Física Fundamental

MES
#4
GUÍA DE ACTIVIDADES
FÍSICA
¿Cuál es la segunda
condición de
equilibrio mecánico?
COMPETENCIA #2. Aplico
las leyes de Newton del
movimiento mecánico de los
cuerpos, en la formulación y
solución de problemas de mi
entorno.
IV BACHILLERATO
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
3) Las unidades de medición del momento de torsión en el sistema
internacional son:
a. N∙ pie
b. lbf ∙ pie
c. kg ∙ m
d. N ∙ m
4) Un momento de torsión negativo implica:
a. Un torque menor a uno positivo
b. Un torque en sentido contrario al giro de las agujas del reloj
c. Un torque en sentido al giro de las agujas del reloj
d. a y c son correctas
5) Cuando queremos aflojar una tuerca debemos hacer lo siguiente:
a. Hacerla girar contra el sentido de las agujas del reloj
b. Hacerla girar en el sentido de las agujas del reloj
c. Buscar la llave inglesa más larga posible
d. a y c son correctas
Física
7) La rotación que se produce sobre un cuerpo depende de los siguientes
factores:
a. De la longitud del brazo de palanca
b. De la magnitud de la fuerza aplicada
c. De si la línea de acción de la fuerza pasa por el eje de rotación
d. Todas las anteriores son correctas
8) Un brazo de palanca largo nos permite:
a. Generar un torque menor
b. Generar un torque mayor
c. Utilizar menos fuerza para apretar o aflojar una tuerca
d. b y c son correctas
10
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
6) Qué tipo de triángulo que ya hemos estudiado nos permite realizar el
análisis necesario para calcular el brazo de palanca de una fuerza que
produce un torque:
a. Triángulo acutángulo
b. Triángulo equilátero
c. Triángulo obtusángulo
d. Triángulo rectángulo
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
mayor momento de torsión: cerca del eje de rotación, a la mitad del
cuerpo rígido o en el extremo opuesto al eje de rotación?
i) ¿Qué se puede hacer si diversas fuerzas son aplicadas en un mismo
plano de acción sobre un cuerpo rígido?
j) ¿Dónde se ubica el centro de gravedad de un objeto de masa
uniforme y cuerpo regular?
3. Resuelvo los siguientes problemas con base en lo aprendido:
a)Una persona ejerce una fuerza de 85 N sobre el extremo de una
puerta de 120 cm de ancho. ¿Cuál es el momento de torsión si la
fuerza la ejerce perpendicular a la puerta? ¿Cuál sería el momento
de torsión si la fuerza la ejerciera en un ángulo de 30° con respecto
al frente de la puerta?
120 cm
Vista desde arriba
120 cm
Física
b)Una tabla de 15 m con peso insignificante está sostenida en un
punto localizado a 4 m del extremo derecho. En dicho extremo
se le aplica un peso de 147 N. ¿Qué fuerza descendente se debe
ejercer en el extremo izquierdo para alcanzar el equilibrio?
18
15 m
F=?
Cuarto Bachillerato
147 N
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
85 N
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
c)Un puente cuyo peso total es de 150,000 N tiene 30 m de longitud
y tiene soportes en ambos extremos. Calcula las fuerzas que se
ejercen en cada extremo cuando se coloca un tractor de 18,000 N
a 8 m del extremo izquierdo. Nota: supongamos que el centro de gravedad del
puente se concentra a la mitad de su longitud.
30 m
FI = ?
FD = ?
d)¿A qué distancia de la pesa ubicada a la izquierda se debe colocar
un cable para que la barra mostrada cuelgue en equilibrio? ¿Qué
tensión debe soportar la cuerda?
x
T
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
18,000 N
Centro de gravedad
3m
245 N
390 N
Cuarto Bachillerato
19
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
e)Los ejes delantero y trasero de un automóvil guardan una distancia
de 2615 mm. ¿A qué distancia del eje delantero se encuentra el
centro de gravedad, si el 60% del peso del automóvil descansa
sobre las ruedas delanteras?
x=?
