento, aceleración, fuerza.
c) Gasolina
d) Los miliampers
6. Magnitudes vectoriales son:
a) Distancia, rapidez, masa, voltaje.
b) Velocidad, desplazamiento, aceleración, fuerza.
c) Gasolina
d) Los miliampers
7. Cuáles son las características de un vector?
a) Punto de aplicación, magnitud, dirección y sentido.
b) Punto de aplicación, espacio, dirección y sentido.
c) Magnitud, tangente, dirección y sentido.
d) Magnitud, señal, dirección y sentido.
8. ¿Cuáles sería una de las propiedades de un vector?
a) Transmisibilidad del punto de aplicación.
b) Dirección
c) Amplitud
d) Transportación mínima.
CECYT3_2017
11
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
9. ¿Cuál de las figuras siguientes se refiere a un sistema de vectores concurrentes?
b)
a)
c)
d)
10. ¿Cuál de las figuras siguientes se refiere a un sistema de vectores colineales?
b)
a)
d)
c)
11. ¿En cuál de las siguientes figuras está correctamente aplicado el método del paralelogramo?
a)
c)
F1
F1
F2
F2
R
F1
F2
R
F2
F1
CECYT3_2017
12
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
F1
b)
F1
d)
F2
F2
R
R
F2
F1
F1
12. ¿Cuál es la magnitud de la suma de: 𝐹1 (2
a)
b)
c)
d)
F2
𝑚
𝑚
, −1 ) 𝑦
𝑠
𝑠
𝐹2 (1
𝑚
𝑚
, 5 )?
𝑠
𝑠
2 m/s
5 m/s
√45 m/s
√37 m/s
BIBLIOGRAFÍA
4. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de conocimientos.
Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
5. http://definicion.de/vectores-concurrentes/#ixzz4PdJ6i796
6. Física Natasha Lozano de Swaan . Santillana, S.A. DE C.V.
CECYT3_2017
13
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 3. CINEMÁTICA.
3.1 MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME
SESIÓN NO. 4
CINEMÁTICA
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME
Trayectoria en línea
recta
Velocidad constante
No hay aceleración
CINEMÁTICA
Rama de la física clásica encargada de estudiar los diferentes tipos de movimiento sin atender las causas que
lo producen.
EL MOVIMIENTO:
Es física se dice que un cuerpo está en movimiento con respecto a otro cuando su posición respecto a ese
cuerpo está cambiando al trascurrir el tiempo.
PARTICULA:
Un cuerpo puede ser considerado como una partícula, cuando: sus dimensiones sean muy pequeñas en
comparación con la distancia recorrida.
TRAYECTORIA:
Un cuerpo puede seguir diversos caminos al pasar de un lugar a otro; el camino que sigue ese cuerpo al
cambiar de posición es lo que llamamos trayectoria.
La trayectoria en la línea descrita por el cuerpo durante el movimiento.
DISTANCIA:
Es la longitud del camino recorrido por un móvil al pasar de un punto inicial a un punto final; es una magnitud
escalar.
DESPLAZAMIENTO:
Nos indica el cambio de posición de un cuerpo durante su movimiento, con base a un sistema de referencia;
es una magnitud vectorial.
VELOCIDAD:
Está definida como el desplazamiento que experimenta un cuerpo por unidad de tiempo; es una magnitud
vectorial, matemáticamente se expresa como:
𝑣=
𝑣 − 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑚/𝑠),
𝑑 − 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜(𝑚),
𝑡 − 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 (𝑠)
𝑑
𝑡
CECYT3_2017
14
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
RAPIDEZ:
Se define como el modulo (magnitud) de la velocidad; es una magnitud escalar.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME:
El movimiento más simple que pueden tener los objetos es el movimiento rectilíneo uniforme, este se presenta
cuando por ejemplo, un auto que viaja en una carretera recta manteniendo una velocidad constante.
CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME:
1. La velocidad es constante en todo el intervalo de estudio.
2. El móvil o cuerpo en movimiento recorre distancias iguales en tiempos iguales.
3. La velocidad y el desplazamiento tienen la misma dirección y sentido.
4. El valor del desplazamiento y la distancia recorrida son iguales.
5. El valor de la velocidad y la rapidez es el mismo.
LA GRÁFICA DESPLAZAMIENTO – TIEMPO:
Es una recta cuya pendiente es igual al valor de la velocidad que lleva el cuerpo al pasar de un punto a otro.
𝑚=𝑣=
𝑑2 − 𝑑1
𝑡2 − 𝑡1
LA GRÁFICA VELOCIDAD – TIEMPO:
Es una recta paralela al eje del tiempo y el área bajo la recta es igual al valor de la distancia recorrida por el
móvil.
𝐴 = 𝑏 ∗ ℎ = 𝑡 ∗ 𝑣 = á𝑟𝑒𝑎
CECYT3_2017
15
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
EJEMPLO 1.
Un automóvil se mueve en línea recta, recorriendo una distancia de 5 Km en 50 s, determinar el valor de la
velocidad.
Datos
𝑑 = 5 𝑘𝑚 = 5000𝑚
t=50 s
a)
b)
c)
d)
Formula y sustitución
𝑑
5000𝑚
𝑣= =
=100 m/s
𝑡
50𝑠
500 m/s
1000 m/s
100 m/s
50 m/s
EJEMPLO 2.
Con base a la siguiente gráfica, determina cual es el avión que lleva mayor velocidad.
d (m)
B
800
A
400
t(s)
2
a)
b)
c)
d)
4
Avión A
Avión B
Están en reposo
Misma velocidad A y B
CECYT3_2017
16
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Un ciclista se desplaza 800 m con una rapidez de 20 m/s, en una pista recta, ¿en que tiempo
realiza dicho desplazamiento?
a)
b)
c)
d)
40 s
400 s
16000 s
0.025 s
2. Un automovilista necesita llegar en 2 h a una ciudad que está a 120 Km, ¿Qué velocidad debe
desarrollar para llegar a tiempo?
a)
b)
c)
d)
240 Km/h
60 km/h
180 Km/h
120 Km/h
3. ¿Qué estudia la cinemática?
a) Por qué se mueven los cuerpos
b) La causa del movimiento de los cuerpos
c) El movimiento de los cuerpos sin importar la causa que lo produce
d) El movimiento de los cuerpos considerando la causa que los produce
4. ¿Físicamente qué significado tiene afirmar que: “Un cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo
uniforme”?
a) El cambio en tiempo respecto a la posición varía
b) El cambio de velocidad varía irregularmente con el tiempo
c) El cambio de la aceleración varía irregularmente con el tiempo
d) El cambio de posición respecto del tiempo es constante
5. ¿Cuál es una de las características del movimiento rectilíneo uniforme?
a) Su velocidad es cero
b) Su velocidad disminuye respecto del tiempo
c) Su velocidad no cambia respecto del tiempo
d) Su velocidad varía respecto del tiempo
6. ¿En cuánto tiempo un automovilista recorre un desplazamiento de 1 Km si lleva una velocidad
constante de 20 m/s?
a) 50 s
b) 500 s
c) 20 s
d) 200 s
CECYT3_2017
17
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
7. ¿Qué significado físico tienen las siguientes gráficas?
d
a
v
t
a)
b)
c)
d)
8.
t
t
Representan un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Ambos movimientos son rectilíneo y uniforme, por tanto, su velocidad cambia.
La aceleración es la misma
Representan un movimiento rectilíneo uniforme
Un chofer guía su automóvil como se muestra en la figura:
v(Km/h)
50
30
t(h)
7
3
I.
II.
III.
a)
b)
c)
d)
¿Cuál son los valores de la velocidad de: hasta la hora 3, de la hora 3 a la 7?
¿Qué distancia recorrió hasta la hora 3?
¿Qué distancia recorrió de la hora 3 a la 7?
30 Km/h, 50 Km/h, 120 m y 150 m
50 Km/h, 30 Km/h, 150 m y 120 m
80 Km/h, 50 Km/k, 120 m y 150 m
50 Km/, 30 Km/h, 120 m y 270 m
BIBLIOGRAFÍA
7. Física Cuaderno de Trabajo. Carlota Rico Méndez, et. al. Primera edición. Mc Graw Hill. México 1998
8. Física I, Un enfoque didáctico. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Primera edición. Mc Graw Hill. México 2002
9. Física. Bachillerato. Carmen Tagueña Parga, et. al. Primera Edición. Santillana. México 1998
CECYT3_2017
18
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 3.2 MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ACELERADO (MRUA)
SESIÓN NO. 5
MOVIMIENTO RECTILINEO
UNIFORME ACELERADO
MOVIMIENTO CON
VELOCIDAD VARIABLE
ACELERACIÓN CONSTANTE
𝑎=
𝑣𝑓 − 𝑣𝑖
𝑡
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO (MRUA):
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es el movimiento de una partícula o cuerpo por
una línea recta con una aceleración constante. Es decir: La partícula se desplaza por el eje de coordenadas.
La velocidad aumenta (o disminuye) de manera lineal respecto al tiempo.
CARACTERISTICAS:
Su aceleración es constante ya que no cambia en magnitud, sentido o tamaño.
Su desplazamiento, distancia, su velocidad final y posición final varía en función del tiempo.
Fórmulas para velocidad
𝑉𝑓 = 𝑣0 + 𝑎 . 𝑡
𝑣𝑓 2 = 𝑣02 + 2𝑎 . 𝑑
Fórmulas para distancia
𝑑 = 𝑣. 𝑡
𝑣0 + 𝑣𝑓
𝑑=(
)𝑡
2
𝑎𝑡 2
𝑑 = 𝑣0 𝑡 +
2
𝑣𝑓 − 𝑣𝑖
𝑎=
𝑡
Tiempo
𝑣0
𝑡 = 𝑣𝑓 −
𝑎
Donde
𝑉𝑓 = velocidad final
𝑣0 = Velocidad inicial
a= aceleración
d= distancia
t= tiempo
CECYT3_2017
19
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Graficas de MRUV
Grafica desplazamiento contra tiempo
La pendiente de la velocidad
representa la aceleración
del cuerpo:
El área bajo la curva
representa la velocidad del
cuerpo.
EJEMPLO 1.
Un automóvil cambia de velocidad de 10 m/s a 50m/s en 5 s ¿Cuál es la distancia que recorre?
Resolución:
𝒗𝒐 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔
𝒗𝒇 = 𝟓𝟎 𝒎/𝒔
𝒕 = 𝟓𝒔
𝒅 =¿ ?
𝒗𝟎 + 𝒗𝒇
𝒅=(
)𝒕
𝟐
𝟓𝟎𝒎/𝒔 + 𝟏𝟎𝒎/𝒔
𝒅=(
)𝟓
𝟐
𝟔𝟎𝒎/𝒔
𝒅=(
) 𝟓𝒔 = (𝟑𝟎𝒎 ) 𝟓𝒔 = 𝟏𝟓𝟎 𝒎
𝟐
𝒔
CECYT3_2017
20
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Un cuerpo se mueve, partiendo del reposo, con una aceleración constante de 8 m/s2. Calcular: a) la
velocidad que tiene al cabo de 5 s, b) la distancia recorrida, desde el reposo, en los primeros 5 s.
a) 40 m/s, 100 m
b) 4 m/s, 10 m
c) 40 m/s2 , 100 m2
d) 4m/s2, 100m
2. La velocidad de un vehículo aumenta uniformemente desde 15 km/h hasta 60 km/h en 20 s. Calcular
la aceleración
a) 625 m/s
b) 0.625 m/s2
c) 6.25 m/s
d) 625 m/s2
3. Un vehículo que marcha a una velocidad de 15 m/s aumenta su velocidad a razón de 1 m/s cada
segundo. a) Calcular la distancia recorrida en 6 s. b) Si disminuye su velocidad a razón de 1 m/s cada
segundo, calcular la distancia recorrida en 6 s y el tiempo que tardará en detenerse
a) 18 m2, 72, m2
b) 108 m2, 72 m2
c) 108 m, 72 m
d) 18 m, 7.2 m
4. Un automóvil que marcha a una velocidad de 45 km/h, aplica los frenos y al cabo de 5 s su velocidad
se ha reducido a 15 km/h. Calcular a) la aceleración y b) la distancia recorrida durante los cinco
segundos.
a)
16.7 m/s2, 416.2 m
b)
1.67 m/s, 41,62 m2
c)
167 m/s2, 4162 m
d)
1.67 m/s2, 41,62 m
5. La velocidad de un tren se reduce uniformemente de 12 m/s a 5 m/s. Sabiendo que durante ese tiempo
recorre una distancia de 100 m, calcular a) la aceleración y b) la distancia que recorre a continuación
hasta detenerse suponiendo la misma aceleración.
