FÍSICA Y QUÍMICA 4º 1ª PARTE: FÍSICA Dos automóviles circulan

FÍSICA Y QUÍMICA 4º
1ª PARTE: FÍSICA
1. Dos automóviles circulan por un tramo recto de autopista, con velocidades respectivas
de 90 km/h y 18 km/h.
a) Si ambos viajan en el mismo sentido y están separados 2 km, determina el instante
y la posición en que el coche que va más rápido alcanza al otro.
b) Si se mueven en sentido opuesto, e inicialmente están separados 3 km, determina
el instante y la posición cuando se cruzan.
Haz una gráfica posición-tiempo de cada apartado. Utiliza el S. I. de unidades.
2. Una rueda de 20 cm de radio gira con una velocidad angular constante de 5 rad/s.
Calcula:
a) Ángulo que describe y número de vueltas que da en 10 s.
b) Periodo y frecuencia.
c) Velocidad lineal de un punto de la periferia.
d) Aceleración normal o centrípeta de ese punto.
3. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas y enúncialas correctamente:
a) Si la velocidad de un cuerpo varía entonces su aceleración no es nula.
b) Si la aceleración de un cuerpo es nula significa que está en reposo.
c) Un cuerpo con MRU tiene una aceleración tangencial constante y una aceleración
normal nula.
d) Un cuerpo con MRUA tiene una trayectoria rectilínea y el valor de su velocidad no
varía.
e) Si un objeto describe un movimiento circular uniforme no tiene aceleración.
f) Todos los puntos de un disco que gira con MCU tienen la misma velocidad angular
y la misma velocidad lineal.
4. ¿En qué caso coinciden el desplazamiento y el espacio recorrido? ¿En qué caso
coincide la velocidad media y la velocidad instantánea? Si se dan los dos casos
simultáneamente, ¿de qué tipo de movimiento se trata?
5. Un cuerpo se deja caer desde 19’6 m de altura:
a) Velocidad con que llegará al suelo y aceleración que llevará durante todo el
trayecto.
b) Velocidad que llevará cuando se encuentre a 5 m del suelo.
6. Enuncia el primer principio de la Dinámica e indica cuáles de las siguientes
afirmaciones son falsas y enúncialas correctamente:
a) Si la fuerza resultante sobre un cuerpo es nula significa que está en reposo.
b) Si un cuerpo se mueve quiere decir que hay una fuerza resultante que lo
mueve.
c) Un cuerpo gira en círculos con velocidad constante no tiene aceleración y, por
lo tanto, la fuerza resultante es cero.
d) Si un cuerpo no tiene aceleración entonces podemos asegurar que la
resultante de todas las fuerzas aplicadas sobre él es cero.
7. Calcula la fuerza paralela al plano que hay que realizar para que un cuerpo de 2 kg
ascienda con aceleración 1 m/s2 por un plano inclinado 60 º con un coeficiente de
rozamiento de 0’2.
8. Una piedra de masa 100 g atada a una cuerda de longitud 20 cm gira en círculos
verticales a una velocidad angular constante de 20 rad/s. Calcula:
a) Periodo y frecuencia del movimiento.
b) Aceleración centrípeta y fuerza centrípeta.
c) Tensión de la cuerda cuando está en el punto más bajo de la trayectoria.
9. Sobre una mesa horizontal se sitúa un bloque A de 500 g de masa sujeto con una
cuerda a otro bloque B que cuelga vertical mediante una polea situada en el borde de
la mesa. El coeficiente de rozamiento de A contra la mesa es 0’25. Calcula la masa
mínima que debe tener B para que el sistema se mueva con velocidad constante.
10. Si se lanza un objeto sobre una superficie horizontal sin rozamiento, ¿qué tipo de
movimiento describiría el objeto? Dibuja las fuerzas aplicadas sobre el objeto y
explica tu respuesta.
11. Colgamos una masa de 1 kg de un muelle de longitud desconocida y se estira hasta 30
cm. Si colgamos otra masa de 2 kg, el muelle se estira hasta 40 cm. Calcula:
a) La constante elástica del muelle.
b) La longitud del muelle sin estirar.
c) La fuerza que tendríamos que aplicar para que se estire hasta 50 cm.
12. De los extremos de una barra de 1 m se cuelgan dos masas de 200 y 500 g. Calcula el
valor de la fuerza que hay que realizar y en qué punto de la barra hay que aplicarla
para sostenerla en equilibrio.