Centro de gravedad
Peso
del
auto
2,615 mm
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
AUTOEVALUACIÓN
20
Cuarto Bachillerato
MES
#5
GUÍA DE ACTIVIDADES
CIENCIAS NATURALES:
FÍSICA
¿Por qué rotan
los cuerpos sobre
un eje?
COMPETENCIA #2
Identifico las razones físicas
espacio-temporales del
movimiento o trayectoria de
un cuerpo en problemas de mi
entorno.
IV BACHILLERATO
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Coloco en el paréntesis la letra correspondiente para asociar los
conceptos.
( _ ) Es igual a la longitud de arco descrita
por una revolución completa.
a)
( _ ) Es el número de radios que hay en el
segmento de perímetro descrito por el
ángulo.
b) Aceleración
angular
( _ ) Es la razón que existe entre el
desplazamiento angular y el tiempo
necesario para que ocurra dicho desplazamiento.
( _ ) Es una unidad de medición de la
velocidad angular muy familiar que mide
las revoluciones por cada minuto
transcurrido.
( _ ) Es la variación en la rapidez de giro que
sufre un móvil en un tiempo
determinado.
c)
RPM
d) Radián
e)
2πR
2. Coloco en el paréntesis la letra V si el enunciado es verdadero o la
letra F si es falso. En caso de que sea falso explico el por qué.
a) (____) El desplazamiento angular logrado en una revolución o vuelta
completa es un valor constante, es decir, no varía.
b) (____) El desplazamiento lineal logrado en una revolución o vuelta
completa es un valor constante, es decir, no varía.
c) (____) El tamaño de las ruedas de un automóvil no afecta la longitud
de la distancia recorrida cuando estas completan una cantidad
determinada de revoluciones.
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
Velocidad
angular
d) (____) Los carretes de cables que utilizan las compañías de telefonía
son de gran diámetro debido a lo largo de los cables que almacenan.
e) (____) Un carrito de juguete con llantas grandes recorre menos espacio
que uno con llantas pequeñas si las llantas de ambos juguetes dan la
misma cantidad de vueltas completas.
Cuarto Bachillerato
5
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
f) (____) Una polea de 10 cm de radio gira a 50 rpm; mientras que otra
de 30 cm de radio también gira a 50 rpm. Esto implica que la primera
polea tiene una mayor velocidad angular.
g) (____) Mientras mayor sea la frecuencia de los giros completados
mayor será la velocidad angular.
h) (____) La velocidad lineal es inversamente proporcional a la velocidad
angular.
i) (____) La velocidad lineal desarrollada por un vehículo será mayor
mientras más rápido giren sus ruedas.
j) (____) Un niño quiere alcanzar a su hermano que anda en una bicicleta
con llantas más pequeñas que la de su bici. Entonces tiene que
aumentar la velocidad angular de las suyas porque de lo contrario, no
lo alcanzará nunca.
k) (____) La velocidad angular es directamente proporcional al radio.
l) (____) Mientras mayor sea el radio del carrete que almacena una
cuerda, menor será el desplazamiento angular requerido para abarcar
cierta distancia lineal.
3. Resuelvo los siguientes problemas.
b) Una polea de 15 cm de radio empieza a girar y completa 40
revoluciones en 30 s. ¿Cuál es la aceleración angular de esta?
c) Ángela salió a dar un paseo en su bicicleta, cuyas ruedas tienen un
radio de 30 cm. ¿Qué distancia lineal logró recorrer en diez minutos
si las ruedas giraban a 60 rpm?
Física
d) Gaby al ver que Ángela paseaba en su bicicleta, también sacó la suya
y salió tras ella pedaleando a 60 rpm (lo mismo que Ángela). Las
ruedas de la bici de Gaby tienen un radio de 25.5 cm y las de Ángela
30 cm. ¿Logrará colocarse a la par de Ángela para acompañarla en el
paseo? ¿Por qué?
6
e) Un albañil quiere bajar una cubeta para que se la llenen con cemento
fresco. Para esto, la ata firmemente a una cuerda enrollada en un
carrete de 40 cm de diámetro. Si él se encuentra a una altura de 15 m,
¿con cuántas vueltas del carrete logrará bajar la cubeta?