a)
- 0,595 m/s2, 121 m
b)
0,595 m/s2, - 121 m
c)
- 595 m/s2, 121 m2
d)
595 m/s2, 121 m2
6. Un móvil que lleva una velocidad de 8 m/s acelera uniformemente su marcha de forma que recorre
640 m en 40 s. Calcular: La velocidad final
a)
240 m/s
b)
24 m/s
c)
-24 m/s
CECYT3_2017
21
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
d)
240 m/s2
7. Un automóvil parte del reposo con una aceleración constante de 5 m/s2 . Calcular la velocidad que
adquiere y el espacio que recorre al cabo de 4 s.
a) 200 m/s2, 400 m2
b) 20 m/s2, 40 m2
c) 20 m/s, 40 m
d) 2 m/s, 4 m
8. Un móvil parte del reposo con una aceleración constante y cuando lleva recorridos 250 m, su velocidad
es de 80 m/s. Calcular la aceleración.
a) 12,8 m/s
b) 128 m/s2
c) 128 m/s
d) 12,8 m/s2
9. Un automóvil aumenta uniformemente su velocidad desde 20 m/s hasta 60 m/s, mientras recorre 200
m. Calcular la aceleración y el tiempo que tarda en pasar de una a otra velocidad .
a)
8 m/s2 , 5 m
b)
80 m/s2 , 50m
c)
8 m/s, 5m2
d)
80 m/s , 50m2
10. Un automóvil cambia de velocidad de 100 m/s a 500m/s en 50 s ¿Cuál es la distancia que recorre?
a) 15 000 m
b) 150 m2
c) 150 m
d) 15 000 m2
BIBLIOGRAFÍA
11. Comunidad
de
ciencia
“
MRUA”
[Pagina
web]
Recuperada
de
http://www.taringa.net/comunidades/ciencia-con-paciencia/337860/I-Cinematica---MRU-y-MRUV.html
12. Hernan V. F “Ejercicios resueltos de MRUA” [pdf].
CECYT3_2017
22
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
3.3 Y 3.4. CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL
SESIÓN NO. 6
CAIDA LIBRE
En este movimiento los cuerpos se desplazan en una trayectoria rectilínea de arriba hacia abajo con una
aceleración constante (despreciando los efectos de la resistencia del aire). Dicha aceleración recibe el nombre
de aceleración de la gravedad. (g)
El valor de g varía dependiendo del lugar del planeta en donde se trabaje. Siendo más pequeño entre más lejos
este del centro de la tierra. En este caso utilizaremos el valor de 9.8 𝑚⁄ 2 .
𝑠
Las fórmulas de caída libre son las mismas del MRUA, solamente hay que sustituir la a por g y la d por h.
MRUA
𝒗𝒇 = 𝒗𝒊 + 𝒂𝒕
𝒗𝒇 𝟐 = 𝒗𝒊 𝟐 + 𝟐𝒂𝒅
𝒂𝒕𝟐
𝒅 = 𝒗𝒊 𝒕 +
𝟐
(𝒗𝒇 + 𝒗𝒊 )𝒕
𝒅=
𝟐
CAIDA LIBRE CON vi=0
a=g, d=h
𝒗𝒇 = 𝒈𝒕
𝒗𝒇 𝟐 = 𝟐𝒈𝒉
𝒈𝒕𝟐
𝒉=
𝟐
(𝒗𝒇 )𝒕
𝒉=
𝟐
CECYT3_2017
23
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
EJEMPLOS:
1. Una cascada tiene una altura de 50 m. Despreciando la resistencia del aire. ¿Cuánto tarda en caer el
agua?
DATOS
FORMULA
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
ℎ = 45𝑚
2(45𝑚)
2ℎ
𝑡=√
=3s
10 𝑚/𝑠 2
𝑔 = 10 𝑚/𝑠2
𝑡=√
𝑔
𝑣𝑖 = 0 𝑚/𝑠
2. Se suelta una piedra desde lo alto de un edificio. Determina la velocidad y la distancia recorrida durante
los primeros 4 s.
DATOS
FORMULA
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
𝑣𝑓 =?
𝑣𝑓 = 𝑔𝑡
𝑣𝑓 = (10 m/s)(4s) = 40 m/s
ℎ =?
(40 m/s)(4s)
𝑡 = 4𝑠
(𝑣𝑓 )𝑡
ℎ=
= 80 𝑚
ℎ=
𝑔 = 10 𝑚/𝑠2
2
2
TIRO VERTICAL
Es un tipo de movimiento rectilíneo uniforme acelerado donde el movimiento se efectúa de abajo hacia arriba
con una velocidad inicial (vi).
Cuando el cuerpo se mueve hacia arriba y va perdiendo velocidad por efectos de la gravedad, hasta detenerse
y comienza a bajar en caída libre.
Para este caso la aceleración de la gravedad se toma negativa a=-g.
MRUA
𝒗𝒇 = 𝒗𝒊 + 𝒂𝒕
𝒗𝒇 𝟐 = 𝒗𝒊 𝟐 + 𝟐𝒂𝒅
𝒂𝒕𝟐
𝒅 = 𝒗𝒊 𝒕 +
𝟐
(𝒗𝒇 + 𝒗𝒊 )𝒕
𝒅=
𝟐
TIRO VERTICAL CON vi, a=g, d=h
𝒗𝒇 = 𝒗𝒊 − 𝒈𝒕
𝒗𝒇 𝟐 = 𝒗𝒊 𝟐 − 𝟐𝒈𝒉
𝒈𝒕𝟐
𝒉 = 𝒗𝒊 𝒕 −
𝟐
𝒗𝟐𝒊
𝒉𝒎𝒂𝒙 =
𝟐𝒈
EJEMPLOS:
1. Un proyectil se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 25 m/s. ¿Cuál es su altura
máxima?
DATOS
𝑣𝑖 = 25 𝑚/𝑠
𝑔 = 10 𝑚/𝑠2
FORMULA
𝒗𝟐𝒊
𝒉𝒎𝒂𝒙 =
𝟐𝒈
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
(25𝑚/𝑠)2
𝒉𝒎𝒂𝒙 =
= 31.25 𝑚
𝟐(10𝑚/𝑠2 )
CECYT3_2017
24
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
2. ¿Cuál es la velocidad con la que debe ser disparada una flecha para que alcance una altura de 150
metros, en 5 segundos?
DATOS
FORMULA
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
𝟐
𝑚
𝑣𝑖 =?
𝒈𝒕
(10 )(5)2 1
𝒉
=
𝒗
𝒕
−
2
𝑠
𝒊
𝑔 = 10 𝑚/𝑠
𝑣𝑖 = (100𝑚 +
) ( ) = 45 𝑚/𝑠
𝟐
2
5
2
ℎ = 150 𝑚
𝑔𝑡
1
𝑣
=
(ℎ
+
)
(
)
𝑖
𝑡 = 5𝑠
2
𝑡
dACTIVIDAD
PROPUESTA
1. ¿Con qué velocidad llega al suelo una piedra que se suelta desde lo alto de una construcción y tarda
2 segundos en caer?
a) 9.8 m/s
b) 19.6 m/s
c) 4.9 m/s
d) 19.6 m/ h
11. Y si la piedra del problema anterior se arroja con una velocidad inicial de 15 m/s, ¿Cuál sería su
velocidad final?
a) 34.6 m/s
b) 19.6 m/s
c) 9.8 m/s
d) 29.4 m/s
12. ¿Cuál debe ser la velocidad inicial con la que se debe arrojar una piedra para que llegue al suelo en
1.5 s. La altura del edificio es de 50 m?
a) 25.98 m/s
b) 259.8 km/h
c) 25.98 m/s
d) 2.59 m/s
13. ¿Cuál es la profundidad de un pozo si una piedra que se deja caer en él tarda 2.9 s en llegar al fondo?
a) 28.42 m/s
b) 2842 m/s
c) 2.842 m/s
d) 19.6 m/s
14. Se deja caer un martillo, una hoja de papel y un carro desde un avión, despreciando la resistencia del
aire quien llega primero al piso?
a) La hoja de papel
b) El carro
c) El martillo
d) Al mismo tiempo
CECYT3_2017
25
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
15. Una pelota es lanzada con una velocidad de 10 m/s desde un puente y 5 s después toca el piso. ¿Cuál
es la altura del puente?
a) 172.5 m/s
b) 49 m/s
c) 17.25 km/h
d) 725 m/s
16. Desde el un piso de un edificio se arroja al hombre araña verticalmente hacia arriba con una velocidad
inicial de 20 m/s, ¿Cuál es el tiempo que le toma para llegar a la altura máxima?
a) 200 s
b) 0.2 s
c) 20 hrs
d) 20 s
17. Se lanza verticalmente hacia arriba una canica y por efectos de la gravedad cae al suelo en 5 seg,
¿Cuánto tiempo estuvo en el aire?
a) 10 seg.
b) 5 seg.
c) 0 seg.
d) -5 seg.
18. Hulk lanzo un coche verticalmente hacia arriba y alcanzó una altura de 500 metros. ¿Cuál fue la
velocidad de lanzamiento?
a) 10 m/s
b) 1000 m/s
c) 500 m/s
d) 100 m/s
19. Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba, ¿Cuál será su velocidad en su altura máxima?
a) 1 m/s
b) 0 m/s
c) Igual a la gravedad
d) Igual a su peso
BIBLIOGRAFÍA
10. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de conocimientos.
Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
11. Ramírez Guerrero Víctor Hugo. Física 1. Cuaderno de ejercicios. SUMMACULTURAL
12. Rivera P. Marco A. Física Moderna I. Estática y Cinemática con equipo de laboratorio. Grupo editorial
Éxodo. México 2013.
CECYT3_2017
26
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 4. DINÁMICA
4.1 LEYES DE NEWTON
SESIÓN No. 7
DINÁMICA
LEYES DE NEWTON
1ra LEY DE
NEWTON
2da LEY DE
NEWTON
3ra LEY DE
NEWTON
Ley de la
Inercia
Ley de la
Aceleración:
a= F/m [m/s2]
Ley de la
Acción y la
Reacción
DINÁMICA.
Parte de la Física que estudia las causas que originan el movimiento de los objetos.
1ra Ley de Newton.- Un Cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento
permanece en movimiento en línea recta y a velocidad constante, a menos que reciba la acción de una
fuerza externa no equilibrada.
¿Entiendes la frase “fuerza externa no equilibrada”? Lo explicaremos con un par de ejemplos.
Supongamos que estas en medio de un lago sobre un bote de remos y no sopla el viento y no hay corriente
de agua. ¿Podrías hacer que se moviera el bote de remos aplicando una fuerza desde el interior del bote? La
respuesta sería NO, ya que para moverlo se requeriría una fuerza externa hacia atrás o hacia adelante
(externa al sistema).
Ahora pensemos que sujetamos el portafolio del maestro(a) por uno de los extremos de una cuerda y el otro
extremo al techo del salón. ¿Existe alguna fuerza actuando sobre él?
Sin pensarlo mucho responderíamos que SI, la fuerza de la gravedad la cual sería una fuerza externa al
portafolio y que dirige a todos los cuerpos hacia el centro de la tierra denominada PESO, y la otra fuerza que
también actúa sobre el portafolio y que impide el movimiento de éste, es la tensión en la cuerda (la cuerda
que soportaría al portafolio opondría una fuerza igual al peso del portafolio). Ambas fuerzas son de igual
magnitud pero de sentido contrario, por eso decimos que son fuerzas equilibradas o equilibrantes, no
producen cambios en el movimiento. Pero si aplicamos otra fuerza al portafolio y logramos que se mueva, se
le denominará “Fuerza Externa No Equilibrada”. ¿Entiendes ahora la frase?
En la imagen de la figura, el vehículo descompuesto
permanecerá estacionado por tiempo indefinido a
menos que otro vehículo lo empuje o varias personas
apliquen fuerza y lo muevan.
CECYT3_2017
27
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
2da Ley de Newton.- La aceleración producida a un objeto al aplicarle una fuerza diferente de cero,
será directamente proporcional a dicha Fuerza y en la misma dirección en la que actúa, pero
inversamente proporcional a la masa del objeto.
¿Entiendes qué significa “directamente proporcional a la Fuerza” e “Inversamente proporcional a la masa”?
La 2da Ley de Newton se identifica por la fórmula:
𝐹
𝑎 = [m/s2]
donde: 𝑎 es la aceleración con unidades m/s2 (metro/segundo2)
𝑚
𝐹 es la Fuerza aplicada al objeto con unidad N (Newton = (Kg).(m/s2))
𝑚 es la masa del objeto con unidad Kg (Kilogramo)
Primero debemos recordar lo que significa el concepto de aceleración y lo haremos con un ejemplo:
Supongamos que vas en un vehículo con tu familia sobre una carretera a una velocidad constante y de
repente observan a otro vehículo que avanza a menor velocidad que ustedes, por lo tanto el conductor de tú
vehículo tiene que pisar aún más el pedal del “acelerador” por un tiempo determinado para incrementar la
velocidad y rebasar al segundo vehículo. Después de hacerlo puede desacelerar (quitar el pie del acelerador)
y regresar a la velocidad anterior.