13. Un objeto pesa 150 N en el aire, 100 N en el agua y 125 N en otro líquido.
a) Calcula la densidad del objeto.
b) ¿Cuál será la densidad del otro líquido?
14. Un cilindro de radio 10 cm, altura 20 cm y masa 5 kg se encuentra flotando
verticalmente en agua. Calcula el volumen sumergido del cilindro y el tanto por ciento
que representa esta parte.
15. El cilindro del ejercicio anterior se suelta desde el fondo de una piscina de profundidad
2 m. Calcula la velocidad con la que llega a la superficie.
16. Un submarino se encuentra sumergido a 100 m de profundidad en el mar (d = 1’05
g/cm3). Calcula cuál debe ser la arista de la escotilla cuadrada del submarino para que
aplicando una fuerza de 41160 N pueda abrirse. Razona tu respuesta.
17. Si Torricelli hubiera utilizado bromo en lugar de mercurio, ¿qué altura habría alcanzado
la columna? Densidad del bromo 3,12 g/cm 3. Razona tu respuesta.
18. Se deja caer desde una altura de 10 m una esfera de densidad 5 g/cm 3 y radio 10 cm.
Si se supone despreciable el rozamiento con el aire calcula la fuerza de resistencia
media que ejerce la arena si la esfera penetra 20 cm en el suelo. Justifica cada paso.
19. Sobre un cuerpo situado en una superficie horizontal se aplica una fuerza F de 10 N
que forma un ángulo de 60 º con la horizontal. Calcula razonadamente el trabajo
realizado por la fuerza F, por la fuerza peso, por la normal y por la fuerza de
rozamiento en los siguientes casos:
a) El cuerpo se desplaza horizontalmente 10 metros.
b) El cuerpo permanece en reposo.
20. El rendimiento de una máquina es del 80 %. ¿Qué energía hay que suministrarle para
que eleve un cuerpo de 20 kg a una altura de 10 m? Razona tu respuesta.
21. Deduce la ecuación de la presión hidrostática en el interior de un recipiente con un
fluido. ¿Depende del fluido? ¿Y de la forma del recipiente? Razona tus respuestas.
22.
a) Deduce la ecuación dimensional de: trabajo, energía, presión y potencia.
b) El módulo de Young es un parámetro que permite calcular la velocidad del sonido
vS en un medio sabiendo la densidad d de dicho medio. Su fórmula es:
Y = vS2 ·d
Escribe su ecuación dimensional y deduce cuál es su unidad.
23. Los radios medios y los periodos orbitales de tres satélites del sistema solar son:
Satélite 1
Satélite 2
Satélite 3
Radio orbital (km)
670.900
1.070.000
62.680
Periodo (h)
85,224
171,648
11,3676
Indica cuáles de ellos pertenecen al mismo sistema planetario y explica por qué.
24. Calcula la aceleración de la gravedad en un punto situado a una altura de 5.000 km
sobre la superficie terrestre. Calcula el peso de un cuerpo de 500 g situado a esa
altura. ¿Es mayor o menor que en la superficie? ¿Por qué?
25. Dos cuerpos de masas M1 = 105 kg y M2= 9·105 kg están separados una distancia de
0’5 km. ¿A qué distancia del primer cuerpo habría que colocar un cuerpo de masa 1 kg
para que esté en equilibrio? Razona tu respuesta.
26. La densidad media de Mercurio es 5.427 g/cm 3 y su masa 3’3·1023 kg. Calcula el radio
medio de Mercurio y la aceleración de la gravedad en su superficie.
27. Calcula el calor total necesario para transformar un bloque de 2 kg de hielo a – 5ºC en
vapor de agua a 100 ºC. Datos: LF = 334,4 kJ/kg; LV = 2248,8 kJ/kg; ce(hielo) = 2090
J/kg·K. Dibuja una gráfica de la curva de calentamiento.
28. En un calorímetro hay 200 ml de agua a 10 ºC. Se introduce una esfera metálica de 50
g a 50 ºC. Si la temperatura de equilibrio es 15 ºC calcula el calor específico del metal.
29. Se deja caer un bloque cúbico de hielo de lado 20 cm desde 10 metros de altura. Si un
20 % de la energía se transforma en calor, calcula la masa de hielo que se funde.
Dato: d(hielo) = 0,9 g/cm 3.