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
a) ¿A cuántos kilómetros por hora se desplaza una motocicleta cuyas
ruedas giran a 50 rad/s, si el radio de las mismas es de 30 cm?.
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Coloco en el paréntesis la letra V si el enunciado es verdadero o la
letra F si es falso. Si es falso explico por qué.
a) (____) La longitud del cable que forma parte del martillo en el
atletismo es muy importante. Mientas menor sea la longitud mayor
será la velocidad tangencial con la que sale disparado el martillo en
su lanzamiento.
b) (____) El planeta que habitamos tiene forma achatada en los polos.
Esto implica que la velocidad tangencial de una persona ubicada en
el Ecuador es mayor que el de una persona ubicada en uno de los
polos.
c) (____) Mientras mayor sea la distancia al eje de giro, mayor será la
longitud de arco barrida por cierto desplazamiento angular.
d) (____) La aceleración centrípeta será mayor si la distancia al eje de
giro es mayor.
e) (____) Mientras más concentrada esté la masa de un objeto en torno a
su eje de rotación, mayor será su momento de inercia.
f) (____) Una noria o rueda de Chicago girará más rápido si todos los
asientos que tiene están ocupados.
h) (____) Un cilindro hueco con la misma masa que un cilindro sólido
tiene mayor momento de inercia.
i) (____) Un disco sólido de un metro de radio gira a 3,600 rpm. Este
tiene varios objetos insertados a diversas distancias del centro que es
su eje de rotación. Aquellos objetos más cercanos al eje tendrán una
menor velocidad tangencial en comparación a los más alejados.
Física
j) (____) Cuando un patinador sobre hielo gira con sus brazos extendidos,
lo hace con una rapidez menor a la que tendría si lo hiciera con sus
brazos encogidos.
k) (____) En un sistema compuesto por varios cuerpos, mientras más
alejado esté el eje de rotación al cuerpo de mayor masa, menor será
su momento de inercia.
l) (____) Mientras más alejado esté un cuerpo a su eje de rotación, mayor
energía se requiere para hacerlo girar.
10
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
g) (____) Para que la velocidad tangencial sea de gran magnitud mientras
se aumenta la distancia al eje de giro, la velocidad angular debe ser
menor.
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
2. Observo con atención los objetos y los datos dados y luego respondo
las preguntas.
Cilindro sólido #1
Cilindro hueco #1
eje de
rotación
R
R2
eje de
rotación
R1
eje de
rotación
Cilindro sólido #2
Cilindro hueco #2
R2
R
eje de
rotación
R1
R2
eje de
rotación
R
R1
Disco sólido
eje de
rotación
a) Considerando que los cilindros sólidos #1 y #2 tienen la misma masa,
¿cuál de ellos tiene mayor momento de inercia? ¿Por qué?
b) Considerando que los cilindros huecos #1 y #2 tienen la misma masa
y el mismo radio externo, ¿cuál de ellos tiene mayor momento de
inercia? ¿Por qué?
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
Aro delgado
c) Considerando que el aro delgado y el disco sólido tienen la misma
masa y el mismo radio externo, ¿cuál de ellos tiene menor momento
de inercia? ¿Por qué?
Cuarto Bachillerato
11
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Escribo sobre las líneas las palabras que completan el enunciado.
a) Al completar una vuelta en el movimiento rotacional, un móvil habrá
descrito una ____________________ que hipotéticamente puede ser
cortada en un punto y extendida sobre un segmento de ___________.
b) La distancia que se reocrre al andar en bicileta es _________________
proporcional al número de vueltas que completan sus ruedas.
c) Podemos ver al radían como un ________________ cuya medida
describe el número de ____________ que hay en el segmento de
perímetro.
d) Si las ruedas de un automóvil giran a mayor velocidad angular,
____________ será entonces la distancia lineal recorrida.
e) La relación que existe entre el movimiento rotacional y el traslacional
es determinada por la __________________ al eje de rotación y la
magnitud de la ____________________ angular con la que rota un
móvil.
f) Un cuerpo mantendrá su velocidad angular uniforme a menos que
un momento de _____________ no equilibrado actúe sobre este
imprimiéndole _______________ angular.
h) La aceleración ___________________ es la variación en la rapidez de
giro que sufre un móvil en un tiempo determinado.
i) Si hacemos girar sobre nuestra cabeza una piedra atada a una cuerda,
la velocidad con la que sale disparada al soltarla corresponde a una
velocidad _____________________.