Como puedes observar la aceleración se refiere a un cambio de velocidad en un tiempo determinado y esta
puede ser como en el ejemplo anterior de una Velocidad inicial con alguna magnitud a una Velocidad final con
otra magnitud que puede ser mayor (aceleración) o menor (desaceleración).
Pero éste cambio de velocidad en un tiempo determinado (aceleración) también puede considerarse si un
objeto está en reposo cuya velocidad inicial es cero y se le aplica una fuerza externa para moverlo durante un
tiempo determinado y adquirirá una velocidad final de cierta magnitud.
Ahora ¿Qué pasará si se le aplica una Fuerza externa (F) de cierta magnitud a un objeto que tiene una Masa
(m)? La respuesta sería que dicho objeto adquirirá una aceleración.
¿Y si se aplica una mayor Fuerza externa (F) al mismo objeto con la misma masa (m)? El objeto se moverá
más rápido, lo que significa que la aceleración será mayor.
¿Y si se aplica una menor Fuerza externa (F) al mismo objeto con la misma masa (m)? El objeto se moverá
más lento, lo que significa que la aceleración será menor.
A esto nos referimos al indicar que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza externa aplicada
a un objeto de masa m, a mayor fuerza aplicada al objeto la aceleración será mayor y a menor fuerza aplicada
la aceleración será menor.
¿Y si se aplica una Fuerza externa (F) a otro objeto de mayor masa (m)? El objeto se moverá más lento, lo
que significa que la aceleración será menor. A esto nos referimos con la aceleración es inversamente
proporcional a la masa del objeto, si se aplica la misma fuerza a un objeto de mayor masa, la aceleración
será menor.
Esta Ley es identificada normalmente por la fórmula: F = m .a [Kg.m/s2 = Newton(N)], la cual es la misma solo
despejamos a la variable Fuerza (F).
CECYT3_2017
28
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
En la imagen de la figura, la persona aplicará una
Fuerza F para tratar de mover a la caja la cual tiene
una masa m, y la caja presentará una aceleración en
la dirección en que fue aplicada la Fuerza. La caja
apenas se moverá si la fuerza es moderada, pero si la
fuerza es mayor la aceleración de la caja será mayor.
3ra Ley de Newton.- A toda fuerza de acción le corresponde
una fuerza de reacción de igual magnitud, pero de sentido
contrario.
Lo anterior indica que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual
intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas situadas
sobre una misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido
opuesto. Esta Ley relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos
aceleraciones diferentes, según sean sus masas.
Una aplicación sencilla que ejemplifica esta Ley es la siguiente: Coloca la punta de tú dedo índice de
cualquier mano sobre la mesa o escritorio en donde te encuentres y comienza a incrementar la fuerza
aplicada sobre la mesa o el escritorio.
¿Qué es lo que experimentas? Que a mayor fuerza que aplicas sobre dicha mesa o escritorio (acción), la
molestia o el dolor en tú dedo índice se incrementará (reacción). La intensidad y dirección de las Fuerzas es
la misma, pero en sentido contrario.
En la imagen de la figura, la persona sostiene un rifle
con el cual dispara hacia un blanco elegido. La fuerza
generada por la explosión de la pólvora impulsará la
bala hacia adelante (acción), sin embargo el rifle
experimentará una fuerza hacia atrás (reacción) de la
misma magnitud.
RELACIÓN ENTRE PESO Y MASA.
Masa: Cantidad de materia que tiene un cuerpo.
Peso (W): Es a fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo hacia su centro produciendo una aceleración ‘’g’’,
Este término es al que llamamos aceleración de la gravedad que es la misma para todos los cuerpos que
caen a nivel del mar (g = 9.8 m/s2). El peso y la fuerza pueden ser medidos con un dispositivo denominado
DINAMOMETRO, el cual consiste en un resorte y del cual debe “colgarse” el cuerpo que, en rigor, se está
pesando y su unidad de medida es el newton (N).
La fórmula para obtener el peso de un cuerpo es:
W = m𝒈
donde:
W = Peso en Newton (N)
m = es la masa del cuerpo (kg)
g = es la aceleración de la gravedad ( 9.8 m/s 2 éste valor se usa constante)
CECYT3_2017
29
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Ejemplo:
Calcular el peso de un cuerpo de 10 (kg) de masa.
Datos
Fórmula
Operación
Resultado
W=?
W = mg
W = (10 kg) ( 9.8 𝑚/𝑠2)
W = 98 N
g = 9.8 𝑚/𝑠2
m=10 kg
ACTIVIDAD PROPUESTA
Subraya la respuesta correcta en las siguientes cuestiones. Realiza tus procedimientos en tu cuaderno.
1. Parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos en relación con las causas que lo
producen.
a) Dinámica
b) Estática
c) Aceleración
d) fricción
2. Es la cantidad de materia de un cuerpo que se mide en una balanza, y su unidad de medida es
el kilogramo
a) Peso
b) Masa
c) Densidad
d) metro
3. Es la cuantificación de la fuerza de atracción gravitacional ejercida sobre un cuerpo y se obtiene
con la fórmula W = m g y su unidad es el Newton.
a) Peso
b) Masa
c) Densidad
d) Fuerza
4. ¿Cuál es el enunciado de la Primera Ley de Newton?
a)
b)
c)
d)
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz que se ha impreso, y sigue la dirección de la línea
recta en que se imprime la fuerza.
Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea
forzado a cambiar ese estado por fuerzas que actúan sobre él.
A toda acción se opone siempre una reacción igual; o bien; las acciones recíprocas de dos cuerpos, uno sobre
otro, son siempre iguales y dirigidas hacia las partes opuestas.
El cambio de movimiento es proporcional a las acciones recíprocas de dos cuerpos, uno sobre otro, son
siempre iguales y dirigidas hacia las partes opuestas.
5. F = m a Es la expresión matemática de___________?
a) La 1ra Ley de Newton.
b) La 3ra Ley de Newton.
c) La 4ta Ley de Newton.
d) La 2da Ley de Newton.
6. Calcular la magnitud de la fuerza que se aplica a un objeto cuya masa es de 4.0 Kg. y le
produce una aceleración de 1,5 m/s2.
a) 6 N
b) 12 N
c) 5 N
d) 3N
7. Calcular la masa de un bloque de concreto al cual se le empuja con una fuerza de 12.0 N y
adquiere una aceleración de 3 m/s2.
CECYT3_2017
30
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
a) 40Kg
b) 4 Kg
c) 0.4 Kg
d) 400Kg
8. Calcular la aceleración que produce una fuerza de 20 N aplicada en un objeto de 10 kg.
a) 10 m/s2
b) 2 m/s2
c) 30 m/s2
d) 40 m/s2
9. Calcular la aceleración que experimenta un cuerpo de 1,500.0 g cuando se le aplica una fuerza de 15
Newtons.
a) 2 m/s2
b) 1 m/s2
c) 10 m/s2
d) 100 m/s2
10. Calcular la magnitud de la Fuerza aplicada en un objeto de 20 kg. y le produce una aceleración
de 1,5 m/s2.
a) 10 N
b) 2 N
c) 30 N
d) 40 N
BIBLIOGRAFÍA
1.- Física I. Universitario. Colegio de Bachilleres. Ricardo Romero Monroy. Editorial
LIMUSA
2.- Física I. Héctor Pérez Montiel. Grupo Editorial Patria.
3.- Física: Conceptos y Aplicaciones 7ª Edición. Paul E. Tippens. Editorial Mac Graw Hill
CECYT3_2017
31
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 5. ESTATICA.
5.1 CONDICIONES DE EQUILIBRIO
SESIÓN NO. 8
ESTATICA
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
PRIMERA
CONDICIÓN
SEGUNDA
CONDICIÓN
SUMATORIA DE
FUERZAS ES IGUAL A
CERO
SUMA DE MOMENTOS
ES IGUAL A CERO
ESTATICA
Rama de la física encargada de estudiar las leyes del equilibrio. Deriva del griego “statikos” que significa
“estacionario” y “statos” quiere decir está parado en equilibrio.
MOVIMIENTO TRASLACIONAL:
Es un movimiento en el cual se modifica la posición de un objeto en contraposición a una rotación.
PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO:
Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y solo sí la suma vectorial de las fuerzas que
actúan sobre el es igual a cero.
MOVIMIENTO ROTACIONAL
Es un movimiento en el cual el cuerpo o la partícula gira sobre un eje, llamado eje de rotación.
TORCA O MOMENTO
Siempre que exista una fuerza sobre un cuerpo que provoque un movimiento de rotación, da lugar a una torca
o momento, que matemáticamente se expresa como:
𝜏 = 𝐹𝑑
𝜏 − 𝑇𝑜𝑟𝑐𝑎 𝑜 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑁𝑚),
𝐹 − 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 (𝑁),
𝑑 − 𝑏𝑟𝑎𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑎 (𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠)
CECYT3_2017
32
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO:
Un cuerpo está en equilibrio traslacional si la suma de los momentos de torsión o torcas de las fuerzas que
actúan sobre él, respecto a cualquier punto es cero.
EJEMPLO 1. Primera condición de equilibrio:
Veamos el siguiente esquema:
m= 10 kg
Con base en la figura anterior, responde lo siguiente
1. ¿Cuál es el valor del peso? Tome g=10 m/s2
2. ¿Qué otras fuerzas existen y actúan sobre el cuerpo?
3. Si el cuerpo está en equilibrio ¿Cuál debe ser el valor de la tensión de la cuerda?
EJEMPLO 2. SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
10m
F1= 50 N
5m
¿?
11. ¿Cuál es el valor de la torca del lado derecho?
12. ¿Cuál es el valor de la torca del lado izquierdo?
13. Si el cuerpo se encuentra en equilibrio ¿Cuál debe ser el valor de F?
CECYT3_2017
33
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Toda partícula del universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza que es directamente
proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que
las separa.
𝑚1 𝑚2
𝐹=𝐺
𝑟2
𝐺. −𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 6.67𝑥10−11 𝑁𝑚2 /𝑘𝑔2
𝑚1 , 𝑚2 . −𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 (𝑘𝑔)
𝑟. −𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Se tiene un péndulo sujetado por una cuerda sobre el techo de una casa, si suponemos que está en
equilibrio entonces la suma de sus fuerzas debe ser:
a) Igual a 1
b) Igual a su peso
c) Igual a cero
d) Una suma infinita
2. Condición de equilibrio que menciona que la suma de todos los momentos que actúan en un cuerpo
deben ser igual a cero
a) Primera condición de Newton
b) Segunda condición de equilibrio
c) La ley de Kepler
d) La ley de equilibrios
3. ¿Cuál es el momento de torsión de un cuerpo que se le aplica una fuerza de 30 N, si su brazo de
palanca es igual a 4 cm?
e) 1.2 Nm
f) 12 Nm
g) 120 Nm
h) 1200 Nm
4. De las siguientes figuras, ¿Cuáles se encuentran en equilibrio?
6m
7m
8m
e)
5m
b)
200N
300N
8m
200N
12m
400N
5m
c)
5m
d)
300 N
200 N
500 N
400 N
CECYT3_2017
34
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
5. Del siguiente esquema ¿Qué valor debe tener F para que la balanza se encuentra en
equilibrio?
6m
2m
30N
a)
b)
c)
d)
F=¿?
90N
45N
60N
1N
6. Del siguiente esquema ¿Qué valor de d, equilibra la balanza?
6m
50N
a)
b)
c)
d)
d=¿?
60N
5m
4m
2m
1m
7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
I)
Para que un cuerpo este en equilibrio su velocidad debe ser constante
II)
Si la sumatoria de fuerzas es igual con cero se dice que el cuerpo está en equilibrio
III)
Si el cuerpo se mueve este se encuentra en equilibrio.
IV)
Un cuerpo está en equilibrio si la suma de sus momentos rotacionales es igual con cero
V)
Se dice que un cuerpo se encuentra en equilibrio si la suma de fuerzas resultantes y
momentos resultantes en cualquier punto es igual con cero.
a) I y III
b) II IV y V
c) Solo I
d) Ninguna afirmación es correcta
8. Al abrir una puerta, la mano con la perilla hace un movimiento de rotación, a este fenómeno físico se
la llama:
a) Momento
b) Inercia
c) Presión
d) Fuerza
CECYT3_2017
35
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
BIBLIOGRAFÍA
1. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de conocimientos.
Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
2. Universidad Nacional Autónoma de México. Guía 2016 para preparar el examen de selección para
ingresar a la Educación Media Superior. Primera edición. México 2015.
CECYT3_2017
36
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 5. ESTATICA.
TRABAJO Y ENERGÍA
SESIÓN NO. 8
RELACIÓN
TRABAJO-ENERGÍA
Cantidad de fuerza multiplicada por
la distancia que recorre dicha fuerza.
Trabajo
Existe cuando una fuerza moviliza
un cuerpo y libera la energía del
mismo.
Fuente: http://concepto.de/trabajo𝑇 = 𝐹⋅𝑑
en-fisica/#ixzz4Q7jHakpO
La energía se define como la
capacidad que tienen los cuerpos
para poder realizar cambios en sí
mismos o en otros cuerpos.
Energía
Capacidad que tiene un cuerpo
para llevar a cabo un trabajo.
Fuente: http://concepto.de/trab
ajo-en-fisica/#ixzz4Q7izbeVq
TRABAJO:
El trabajo mecánico se define como: la distancia recorrida por un objeto cuando se le aplica una
fuerza.
Formalmente es el resultado de multiplicar la componente de la fuerza (la que ocasiona el
movimiento), por la distancia que se desplaza el objeto. Es decir
𝑇 = 𝐹𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃
CECYT3_2017
37
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ANALISIS DIMENSIONAL:
𝑻 = 𝑭𝒅 = [𝑵][𝒎] = 𝑱𝒐𝒖𝒍𝒆𝒔 (𝑱)
Mostrar los despejes pertinentes
EJEMPLO:
1. ¿Cuál es el trabajo realizado por un objeto que se desplaza 20 cm a la derecha si se le
aplica una fuerza horizontal de 20 N.?
DATOS:
FORMULA SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
𝑑 = 20 𝑐𝑚 = 0.2 𝑚 T=Fd=(20N)(0.2)=4J
𝐹 = 20 𝑁
2. ¿Qué distancia recorre un objeto al aplicarle una fuerza horizontal de 60 N, si el trabajo
realizado es de: 600 J
DATOS:
FORMULA SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
𝑑 =?
𝑇 = 𝐹𝑑
𝑇 600𝑁
𝐹 = 60 𝑁
𝑑= =
= 10 𝑚
𝑇 = 600 𝐽
𝐹
60𝐽
3. ¿Qué fuerza se debe aplicar a un cuerpo para desplazarlo 2 m se realizará un trabajo de
300J?
DATOS:
FORMULA SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
𝑑 = 2𝑚
𝑇 = 𝐹𝑑
𝑇 300𝐽
𝐹 = ¿?
𝑑= =
= 150 𝑁
𝑇 = 300 𝐽
𝑑
2𝑚
CECYT3_2017
38
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ENERGIA Y TRABAJO
La energía es una propiedad de los objetos que se relaciona con la capacidad para producir cambios en
ellos mismos o sobre otros cuerpos. O bien una definición alternativa sería: la capacidad que tienen los
objetos para realizar un trabajo mecánico.
TIPOS DE ENERGÍA
Explicar cada energía y que completen las definiciones
ENERGIA MECÁNICA
ENERGIA POTENCIAL
ENERGIA CINETICA
ENERGIA TERMICA
ENERGIA QUÍMICA
ENERGIA RADIANTE
ENERGIA ELÉCTRICA
ENERGIA NUCLEAR
POTENCIA MECÁNICA
Es una relación física que relaciona energía y trabajo. Alternativamente el tiempo que la particula tardará
para realizar un trabajo. Matemáticamente se define como:
𝑇 𝐹𝑑
𝑃= =
= 𝐹𝑣
𝑡
𝑡
ANALISIS DIMENSIONAL
𝑃=
𝑇
𝐽
= [ ] = 1𝑊𝑎𝑡𝑡
𝑡
𝑠
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Calcular que trabajo realiza un objeto para desplazarlo 50 cm, aplicándole una fuerza de 250N
a) 125J
b) 100 J
c) 12500 J
d) 12.5 J
2. ¿Cuál es el trabajo que realiza la luna al girar sobre nuestro planeta?
a) Cero
b) Uno
c) No existe
d) Infinito
3. Una persona realiza el siguiente experimento: levanta un libro lo pone sobre su cabeza y camina
una distancia de 1m. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta
I.
Al levantar el libro se realiza un trabajo, y al caminar el trabajo se hace nulo
II.
No se realiza trabajo ni al levantar el libro ni al caminar con el libro sobre la cabeza
III.
Se realiza trabajo en ambas situaciones.
IV.
Se realiza trabajo al caminar pero no al levantar el libro
a)
b)
c)
d)
I
III
IV
II
CECYT3_2017
39
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
4. Calcular el trabajo que se realiza al levantar un objeto de 2kg una distancia de 20 cm. (la gravedad
es 10 m/s2)
a) 4J
b) 400 J
c) 40 J
d) 0.4 J
5. Se levanta hasta un quinto piso de 10 mts, se desean subir 10 sacos de cemento de 20 kg cada
uno, a una grúa le toma realizar esto 5 seg. Mientras que a un obrero una hora. ¿Quién realiza
mayor trabajo?
a) El trabajo es el mismo
b) El trabajo es mayor en el obrero.
c) El trabajo es mayor en la grúa.
d) No hay trabajo
6. ¿Cuál es la potencia de la grúa y de las persona en los casos anteriores?
a) Grúa= 4000 Watts, Obrero=5.5 Watts
b) Grúa= 5.5 Watts, Obrero=4000 Watts
c) Grúa= 0 Watts, Obrero=5.5 Watts
d) Grúa= 4000 Watts, Obrero=0 Watts
7. Definición de energía:
a) Capacidad con la que se realiza un trabajo
b) Capacidad con la que se realiza una fuerzas
c) La relación entre potencia y aceleración
d) El producto de las fuerzas resultantes.
BIBLIOGRAFÍA ELECTRÓNICA:
1. TRABAJO ENERGÍA. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/14700584/helvia/aula/archivos/_22/html/2230/potencia_mecnica.html
2. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de
conocimientos. Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
3. Universidad Nacional Autónoma de México. Guía 2016 para preparar el examen de selección para
ingresar a la Educación Media Superior. Primera edición. México 2015.
CECYT3_2017
40
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
7.3 ENERGÍA MECÁNICA Y TIPOS DE ENERGÍA
SESIÓN NO. 10
Se define como la capacidad de producir un trabajo que posee un cuerpo debido a causas como su posición
o su velocidad. Se puede considerar como lo necesario para ejercer una fuerza y producir trabajo mecánico.
Existen dos formas de energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial.
1. Energía Cinética (K): Energía de un cuerpo en virtud del movimiento que lleva.
2. Energía Potencial (U): Energía de algún sistema en base a su condición en el
espacio.
Se puede definir que cualquier masa con una velocidad cuenta con energía cinética, pero para un cuerpo
con energía potencial se requiere de un sistema para poder mantener su posición, por lo que la energía es
propia del sistema no de la masa, dicho esto podemos definir, que sin el planeta tierra, no existiría energía
potencial.
Recordando la segunda ley de Newton definimos que la fuerza depende de la masa y una aceleración
aplicada, y la aceleración depender siempre del cambio en la velocidad de la masa, por lo que podemos
definir que:
𝐾=
1
𝑚 ∙ 𝑉2
2
Con esto definimos que el trabajo resultante en una masa por una fuerza constante a lo largo de una
distancia, será el cambio de la energía cinética.
La energía potencial depende de un nivel de referencia establecido.
𝑈 = 𝑚∙𝑔∙ℎ
En muchos sistemas primordialmente a velocidades bajas se tiene un intercambio entre energía cinética y
potencial, si una masa es elevada a una altura determinada, tendremos un sistema con energía potencial
en el que una fuerza actúa sobre la masa, si esta masa se deja caer la energía potencial disminuye pero al
tener un incremento en su velocidad gracias a la fuerza de gravedad su energía cinética incrementará.
CECYT3_2017
41
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
En ausencia de la resistencia del aire y otras fuerzas, la suma de energías cinética y potencial siempre es
constante.
𝑈0 + 𝐾0 = 𝑈𝐹 + 𝐾𝐹
1
1
𝑚 ∙ 𝑔 ∙ ℎ0 + ∙ 𝑚 ∙ 𝑉02 = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ ℎ𝐹 + ∙ 𝑚 ∙ 𝑉𝐹2
2
2
𝑉𝐹 = √2 ∙ 𝑔 ∙ ℎ0
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Capacidad para producir un trabajo.
a) Energía Cinética.
b) Energía Potencial.
c) Energía Mecánica.
d) Energía Térmica.
2. Cambio de energía en base al cambio de rapidez en la masa.
a) Energía Cinética. b) Energía Potencial. c) Energía Mecánica.
d) Energía Térmica.
3. Energía dependiente de la posición terrestre de la masa.
a) Energía Cinética. b) Energía Potencial. c) Energía Mecánica.
d) Energía Térmica.
4. En ausencia de fricción la suma de energía cinética y potencial es:
a) Constante.
b) Mayor U.
c) Menor U.
d) Cero.
5. Una bala es disparada por un francotirador es ejemplo de:
a) Energía Potencial. b) Energía térmica.
c) Energía Nuclear.
d) Energía Cinética.
6. Cuando un paracaidista es lanzado desde un helicóptero al inicio del viaje la relación de energías
es:
a) Igual.
b) Mayor energía
c) Cero.
d) Mayor energía
cinética que potencial.
potencial que
cinética.
7. Se tiene una pelota a una altura de 2.5m, si se tiene una masa de 150g, ¿Cuál es la energía
potencial que tiene?(g=10 m/s2)
a) U=4J.
b) U=3.2J.
c) U=3.9J.
d) U=3.7J.
8. Una caja de herramientas de 1.5Kg se encuentra a 2m sobre una mesa con una altura de 80cm
¿Cuál es la energía potencial del sistema?
a) 41KJ.
b) 40J
c) 42J
d) 41J.
9. Una bala es disparada a 500 𝑚⁄𝑠, si su masa es de 50g, la energía cinética es de:
a) 6300J.
b) 6250J.
c) 6200J
d) 6150J.
10. Determine la energía cinética de un mazo de 4kg el cual lleva una velocidad de 50 m/s.
a) 405J.
b) 325J.
c) 5000J.
d) 385J.
11. A que distancia del suelo se encontrara una viga de 650Kg, si presenta una energía potencial de
19500J.
a) 2.38m.
b) 3m.
c) 2.4 m.
d) 2.35 m.
CECYT3_2017
42
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
12. Si una flecha con una masa de 100g, al ser lanzada obtiene una energía cinética de 12.5KJ,
determine la velocidad que alcanzo.
a) 258.95𝑚⁄𝑠.
b) 500𝑚⁄𝑠.
c) 257.95𝑚⁄𝑠.
d) 258.95𝑚⁄ 2 .
𝑠
13. Una bola de demolición de 5.65Kg es impulsada desde una altura de 1.8m, ¿Cuál es la velocidad
que adquiere en ese instante?
a) 6𝑚⁄𝑠
b) 7.4𝑚⁄𝑠.
c) 5.4𝑚⁄𝑠 .
d) 4.4𝑚⁄𝑠.
14. Si una pesa es levantada a 2m y se obtiene una energía de 650J, ¿Cuál es la masa de la
pesa?
a) 32 kg.
b) 32.5 kg.
c) 25 kg.
d) 27 kg
15. Determina la energía cinética de un auto que viaja a 90 m/s, si lleva un peso total de 1000 g.
a) 4050J
b) 6500J
c) 5800J.
d) 6000J.
BIBLIOGRAFÍA
1. TRABAJO ENERGÍA. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/14700584/helvia/aula/archivos/_22/html/2230/potencia_mecnica.html
2. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de
conocimientos. Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
3. Universidad Nacional Autónoma de México. Guía 2016 para preparar el examen de selección para
ingresar a la Educación Media Superior. Primera edición. México 2015.
CECYT3_2017
43
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 8. ELECTRICIDAD.
8.1 ELECTRÓSTATICA
SESIÓN NO. 11
ELECTROSTÁTICA
CARGAS
ELÉCTRICAS
LEY DE COULOMB
ELECTROSTÁTICA:
Área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo.
CARGA ELÉCTRICA:
Los antiguos griegos descubrieron en 600 A.C., que cuando frotaban ámbar con lana, el ámbar atraía otros
objetos. Hoy en día decimos que el ámbar ha adquirido una carga eléctrica neta, esto es, que se ha cargado.
La palabra "eléctrica" se deriva de la palabra griega "elektron", que significa ámbar. Hechos experimentales
muestran que existen dos variedades de carga: "carga positiva (+)" y "carga negativa (-)".
LEY DE LAS CARGAS ELÉCTRICAS:
Cargas eléctricas de signos iguales se repelen y cargas de signos contarios se atraen.