Física
j) La aceleración centrípeta se expresa básicamente como un cambio
en la _________________ del movimiento debido a la trayectoria
cirunferencial.
k) Mientras mayor sea el momento de inercia, ________________ será la
masa distribuida en torno al eje de rotación.
l) Mientras menor sea el momento de inercia, ________________ será la
energía involucrada con el movimiento rotacional.
m) Mientras ____________ alejada esté una masa del eje de rotación,
12
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
g) Podemos decir que la __________________ angular media equivale al
número de revoluciones dadas en un lapso de tiempo.
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
mayor será la magnitud del momento de inercia correspondiente.
n) La energía cinética ______________ de un cuerpo depende
directamente del momento de inercia y de la ________________
angular.
o) El momento de torsión es ____________________ proporcional a la
magnitud de la fuerza aplicada y ____________________ proporcional
al brazo de palanca.
p) La aceleración angular es directamente proporcional al momento
de ________________ e inversamente proporcional al momento de
________________.
2. Resuelvo los siguientes problemas.
a) Un cable está enrollado en torno de un carrete de 80 cm de diámetro.
¿Cuántas revoluciones de este carrete se requieren para que un objeto
atado al cable recorra una distancia rectilínea de 2 m? ¿Cuál es el
desplazamiento angular?
b) La rueda de una bicicleta tiene 26 pulgadas de diámetro. Si esa rueda
describe 60 revoluciones, ¿qué distancia rectilínea recorrerá?
d) La rueda de una bicicleta pesa 1.2 kg y tiene 70 cm de radio; además,
tiene rayos cuyo peso es insignificante. Si parte del estado de reposo
y recibe una aceleración angular de 3 rad/s2, ¿cuál será su energía
cinética rotacional después de 4s?
e) Una rueda de 15 cm de radio parte del reposo y completa 2 revoluciones
en 3 s. ¿Cuál es la velocidad angular media en radianes por segundo?
¿Cuál es la velocidad tangencial final de un punto situado en el borde
de la rueda?
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
c) Un motor eléctrico gira a 600 rpm. ¿Cuál es su velocidad angular?
¿Cuál es el desplazamiento angular después de 6 s?
f) Una polea giratoria completa 12 revoluciones en 4 s. Calcular la
velocidad angular media en revoluciones por segundo, revoluciones
por minuto y radianes por segundo.
Cuarto Bachillerato
13
MES
#6
GUÍA DE ACTIVIDADES
CIENCIAS NATURALES:
FÍSICA
¿Qué genera el
movimiento de
los cuerpos?
COMPETENCIA #2
Aplico el teorema del trabajo,
energía y potencia en la
formulación y solución de
problemas de mi entorno.
IV BACHILLERATO
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Coloco en el paréntesis la letra correspondiente para asociar los
conceptos.
( _ ) Es la capacidad de un cuerpo para
realizar trabajo.
( _ ) El trabajo realizado es igual al cambio
en la energía cinética.
( _ ) La energía no se puede crear ni destruir;
se puede transformar de una forma a
otra, pero la cantidad total de energía
nunca cambia.
( _ ) Es una cantidad escalar igual al producto
de las magnitudes del desplazamiento y
del componente de la fuerza en la
dirección del desplazamiento.
( _ ) Es la magnitud que mide la cantidad de
trabajo realizado en un lapso de tiempo.
a) Conservación
de la energía
b) Trabajo
c) Potencia
d) Energía
e) Teorema del
trabajo y la
energía
a) (____) La fuerza de gravedad realiza trabajo sobre una caja inmóvil
apoyada sobre una superficie.
b) (____) La energía cinética de una pelota lanzada verticalmente se
transforma en energía potencial hasta alcanzar el punto de altura
máxima, a partir del cual toda la energía potencial acumulada se
transforma en energía cinética a medida que la pelota desciende.