LEY DE COULOMB:
Charles-Agustin de Coulomb (1736-1806), demostró que la fuerza eléctrica de atracción o de repulsión
entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional a la magnitud de sus cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
𝑞1 𝑞2
𝐹=𝑘 2
𝑟
𝐹 − 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝑁], (𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛)
𝑞1 , 𝑞2 − 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎𝑠 [𝐶], (𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏)
𝑟 − 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 [𝑚], (𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜)
𝑘 − 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝑁 ∙ 𝑚2 /𝐶 2 ], (𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 ∙ 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 2 /𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 2 )
(𝑘 = 9𝑥109 𝑁 ∙ 𝑚2 /𝐶 2 )
EJEMPLO 1. Cargas eléctricas:
Observando la siguiente figura:
¿Qué ocurre con las cargas al tratar de juntarlas?
a) Se atraen
b) Se repelen
c) No pasa nada
d) Se rompen
CECYT3_2017
44
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
EJEMPLO 2. Ley de Coulomb
¿Cuál es la fuerza eléctrica entre dos cargas idénticas de -4C cada una de ellas cuando se encuentran
separadas una distancia de 3m?
a)
b)
c)
d)
𝐹
𝐹
𝐹
𝐹
= 3𝑥109 𝑁
= 16𝑥109 𝑁
= −3𝑥109 𝑁
= −16𝑥109 𝑁
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. ¿Cuál de las siguientes fórmulas corresponde a la Ley de Coulomb?
a) 𝐹 = 𝑚𝑎
𝑞 𝑞
b) 𝐹 = 𝑘 2 1 2 2
c) 𝐹 = 𝑘
d) 𝐹 =
𝑟
(𝑞1 𝑞2 )2
𝑟2
𝑞1 𝑞2
𝑘 2
𝑟
2. Hallar la fuerza de repulsión entre dos cargas eléctricas idénticas de 5C cada una de ellas en el
instante en que se encuentran separadas una distancia de 1m.
a) F=225x109N
b) F=2.25x109N
c) F=-2.25x109N
d) F=22.5x109N
3. ¿Cuál es la magnitud y qué tipo de fuerza es la que actúa entre dos cargas una de 2C y otra de 3C si están separadas una distancia de 3m?
a) F=6x109N, fuerza de atracción
b) F=-6x109N, fuerza de repulsión
c) F=-60x109N, fuerza de atracción
d) F=60x109N, fuerza de atracción
4. Calcule la fuerza eléctrica entre dos cargas una de -4x10-6C y otra de 5x10-6C si se encuentran a
2Km una de la otra. ¿Qué tipo de fuerza es?
a) F=-45x109N, fuerza de atracción
b) F=-45x10-9N, fuerza de atracción
c) F=-45x10-9N, fuerza de repulsión
d) F=45x10-9N, fuerza de atracción
5. Del siguiente esquema ¿Qué tipo de fuerza resultaría entre q1 con q2 y q1 con q3, en ese orden?
a)
b)
c)
d)
Fuerza de atracción en ambos casos
Fuerza de repulsión en ambos casos
Fuerza de atracción y fuerza de repulsión
Fuerza de repulsión y fuerza de atracción
CECYT3_2017
45
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
6. ¿Cuál es la distancia de separación entre las cargas eléctricas del siguiente esquema?
a)
b)
c)
d)
r =1m
r =3m
r =6m
r =9m
7. ¿Físico al que se le atribuye la representación matemática de la ley entre cargas eléctricas?
a) Isaac Newton
b) Georg Simon Ohm
c) Alessandro Volta
d) Charles-Agustin de Coulomb
8. Dos cargas q1=4μC y q2=-8μC están separadas una distancia de 4mm. ¿Con que fuerza se
atraen?
a) F=18000N
b) F=-18000N
c) F=1800N
d) F=-1800N
BIBLIOGRAFÍA
1. Física, Conceptos y aplicaciones. Paul E. Tippens. Editorial McGraw-Hill, 5ta edición, 1998.
2. Tipler P. A. Física. Editorial Reverté (1994).
BIBLIOGRAFIA ELECTRÓNICA
1. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/P1_LeyCoulomb_16607.pdf
2. http://www.profesorparticulardefisicayquimica.es/pdf/electricidad
CECYT3_2017
46
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 8.2 ELECTRODINÁMICA
SESIÓN NO.12
ELECTRODINÁMICA
CONCEPTO DE
RESISTENCIA
ELÉCTTRICA
POTENCIA
ELÉCTRICA
LEY DE OHM
MATERIALES
CONDUCTORES Y NO
CONDUCTORES
CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
CIRCUITOS EN SERIE
Y PARALELO
ELECTRODINÁMICA:
Se conoce como Electrodinámica o Electrocinética a la rama de la física que estudia los fenómenos y leyes
de la electricidad en movimiento, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en movimiento, los campos
magnéticos que se producen y los fenómenos de inducción de una corriente eléctrica sobre otra.
CONCEPTO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA:
Oposición que presenta un conductor al movimiento de cargas eléctricas (medida en ohmios “Ω”) la cual
depende del tipo de material en donde se encuentre.
MATERIALES CONDUCTORES Y NO CONDUCTORES:
Materiales conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo
de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento, por el contrario, un no conductor ofrece una gran
resistencia a dicho flujo.
LEY DE OHM:
Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica, como son:
I= Intensidad de corriente eléctrica (Amperes)
V= Diferencia de potencial o Tensión (Volts)
R= Resistencia (Ohms)
Esta establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es
directamente proporcional al voltaje aplicado en sus extremos e inversamente proporcional a su
resistencia".
𝐼=
𝑉
𝑅
CECYT3_2017
47
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
POTENCIA ELÉCTRICA:
Es la cantidad de energía que consume un dispositivo eléctrico por unidad de tiempo.
𝑃 = 𝑉𝐼
Donde:
V= Diferencia de potencial [Volts]
I=Intensidad de Corriente [Amperes]
P= Potencia Eléctrica [Watts]
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
CIRCUITOS RESISTIVOS EN SERIE:
Se dice que un circuito está conectado en serie sí:
La intensidad de corriente en cada resistencia es la misma.
𝐼𝑇 = 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3 = ⋯
La resistencia total del circuito es igual a la suma de todas las resistencias.
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + ⋯
La diferencia de potencial total es igual a la suma de las diferencias de potenciales de cada
resistencia.
𝑉𝑇 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + ⋯
Figura: Circuito en serie
CIRCUITOS RESISTIVOS Y PARALELO
Se dice que un circuito está conectado en paralelo sí:
La intensidad de corriente total es igual a la suma de todas las intensidades en cada resistencia.
𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = ⋯
La resistencia total del circuito es igual es igual al recíproco de la suma de los inversos de
las resistencias individuales.
1
1
1
1
=
+
+
+⋯
𝑅𝑇 𝑅1 𝑅2 𝑅3
La diferencia de potencial total es igual a las diferencias de potencial de cada resistencia.
𝑉𝑇 = 𝑉1 = 𝑉2 = 𝑉3 = ⋯
CECYT3_2017
48
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Figura: Circuito en paralelo
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Calcular la intensidad de corriente que circula por un conductor de 3 ohms cuando se conecta a
una batería con una diferencia de potencial de 15 V.
a) 0.5 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠
b) 4.5 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠
c) 5 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠
d) 45 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠
2. Calcula el valor de una resistencia por la que circula una intensidad de 7 Amperes cuando en sus
extremos existe una diferencia de potencial de 140 V.
a) 0.5 𝑂ℎ𝑚𝑠
b) 980 𝑂ℎ𝑚𝑠
c) 70 𝑂ℎ𝑚𝑠
d) 20 𝑂ℎ𝑚𝑠
3. Calcula la diferencia de potencial en los extremos de una resistencia de 12 ohms cuando por ella
circula una intensidad de corriente de 3A.
a) 4 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠
b) 1 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠
c) 3 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠
d) 36 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠
4. Cuál es el valor de R en el siguiente circuito?
a) 𝟑𝟎𝛀
b) . 𝟕𝟓𝛀
c) 𝟑𝛀
d) 𝟕. 𝟓𝛀
5. Cuál será la potencia o consumo en watts de una bombilla conectada a una red de energía
eléctrica doméstica de 120 Volts, si la corriente que circula por el circuito de la bombilla
es de 2 ampere?
a) 𝟐𝟒 𝑾
b) 𝟔𝟎𝑾
c) 𝟐𝟒𝟎 𝑾
d) 𝟔𝟎𝟎𝑾
6. Un foco de 100 W se conecta a una diferencia de potencial de 20 Volts. ¿Determinar la
intensidad de la corriente eléctrica que circula por él?
𝒂) 𝟓 𝑨
𝒃) 𝟐𝟎𝑨
𝒄). 𝟓𝑨
𝒅) 𝟐𝟎𝟎𝑨
CECYT3_2017
49
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
7. En el circuito siguiente R1 = R2, por tanto, la corriente que circula en el resistor R1
es_________que la corriente que circula en el resistor R2.
a) Igual
b) Mayor
c) Menor
d) Distinta
8. Calcular el valor de la resistencia total y corriente total del siguiente circuito.
𝒂) 𝟏𝟓𝛀,
𝟏𝑨
𝒃) 𝟏𝟓𝛀,
𝟎. 𝟏𝑨
𝒄)𝟏𝟓𝛀 ,
𝟏𝟎 𝑨
𝒅) 𝟏𝟓𝛀 ,
𝟑𝑨
9. Calcular el valor de la resistencia total y voltaje total del siguiente circuito.
𝒂) 𝟎. 𝟓𝛀
𝟐𝑽
𝒃) 𝟎. 𝟓𝛀,
𝟒𝑽
𝒄)𝟐𝛀
𝟑𝑽
𝒅) 𝟎. 𝟓𝛀
𝟔𝐕
10. En los circuitos representados en las figuras, los focos A, B y C son iguales y las pilas
también son iguales. ¿Qué sucede con el brillo de los foco
CECYT3_2017
50
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
a) Los tres focos brillan igual
b) Los focos B y C brillan igual, pero
menos que A
c) El foco A brilla más que B y B brilla
más que C
d) Los focos B y C brillan igual pero más
que A
10.- El circuito siguiente se encuentra conectado en serie. ¿Qué sucede con los focos A y C sí se funde
B?
a)
b)
c)
d)
Los focos B y C se apagan, pero A sigue encendido
Los tres focos se apagan
El foco A y B se apagan, pero C sigue encendido
El foco B se apaga, pero A y C siguen encendidos
BIBLIOGRAFIA

Fundamentos para el examen de ingreso al nivel superior politécnico
CONAMAT
Segunda Edición, 2015

Guía EXANI – I
Examen Nacional de ingreso a la Educación Media Superior
23ª edición * 2016

Física conceptos y aplicaciones
Séptima edición revisada
Paul.E. Tippens
Mac Graw Hill

Análisis básico de circuitos en ingeniería
J. David Irwin
5ª edición

Ciencias 2 Física Secundaria
Fernando Flores Camacho
Santillana, S. A de C. V
CECYT3_2017
51
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 9 Y 10. MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO
SESIÓN NO. 14
MAGNETISMO:
El magnetismo es un fenómeno físico caracterizado por el hecho de que, los cuerpos que poseen esta
propiedad, ejercen fuerzas de atracción y repulsión sobre otros objetos. Determinados materiales
poseen características magnéticas y se conocen por tanto como imanes o magnetos.
IMANES:
Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también
puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente
pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de
diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo
después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido
imantado.
LEY DE INTERACCIÓN DE LOS POLOS:
Los imanes tienen la propiedad de polaridad que significa dos polos magnéticos diferentes llamados
Norte o Sur. Los polos magnéticos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen. Además
presentan una particularidad si un imán se parte por la mitad, cada una de las partes tendrá los dos
polos.
CECYT3_2017
52
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
CAMPO MAGNETICO
Un campo magnético rodea el imán y se representa con líneas de campo magnético (o fuerza). La
dirección del campo magnético indica la dirección de la fuerza que experimentaría un polo magnético
norte en ese punto del espacio. Las unidades del campo magnético en el Sistema Internacional son
los teslas.
EL MAGNETISMO DE LA TIERRA:
La Tierra crea a su alrededor un campo magnético semejante al que produciría un imán con forma de
barra colocado cerca de su centro. Los polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos.
CECYT3_2017
53
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 10. ELECTROMAGNETISMO.
SESIÓN NO. 14
ELECTROMAGNETISMO:
Es la rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos, los cuales son generados
al hacer circular electricidad sobre un conductor y con ello se construye un imán o a partir de un campo
magnético inducir una corriente eléctrica, que es el fenómeno inverso.
LEY DE FARADAY:
En el año de 1831 el científico inglés Michel Faraday realizó experimentos con una bobina y un imán y descubrió
las corrientes eléctricas inducidas. La ley de la inducción electromagnética, como también se conoce a la ley
de Faraday, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez
con que el flujo magnético atraviesa una superficie en un lapso de tiempo. Es decir, la inducción magnética da
como resultado la producción de una corriente inducida y de una fuerza electromotriz (fem).
APLICACIONES DEL ELECTROMAGNETISMO
Existen dispositivos que aprovechan lo anterior. Estos dispositivos son el motor y el generador.
Motor: convierte la electricidad en movimiento mecánico a partir de un campo magnético.
Generados: convierte el movimiento mecánico el electricidad auxiliándose de un campo magnético.
LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
El espectro electromagnético es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas en función de su energía.
De mayor a menor energía (o de menor a mayor longitud de onda) tenemos:
Las radiaciones electromagnéticas se clasifican en:
Rayos Gamma: los que transportan más energía, emitidos por núcleos atómicos.
Rayos X: emitidos por electrones de los átomos, los usamos para hacer radiografías.
Ultravioleta: aún muy energéticos, capaces de producir cáncer en la piel.
Visible: de energía intermedia, capaz de estimular el ojo humano.
Infrarrojo: responsables de bronceado de la piel y de la sensación de calor.
Microonda: usados en el radar, telecomunicaciones y para calentar los alimentos.
Radio: los de menor energía, las usamos en las transmisiones de radio y televisión
CECYT3_2017
54
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Se define como la región del espacio donde actúan las líneas de fuerza generadas por un imán.
a) campo de fuerza
b) campo eléctrico
c) campo magnético
d) campo de luz
2. Fenómeno físico que presentan algunos objetos y consiste en atraer a otros cuerpos cercanos a ellos.
a) magnetismo
b) electricidad
c) inercia
d) electromagnetismo
3. Científico inglés que en el año de 1831 realizó experimentos con una bobina y un imán y descubrió las
corrientes eléctricas inducidas.
a) Descartes
b) Joule
c) Faraday
d) Newton
4. Dispositivo que transforma el movimiento mecánico en electricidad auxiliándose de un campo
magnético.
a) motor
b) generador
c) voltímetro
d) maquina térmica
CECYT3_2017
55
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
5. Máquina que convierte la electricidad en movimiento mecánico a partir de un campo
magnético.
a) motor
b) generador
c) voltímetro
d) maquina térmica
6. Las unidades del campo magnético en el Sistema Internacional son:
a) Coulombs
b) Atmósferas
c) Teslas
d) volts
7. Son los imanes que provienen de un mineral llamado magnetita:
a) Artificiales
b) Solenoides
c) Naturales
d) artificiales
BIBLIOGRAFÍA
3. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Guía de estudios para ingresar al
bachillerato, primera edición. Pearson. México 2009.
4. Física con aplicación, Wilson. segunda edición. México 2004.
BIBLIOGRAFÍA ELECTRÓNICA
https://www.google.com.mx/search?q=magnetismo&biw=1360&bih=662&source=lnms&t
bm=isch&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwjrsLvuzaLQAhWa14MKHfq_BGkQ_AUIBigB#tb
m=isch&q=ley+de+los+polos+magneticos&imgrc=AOE2UjrSyirHSM%3A
https://buscaphysics.wordpress.com/about/magnetismo/teoria/
CECYT3_2017
56
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 11. PRESIÓN.
SESIÓN NO. 15
PRESIÓN:
Es la razón que existe entre la fuerza aplicada por unidad de área. Si se disminuye el área sobre la que actúa
una fuerza constante, la presión aumenta, si el área sobre la que actúa la fuerza constante aumenta, la presión
disminuye.
𝐹
𝑃=
𝐴
𝑁
𝑃 − 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 2 = 𝑃𝑎𝑠𝑐𝑎𝑙
𝑚
𝐹 − 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 (𝑁),
𝐴 − á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚2 )
PRINCIPIO DE PASCAL
La presión ejercida sobre un fluido encerrado en un recipiente se transmite con la misma intensidad a todos los
puntos de las paredes que lo contienen.
La prensa hidráulica es una máquina que se basa en el principio de Pascal para transmitir una fuerza.
Aprovechando que la presión es la misma, una pequeña fuerza sobre una superficie chica es equivalente a una
fuerza grande sobre una superficie también grande, proporcionalmente iguales.
𝑓 𝐹
=
𝑎 𝐴
𝐹 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 (𝑁),
𝐴 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 (𝑚2 )
𝑓 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 (𝑁),
𝑎 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 (𝑚2 )
CECYT3_2017
57
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
PRESION HIDROSTATICA
Es la presión que ejerce un líquido sobre el fondo del recipiente que lo
contiene.
𝑷𝒉 = 𝝆 ∙ 𝒉 ∙ 𝒈
𝑃ℎ = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑎 (𝑃𝑎)
ℎ = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑚)
𝑚
𝑠2
PRINCIPIO DE ARQUIMIDES
Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje o fuerza de flotación igual al
peso del volumen desalojado del fluido.
𝑔 = 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 10
𝑬=𝝆∙𝒈∙𝑽
𝒐
𝑬 = 𝑷𝒆 ∙ 𝑽
𝐸 = 𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 (𝑁)
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 (𝑚3 )
𝑔 = 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 10
𝑚
𝑠2
𝑁
𝑃𝑒 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 ( 3 )
𝑚
𝑘𝑔
𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ( 3 )
𝑚
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Es el peso que ejerce el aire de la atmosfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o
sobre una de sus capas de aire. El planeta está formado por presión solida (la tierra), presión liquida (las aguas)
y una gaseosa (la atmósfera).
La atmósfera es la capa gaseosa y está formada por mezcla de gases que en conjunto le llamamos aire, como
todos los cuerpos tienen peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre es lo que llamamos presión
atmosférica.
La presión atmosférica varia, no siempre es igual debido a los siguientes factores:
Altura: a mayor altura la presión disminuye y a menor altura, aumenta.
Temperatura: el aire caliente pesa menos que el aire frio. A mayor temperatura menos presión y viceversa.
Humedad: En lugares donde hay mayor humedad, hay menor presión y viceversa, si hay menor humedad,
mayor presión. (Estrechamente relacionado con la altura).
Para medir la presión se utiliza el barómetro. En
1 atmósfera = 101.325 Pa = 760 mmH
el nivel del mar cuando es 0oC,
CECYT3_2017
58
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Una casa que pesa 600 000 N se encuentra sobre un terreno de 50𝑚2 , ¿Cuál es la presión ejercida?
a) 30 000 Pa
b) 12 000 Pa
c) 120 000 Pa
d) 6 000 Pa
2. ¿Cuál es la superficie sobre la que actúa una fuerza de 300 N para una presión de 1 000 Pa?
a) 0.3 𝑚2
b) 0.25 𝑚2
c) 30 0000 𝑚2
d) 333.33 𝑚2
3. El principio de Arquímedes afirma que “Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en
reposo recibe un empuje de abajo hacia arriba igual a _______________”.
a) La densidad del cuerpo por el volumen
b) El peso total del cuerpo
c) El peso del volumen del fluido que desaloja
d) El peso del cuerpo por el volumen
4. ¿Cuál es la presión que se ejerce en una piscina de 6 m de altura en el fondo?
a) 60 Pa
b) 60 000 Pa
c) 1000 Pa
d) 1 000 000 Pa
5. ¿Cuál es la altura que tiene una columna de agua contenida en un recipiente si en el fondo se ejerce
una presión de 18 000 Pa
a) 1.8 m
b) 0.5 m
c) 10 m
d) 1 800 m
6. El émbolo menor de una prensa hidráulica tiene un área de 0.004 𝑚2 y se le aplica una fuerza de 320
N. ¿Cuál es la fuerza que se obtiene en el émbolo mayor si su área es de 0.05 𝑚2 ?
a) 256 N
b) 4000 N
c) 25.6 N
d) 400 N
7. ¿Cuál es el área del émbolo menor de una prensa hidráulica, si al aplicarle una fuerza de 300 N es
capaz de levantar una carga de 12 000 N colocada en el émbolo mayor cuya superficie es de 0.8 𝑚2 ?
a) 3.2 𝑚2
b) 2 𝑚2
c) 0.02 𝑚2
CECYT3_2017
59
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
d) 32 𝑚2
8. Un cuerpo recibe un empuje de 2500 N al sumergirse totalmente en agua, ¿Cuál es el volumen
desalojado de agua? Tomando en cuenta que la densidad del agua es 1000
a) 0.25 𝑚3
b) 4 𝑚3
c) 2.5 𝑚3
d) 0.4 𝑚3
𝑘𝑔
𝑚3
BIBLIOGRAFÍA
5. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Guía de estudios para ingresar al
bachillerato, primera edición. Pearson. México 2009.
6. Física con aplicación, Wilson. segunda edición. México 2004.
7. Física Conceptual, Paul G. Hewitt, primera edición, México 1999.
BIBLIOGRAFIA ELECTRÓNICA
https://cibertareas.info/presion-hidrostatica-fisica-2.html
http://www.ejemplode.com/37-fisica/4211-ejemplo_de_principio_de_pascal.html
CECYT3_2017
60
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
SESIÓN NO. 16.
TEMA 12: TERMOMETRÍA
Termometría
Calor
Temperatura
Propagación del
calor
Escalas
termométricas
Calor especifico
Capacidad
calorífica
La Termometría es parte de la Física clásica que se encarga del estudio y medida de la temperatura de los
cuerpos o sistemas.
Calor
Es una forma de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura.
Temperatura
Es aquella propiedad física o magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un
termómetro.
Equilibrio Térmico es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en
sus condiciones iniciales presentan diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan
se suspende el flujo de calor, llegando ambos sistemas al mencionado equilibrio térmico.
“Si entre dichos cuerpos no existe flujo de calor entonces se dice que ambos cuerpos se encuentran en
equilibrio térmico”
Diferencia entre calor y temperatura
CALOR
TEMPERATURA
Es el flujo de energía entre
dos cuerpos a diferentes
temperaturas
Es una propiedad de un
cuerpo.
En física se define como
una magnitud escalar.
CECYT3_2017
61
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Escalas termométricas absolutas
La escala Celsius es llamada asi en honor del físico sueco Anders Celsius. En esta escala el 0 se asocia
a la temperatura de fusión del hielo y el 100 a la temperatura de ebullición del agua a nivel del mar.
En el Sistema Internacional de Unidades se utiliza la escala absoluta o kelvin, que fue diseñada por el físico
británico William Thomson, Lord Kelvin en 1848, El tamaño de la escala kelvin es el mismo que el de los
grados Celsius: cada división es una centésima en una escala de 0 a 100. La diferencia se encuentra en la
ubicación de su cero. En la escala kelvin al cero se le llama cero absoluto, y se encuentra a -273℃.
°𝐾 = ℃ + 273
°𝐶 = °𝐾 − 273
La escala Fahrenheit fue propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1714. La escala establece como las
temperaturas de congelación y evaporación del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. Esta escala divide
la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales.
9
℉ = ℃ + 32 ó ℉ = 1.8℃ + 32
5
5
℉ − 32
℃ = (℉ − 32) ó ℃ =
9
1.8
CECYT3_2017
62
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Propagación del calor
El calor es un proceso de transferencia de energía cuyo efecto principal es producir cambios en la
temperatura de los objetos. Este se conduce de tres maneras diferentes.
CONDUCCIÓN
Es la forma en que el calor se
conduce o propaga en los
sólidos. CION
CONVECCIÓN
El calor se propaga a través
de un fluido.
RADIACIÓN
El calor se transfiere a través
de ondas electromagnéticas.
CECYT3_2017
63
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Calor específico
Es la cantidad de calor que se le suministra a una unidad de masa para elevar su temperatura un kelvin o
un grado Celsius.
𝑐
𝑄
𝐶𝑒 = =
𝑚 𝑚∆𝑇
Donde
𝐶𝑒 : Calor específico [
𝑐: Capacidad
𝑐𝑎𝑙
]
𝑔𝑟 ∗ ℃
𝑐𝑎𝑙
calorífica [ ]
℃
𝑄: Cantidad de calor [𝑐𝑎𝑙]
𝑚: Masa [𝑔𝑟]
∆𝑇: Incremento de la temperatura [℃]
Capacidad calorífica
Se define como la razón que existe entre la cantidad de calor que recibe un cuerpo y el incremento de su
temperatura.
𝑄
𝑐=
∆𝑇
Donde
𝑐𝑎𝑙
]
℃
𝑐: Capacidad calorífica [
𝑄: Cantidad de calor [𝐶𝑎𝑙]
∆𝑇: Incremento de la temperatura [℃]
CECYT3_2017
64
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Un médico toma la temperatura a un paciente en grados centígrados. Él pide que le indique su
temperatura en grados Fahrenheit. Si la temperatura registrada es de 38℃, ¿Cuál es su temperatura
en℉?
a) 100.4 F
b) 10.4 F
c) 104 F
d) 57.6 F
2. Al convertir 41℉ a grados Celsius se obtiene:
a) 45.5 °C
b) 105.8 °C
c) 100 °C
d) 5°C
9. La temperatura normal de los seres humanos es 98.6℉. ¿Cuál es su valor en la Celsius?
a) 40 °C
b) 37 °C
c) 35 °C
d) 36 °C
10. La temperatura normal de los seres humanos es 98.6℉. ¿Cuál es su valor en la Kelvin?
a) 310 K
b) 37 k
c) 310 °C
d) 301 K
11. Se aplican 60.76 Kcal, a una barra de aluminio para que incremente su temperatura a 80℃. ¿Cuál es
la masa de la barra? (Considere el 𝐶𝑒 del aluminio 0.217
a)
b)
c)
d)
𝑐𝑎𝑙
)
𝑔𝑟℃
3500 kg
3.5 gr
3500 gr
35000 gr
12. Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado centígrado:
a) Calor especifico
b) Celsius
c) Cantidad de calor
d) Caloría
13. Si al sujetar una barra de hierro por un extremo y el otro lo exponemos al calor de una plancha, al
momento notaremos que nos llega el calor a nuestra mano; este ejemplo hace referencia a la
transferencia de calor por:
a) Convección
b) Radiación
c) Conducción
d) Calentamiento
CECYT3_2017
65
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
14. Es el calor ganado o perdido por un cuerpo al variar su temperatura.
a) Calor especifico
b) Calor
c) Caloría
d) Temperatura
15. Si el calor especifico del mercurio es 0.033 cal/g°C, y el del agua es de 1 cal/g°C, ambos son
calentados a la misma temperatura ¿Cuál de ellos se calienta primero?
e)
f)
g)
h)
Mercurio
Agua
Ninguno se calienta
Se calientan al mismo tiempo
BIBLIOGRAFIA
1. Fundamentos para el examen de ingreso al nivel superior politécnico
CONAMAT
Segunda Edición, 2015
2. Guía EXANI – I
Examen Nacional de ingreso a la Educación Media Superior
23ª edición * 2016
3. Física conceptos y aplicaciones
Séptima edición revisada
Paul.E. Tippens
Mac Graw Hill
CECYT3_2017
66
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 13Y 14 TERMODINÁMICA, LEYES DE LOS GASES IDEALES
SESIÓN 17.
TERMODINÁMICA
Leyes de los gases ideales
Leyes de la termodinámica
1𝑟𝑎
2𝑑𝑎
Ley de la termodinámica
Ley de la termodinámica
La termodinámica es la rama de la física que estudia la transformación del calor en trabajo y viceversa
Primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un sistema a
través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo
se transforma.
∆𝑄 = ∆𝑈 + ∆𝑊
Donde
∆𝑄: Calor suministrado [𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠]
∆𝑈: Incremento en la energía del sistema [𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠]
∆𝑊: Trabajo realizado por el sistema [𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠]
Procesos térmicos
ISOTÉRMICO
La temperatura del
sistema permanece
constante
ADIABÁTICO
ISOBÁRICO
La presion del
sistema premanece
constante
PROCESOS
TÉRMICOS
En este proceso el
sistema no recibe ni
cede calor
ISOCÓRICO
Cuando el volumen del
sistema permanece
cinstante y no realiza
trabajo alguno
CECYT3_2017
67
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Segunda ley de la termodinámica La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos
imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si
se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que
puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.
En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de
reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica, que tiene el enunciado equivalente:
“Es posible construir una maquina térmica que transforme en su totalidad el calor en energía y
viceversa”
La eficiencia de una maquina térmica es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado.
Leyes de los gases ideales
Los gases ideales son aquellos que tienen un número pequeño de moléculas, por tanto, su densidad es baja
y la fuerza de cohesión entre sus moléculas es casi nula.
CECYT3_2017
68
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Un proceso térmico es _____________ si el sistema no recibe ni cede calor
a) Isocórico
b) Isobárico
c) Adiabático
d) Isotérmico
2. Cuando la velocidad de las partículas de un gas aumenta a un volumen constante, entonces, la presión
_________ y la temperatura __________
a) Aumenta-aumenta
b) Aumenta-disminuye
c) Disminuye-disminuye
d) Disminuye-aumenta
3. Cuando se modifican las condiciones de temperatura, ¿Cuál es el estado de agregación de la
materia en los que se puede observar los cambios mayores en la presión?
a)
b)
c)
d)
Gel
Gas
Solido
Liquido
4. Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen
del recipiente, cuando la temperatura es constante
a) Ley de Gay-Lussac
b) Ley de Charles
c) Ley de Boyle
d) Ley general del estado gaseoso
5. En el enunciado “Es imposible construir una maquina térmica que transforme en su totalidad el calor
en energía y viceversa”. ¿A qué ley de la termodinámica se refiere?
a) Ninguna
b) Ley de cero
c) Primera ley
d) Segunda ley
6. ¿Cuál es el modelo matemático que representa la ley general del estado gaseoso?
a) PV = nRT
b) P1 V1 = P2 V2
c) PV = nRT
V
V
d) 1 = 2
T1
T2
7. Cuando una sustancia pasa del estado sólido a líquido, experimenta un fenómeno llamado
a) Condensación
b) Sublimación
c) Fusión
d) Evaporación
CECYT3_2017
69
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
8. “Establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. ¿A qué ley de la
termodinámica se refiere?
a) Primera ley
b) Ley de cero
c) Segunda ley
d) Tercera ley
BILIOGRAFIA
1. Ciencias 2 Física Secundaria. Fernando Flores Camacho. Santillana, S. A de C. V
2. Leyes
de
los
gases
ideales
Física
y
Química
fisicayquimicaenflash.es/mol_calculoq/gases_ideales.htm
en
CECYT3_2017
Flash.
70
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 15. MOVIMIENTO ONDULATORIO.
SESIÓN NO. 18
MOVIMIENTOS
ONDULATORIO
ONDA MECANICA
ONDAS
LONGITUDINALES
ONDA
ELECTROMAGNETICA
ONDAS
TRANSVERSALES
MOVIMIENTO ONDULATORIO.
Es la perturbación de un sistema de su posición de equilibrio y la perturbación puede viajar o propagarse de
una región sistema a otra.
La perturbación que se origina se llama onda y al propagarse transporta energía.
Ejemplos:
Los sonidos en musicales, los temblores sísmicos producidos por un terremoto, una piedra arrojada a un
estanque: todos estos son fenómenos ondulatorios.
ONDAS MECÁNICAS.
Son ondas que viajan por algún material o sustancia llamado medio.
No todas las ondas son mecánicas. Las ondas electromagnéticas que incluyen la luz, las ondas de radio, la
radiación infrarroja y ultravioleta y los rayos X se pueden propagar incluso en el espacio vacío, donde no hay
algún medio y son siempre ondas transversales, nunca longitudinales, debido a que el fotón es una partícula
sin masa.
TIPOS DE ONDAS MECÁNICAS.
ONDA TRANSVERSAL.
Es aquella donde los desplazamientos del medio son perpendiculares o transversales a la dirección en la
que la onda viaja por el medio.
ONDA LONGITUDINAL
Es aquella en la que la vibración de las partículas del medio son en la misma línea en que viaja la onda.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS.
Cresta: Es el punto más alto de la amplitud o punto máximo de saturación de la onda.
Amplitud: Es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda.
Valle: es el punto más bajo de una onda.
Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
CECYT3_2017
71
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Longitud de onda (𝝀): Distancia que hay entre dos crestas consecutivas (m)
Frecuencia(𝒇): Número de veces que es repetida la vibración, en otras palabras, es una simple repetición de
valores por un periodo determinado.
1
Su fórmula es: 𝑓 = (𝐻𝑧)𝑜 𝑏𝑖𝑒𝑛 (𝑠 −1 ) ec. 1.0
𝑇
Periodo (𝑻): Es el tiempo en que tarda en efectuarse una oscilación completa de cada partícula (seg).
1
Su fórmula es: 𝑇 = (𝑠) ec. 1.1
𝑓
VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN.
La velocidad de propagación es la velocidad con la que se mueve una onda a través de un medio y es igual al
producto de la longitud de onda y la frecuencia.
𝑚
𝑣 = 𝜆𝑓 ( 𝑠 )
ec.1.2
Ejemplo 1.
Las ondas sonoras son ondas longitudinales en aire. La velocidad del sonido depende de la temperatura; a 20
°C, es de 344 m/s. Calcule la longitud de onda de una onda sonora en el aire a 20 °C si la frecuencia es de 262
Hz (la frecuencia aproximada del Do medio de un piano)
Solución.
DATOS:
𝜆=?
𝑣 = 344 𝑚/𝑠
𝑓 = 172 𝐻𝑧
FORMULA Y SUSTITUCIÓN
𝑣 = 𝜆𝑓
𝑣 344 𝑚/𝑠
𝜆= =
=𝟐𝒎
𝑓
172 𝑠 −1
CECYT3_2017
72
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Ejemplo 2
Al caer una piedra una piedra en el agua se emitieron ondas con una longitud de 12 metros y una velocidad
de 4 m/s. Calcular el periodo de oscilación completa de las ondas.
Solución.
DATOS:
𝜆=12 m
𝑣 = 4 𝑚/𝑠
𝑇 =?
FORMULA Y SUSTITUCIÓN
1
𝑣 = 𝜆( )
𝑇
𝜆
12 𝑚
𝑇= =
= 3𝑠
𝑣 4 𝑚/𝑠
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Las ondas sísmicas producidas por un terremoto son un ejemplo de ondas
a) de ultrasonido
b) mecánicas
c) electromecánicas
d) electromagnéticas.
2. A qué velocidad se propagan sobre la superficie del agua unas ondas transversales, de 0.5 m de
longitud de onda, que son emitidas con una frecuencia de 3 Hertz.
a) 7 m/s
b) 1.5 m/s
c) 1.05 m/s
d) 0.15 m/s
3. Es un movimiento ondulatorio transversal, la longitud de onda λ es la distancia que hay
entre______________.
a) Una cresta y un nodo
b) dos crestas consecutivas
c) dos periodos
d) un valle y un nodo
4.
La distancia recorrida por una onda en un período se llama
a) Frecuencia
b) Período
c) Velocidad de onda
d) Longitud de onda.
5. ¿Cuál es la amplitud de oscilación de la onda que se presenta a continuación?
a). 0.5 m
b). 1 m
c). 2 m
d). 5 m
e). 20 m
CECYT3_2017
73
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
6. Una onda de 12 m de longitud (λ) se propaga con una velocidad de 6 m/s. Cuál es su periodo.
a) 72 s
b) 1.5 m/s
c) 2 s
d) 0.5 s
7. ¿Cuál es la frecuencia de una onda cuyo periodo cuyo periodo es 0.025 s.?
a) 40 Hz
b) 2.5 Hz
c) 0.40 Hz
d) 25 Hz
8. Tipo de ondas que se propagan por medio líquido, sólido y gaseoso.
b) Ondas de radio b) Ondas sonoras c) radiación infrarroja d) rayos x
BIBLIOGRAFÍA
1. CONAMAT (Colegio Nacional de Matemáticas). Ejercicios para el examen global de
conocimientos. Nivel Bachillerato, segunda edición. Pearson. México 2011.
2. FISICA UNIVERSITARIA, Sears-Zemansky, Young-Freedman, Undécima edición, volumen I.
CECYT3_2017
74
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
CECYT3_2017
75
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
SESIÓN No. 19.
TEMA 16. ÓPTICA
Teorías de propagación de la luz
* Copuscular
* Ondulatoria
* Electromagnética
Propagación de la luz en un prisma
Reflexión y Refracción de la luz
Tipos de espejos
* concavo
* convexo
Tipos de lentes
Es parte de la Física que estudia la luz y aquéllos fenómenos que impresionan el
sentido de la vista.
CECYT3_2017
76
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
•Teoría
planteada por el
científico
holandes Christi
an Huygens
•postula que la
luz emitida por
una fuente
estaba formada
por ondas
ELECTROMAGNÉTICA
•Teoría
planteada por
el físico inglés
Isaac Newton
•Señalaba que
la luz consistía
en un flujo de
pequeñísimas
partículas sin
masa.
•Eran emitidos
por fuentes
luminosas que
se movían en
línea recta
ONDULATORIA
CORPUSCULAR
Teorías de propagación de la luz
•En el siglo XIX,
se agregan a las
teoráis existentes
de la época las
ideas del físico
James Clerk
Maxwell
•Explica
notablemente que
los fenómenos
eléctricos están
relacionados con
los
•La luz es una
onda
electromagnética
trasversal que se
propaga
perpendicular
entre sí.
Luz monocromática
Se define luz monocromática aquella formada de un solo color.
Luz policromática
La luz policromática cuando está formada de varios colores
Propagación de la luz en un prisma
Al incidir luz blanca sobre un prisma de vidrio este se descompone en seis colores, que van del rojo al
violeta. Como se puede apreciar en la tabla siguiente, cada uno de esos colores cuenta con su
correspondiente longitud de onda fija y, por tanto, con diferentes frecuencias.
COLORES DE LUZ BLANCA
LONGITUD DE ONDA (m)
Rojo
627 – 770
Naranja
589 – 627
Amarillo
566 - 589
Verde
495 – 566
Azul
436 - 495
CECYT3_2017
77
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Violeta
380 - 436
Cualquier onda electromagnética posee una determinada cantidad de energía que es inversamente
proporcional a la longitud de onda, es decir, a menor longitud de onda visible, mayor será la propagación
de energía.
Al contrario de la luz blanca, cuyos rayos se consideran incoherentes por estar compuestas por ondas
magnéticas de frecuencias y longitudes de onda diferentes.
Dispersión de la luz
La luz blanca al pasar por un prisma se dispersa en los colores del arco iris.
Composición de la luz
La luz blanca es el resultado de la mezcla de los colores del arco iris.
Refracción y Reflexión
La luz se caracteriza fundamentalmente por tres propiedades básicas:
1. Se propaga en línea recta
2. (reflexión) Cuando los rayos de luz llegan a un cuerpo en el cual no pueden continuar
propagándose, salen desviados en otra dirección, es decir, se refleja cuando llega a cualquier
superficie.
Leyes de reflexión
i)
ii)
El yayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.
El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
3. (refracción) es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre tras pasar estos de un
medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad, es decir, cambia de dirección en
el momento que pasa de un medio a otro.
Leyes de refracción
El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en
el mismo plano.
ii)
La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia 𝑖̂, el de
refracción 𝑟̂ , y los índices de refracción absolutos de la luz en los medios 1 y 2, 𝑛1 y 𝑛2
respectivamente:
𝐬𝐢𝐧 𝑖̂ 𝑛2
=
𝐬𝐢𝐧 𝑟̂ 𝑛1
La ley de Snell nos permite calcular la velocidad de la luz (𝑐 = 300000 𝑘𝑚/𝑠), en diferentes
medios de propagación.
𝑘𝑚
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑢𝑧 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜 ( )
𝑐
𝑠 = í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝑛= =
𝑉 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑢𝑧 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 (𝑘𝑚)
𝑠
Tipos de espejos
Un espejo es una superficie lisa que refleja la luz.
Una imagen es la forma de un cuerpo producida por el cambio de dirección de los rayos luminosos.
i)
CECYT3_2017
78
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
Espejo plano
Es una superficie plana, lisa, muy bien pulida que hace que la luz proveniente de objetos se refleje sobre
ella para obtener imágenes claras.
La imagen formada es:
Simétrica, porque aparentemente está a la misma distancia del espejo
Virtual, porque se ve como si estuviera dentro del espejo, no se puede formar sobre una pantalla pero
puede ser vista cuando la enfocamos con los ojos.
Del mismo tamaño que el objeto.
Derecha, porque conserva la misma orientación que el objeto.
Espejo esférico o curvo
Es un Casquete esférico pulido por una de sus caras y es caracterizado por tener un radio de curvatura
constante. Se clasifica en
 Convexo: la superficie reflectora es la exterior la imagen es virtual,
derecha y más pequeña que el objeto.

Cóncavo: La superficie reflectora es la parte interior y producen
imágenes aumentadas e incluso invertidas.
Tipos de lentes: Las lentes son objetos de vidrio o de plástico,
con distintas formas. La luz, cuando pasa a través de las lentes,
se refracta (cambian la dirección de los rayos de la luz). Las lentes
pueden ampliar o reducir las imágenes.
Se clasifican en:
1. Lentes convergentes: son gruesas en el centro y más delgadas en los extremos superior e inferior,
pueden tener ambas caras convexas o una plana y una convexa. Estas lentes permiten ver las
imágenes más amplias.
2. Lentes divergentes: Son delgadas en el centro y más gruesas en los extremos superior e inferior,
pueden tener ambas caras cóncavas o una plana y una cóncava. Estas lentes producen imágenes
virtuales, directas y de menor tamaño.
CECYT3_2017
79
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
1. Enuncio que la luz era una onda electromagnética
a) Faraday
b) Ampere
c) Maxwell
d) Newton
2. La luz blanca es:
a) Monocromática
b) Policromática
c) a y b
d) Ninguna
3. Al introducir una varilla parcialmente en agua, la parte sumergida parece estar flexionada hacia
arriba, es un ejemplo de:
a) Refracción
b) Reflexión
c) Ninguna
d) Ambas
4. Es parte de la Física que estudia la luz y aquéllos fenómenos que impresionan el sentido de la
vista
a) Dinámica
b) Estática
c) Termodinámica
d) Óptica
5. Una persona visita a un optometrista para hacerse una revisión visual y le diagnosticaron miopía,
es decir, tiene una lente excesivamente positiva, lo que causa que el punto focal se enfoque por
delante de la retina. ¿Cuál sería el lente apropiado para corregir este problema?
a) Convergente
b) Ninguno
c) Divergente
d) Gafas
6. Cuando la luz cambia de dirección al pasar del vidrio al agua, se produce el fenómeno llamado:
a) Difracción
b) Ninguno
c) Refracción
d) Reflexión
7. ¿Cuál es la velocidad de la luz en el vacío?
a) 𝟑 × 𝟏𝟎𝟑 𝒎/𝒔
b) 𝟑 × 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔
c) 𝟑 × 𝟏𝟎𝟓 𝒎/𝒔
d) 𝟑 × 𝟏𝟎𝟒 𝒎/𝒔
8. Son aquellos espejos esféricos cuya cara pulida es la externa
a) Cóncavos
b) Planos
c) Convexos
d) Convergente
9. Relaciona las columnas:
I.
Espejo
Cóncavo
A) La imagen formada es del mismo tamaño que el objeto
y es virtual.
II.
Espejo
Convexo
B)
III.
Espejo
Planos
C) Producen imágenes aumentadas e invertidas.
IV.
Espejo
Curvos
I – C; II – D; III – A ; IV – B
II – C; III – B; I – A; IV – C
I – A; III – C; IV– D; II – B
IV – B; III – A; I – D; II – C
D) La imagen se forman generalmente detrás del espejo,
es virtual, derecha y más pequeña que el objeto.
a)
b)
c)
d)
10.
a)
b)
c)
El rayo reflejado recorre el mismo camino, pero en
sentido inverso debido a que la incidencia es normal o
perpendicular.
Son aquellos cuerpos limitados por dos caras esféricas, o por una plana y la otra esférica
Lentes
Binoculares
Espejos cóncavos
CECYT3_2017
80
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
d) Espejos convexos
CECYT3_2017
81
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
TEMA 17. DESARROLLO DE LA FÍSICA CLÁSICA A LA FÍSICA MODERNA.
SESIÓN NO. 20
Podemos fijar el inicio de la historia de la física en el año 2000 a.C. con los mayas, considerando las
grandes aportaciones que nos ofrecieron, no solo la aportación del número del número cero, también
la construcción de observatorios astronómicos y un amplio estudio del movimiento de estrellas y
planetas para la predicción de eclipses.
Podemos continuar el estudio de la historia de la física mostrando una lista de las aportaciones que
marcaron el continuo avance de la física y el desarrollo de ciencia y tecnología para nuestro mundo.
325 - 265 a.C. Euclides
1738 Daniel Bernoulli
Óptica geométrica
Principio de Bernoulli (hidrodinámica)
287 – 212 a.C. Arquímedes
1742 Anders Celsius
Principio de Arquímedes (Hidrostática)
Escala de temperatura conocida como Celsius
1609 Galileo Galilei
1800 Alessandro Giuseppe Volta
Construye el primer Telescopio
Primera pila eléctrica
1643 Torricelli
1827 Gerog S. Ohm
Teorema de Torricelli (hidrodinámica)
Ley de Ohm
1693 Isaac Newton
Leyes de Newton (Mecánica Clásica)
1867 Alfred Nobel
Leyes de la Gravitación Universal
Descubre la dinamita
1714 Daniel G. Fahrenheit
1879 Thomas Alva Edison
Construye Termómetro de alcohol y de
mercurio
Construye la primera bombilla de luz
incandescente
CECYT3_2017
82
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
1885 James Clerk Maxwell
Unifica las ramas de la física
Electromagnetismo
1895 Wilhelm Röntgen
Descubre los Rayos X
1897 Joseph John Thomson
Descubre el electrón
1905 Albert Einstein
Formula la teoría de la relatividad especial
1911 Ernest Rutherford
Confirma la teoría del primer modelo atómico
1915 Albert Einstein
Extiende la teoría de la Relatividad especial
formulando la Relatividad General
1927 Werner Heisenberg
Formula el principio de incertidumbre e
inventa la mecánica cuántica matricial
1926 Paul Dirac
Desarrolla la teoría cuántica
CECYT3_2017
83
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
ACTIVIDAD PROPUESTA
20. Realiza una línea de tiempo mostrando los descubrimientos y científicos que aportaron
una parte en la historia de la física.
BIBLIOGRAFÍA
13. Universidad Nacional Autónoma de México. Guía 2016 para preparar el examen
de selección para ingresar a la Educación Media Superior. Primera edición.
México 2015.
14. La historia de la Física, Anne Rooney, Grupo editorial Tomo, 2015.
CECYT3_2017
84
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
SESIÓN NO. 21
Examen Parcial
1. Un tigre se mueve en línea recta con una velocidad de 144 km/h, durante 2 minutos ¿Qué distancia
recorre en este tiempo?
a) 4800 km
b) 480 m
c) 48 km
d) 4800 m
2. La siguiente gráfica representa la relación entre rapidez en función del tiempo para un objeto en
movimiento.
¿En cuál de los siguientes intervalos la aceleración fue negativa?
a) t4 – t5
b) t0 – t1
c) t1 – t2
d) t3 – t4
9. Una niña deja caer una pelota desde una ventana que está a 80 m de altura sobre el suelo.
Calcular la velocidad con la que choca contra el suelo y el tiempo de caída.
a) vf =39.63 m/s, t=4.04 s
b) vf =59.63 m/s, t=4.04 s
c) vf =39.63 m/h, t=3.02 h
d) vf =59.63 km/s, t=3.02 s
10. Sobre una masa de 13.5 kg se aplica una fuerza uniforme que provoca que la masa se acelere a
19.5 m/s2, ¿cuál es la fuerza aplicada sobre la masa?
a) 243.25 N
b) 280 N
c) 263.25 N
d) 273.5 N/m
CECYT3_2017
85
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
11. A qué distancia se debe encontrar F2 = 300 N para que la balanza se encuentra en equilibrio?
a)
b)
c)
d)
4m
3m
2m
1m
12. Una fuerza de 70 N desplaza a un objeto una distancia de 3 m, ¿cuál será el trabajo realizado por
la fuerza?
a) 210 J
b) 110 J
c) 90 J
d) 105 J
13. ¿Cuál es el mecanismo por el cual la tierra se calienta?
a) Conducción
b) Radiación
c) Convección
d) Dilatación
14. Una mujer que tiene masa de 60 kg se encuentra de pie sobre sus tacones que ocupan un área
de 3x10-3 m2. ¿Qué presión es ejercida por la mujer sobre el suelo?
a) 29.62x104 Pa
b) 19.62x103 Pa
c) 15.55x104 Pa
d) 19.62x104 Pa
15. Una pelota flota hasta la mitad en una tina que contiene agua dulce. ¿Qué pasará si se cambia el
agua dulce por agua de mar, la cual tiene una densidad mayor?
a)
b)
c)
d)
Se hundirá
Flotará sumergida más cerca de la superficie
Flotará hasta la mitad
Flotará sumergida más cercana al fondo de la tina.
CECYT3_2017
86
COMPENDIO DE ACTIVIDADES EN LÍNEA
CURSO DE INGRESO AL NIVEL MEDIO SUPERIOR (COMIPEMS 2017)
16. Que potencia eléctrica genera una secadora que está conectada a una línea de 240 V y por la cual
pasa una corriente de 0.6 A
a) 1440 W
b) 400 W
c) 144 W
d) 4000 W
17. Una onda longitudinal que posee una frecuencia de 110 Hz tiene una longitud de onda de 11 m.
Calcular la velocidad de propagación.
a) 1100 m/s
b) 1210 m/s
c) 0.1 m/s
d) 10 m/s
18. Cuando la luz cambia de dirección al pasar del vidrio al agua, se produce el fenómeno llamado:
a) Refracción
b) Reflexión
c) Difracción
d) Interferencia
CECYT3_2017
87