Física
c) (____) Un objeto colocado a una altura de 10 metros tiene mayor
energía potencial que uno que se encuentra a 5 metros por encima
de este.
d) (____) Cuando un objeto en movimiento sobre una superficie
rugosa empieza a detenerse, es evidencia de que la energía cinética
desapareció por completo.
e) (____) Una fuerza de 100 N es aplicada sobre un cuerpo para moverlo
8
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
2. Coloco en el paréntesis la letra V si el enunciado es verdadero o la
letra F si es falso. En caso de que sea falso explico el por qué.
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
a 10 metros de su posición original, mientras que otra fuerza de
50 N es aplicada sobre otro cuerpo para moverlo a 20 metros de su
posición original. Ambos realizaron el mismo trabajo.
f) (____) El calor y el ruido son una manifestación de la energía perdida
por un cuerpo que se mueve sobre una superficie con fricción.
g) (____) Un ascensor con capacidad de 15 personas tiene igual potencia
que otro ascensor con capacidad de 10 personas si ambos se desplazan
con la misma rapidez a través de la misma altura.
h) (____) Un automóvil que recorre una distancia de 100 kilómetros
en una hora es más potente que cuando recorre 50 kilómetro en el
mismo tiempo.
i) (____) La energía cinética del viento puede ser aprovechada y
transformada en otro tipo de energía.
j) (____) El trabajo realizado por una fuerza resultante es igual a la suma
de los trabajos realizados por cada una de las fuerzas que componen
la resultante.
3. Resuelvo los siguientes problemas.
b) ¿Cuál es la energía cinética de una bala de 6 g en el instante en que
su rapidez es de 190 m/s? ¿Cuál es la energía cinética de un automóvil
de 1,200 kg que viaja a 80 km/h?
c) Una masa de 80 kg se eleva a una distancia de 20 m en un lapso de
10 s. ¿Qué potencia media se utiliza?
d) Un cuerpo de 4 kg se levanta a una altura de 10 m y se deja caer.
¿Cuáles son las energías potencial y cinética del cuerpo cuando ha
caído a un punto ubicado a 4 m del nivel del suelo?
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
a) Una caja es arrastrada una distancia de 20 m por medio de una
cuerda, con una tensión constante de 150 N. La tarea requiere
1,400 J de trabajo. ¿Qué ángulo forma la cuerda con el suelo?
e) ¿Qué velocidad inicial debe impartirse a una masa de 5 kg para
elevarla a una altura de 10 m? ¿Cuál es la energía total en cualquiera
de los puntos de su trayectoria?
f) Un motor de 90 kW se utiliza para elevar una carga de 1,200 kg. ¿Cuál
es la velocidad media durante el ascenso?
Cuarto Bachillerato
9
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Subrayo la respuesta correcta.
1) Cuando un palo de golf golpea la pelota, una fuerza que actúa
durante un espacio de tiempo provoca un cambio en la cantidad
de movimiento de la pelota. Mientras más corto sea este espacio de
tiempo el cambio en la cantidad de movimiento será:
a) Mayor
b) El espacio de tiempo no afecta
c) Menor
d) La cantidad de movimiento no cambia
2) La unidad de la cantidad de movimiento es:
a) kg*m/s2
b) kg*m/s
c) kg*m2/s
d) kg2*m/s
4) El vigor con el que un cuerpo recobra su forma original después de
sufrir una deformación, es una medida de su:
a) impulso
b) cantidad de movimiento
c) aceleración
d) elasticidad
5) Si la energía cinética permanece constante en un choque, se dice que
el choque es:
a) completamente inelástico
b) en presencia de fuerza de fricción
c) completamente elástico
d) equilibrado
6) Una bala que se incrusta en un bloque de madera es un ejemplo de:
a) choque elástico
b) choque inelástico
c) choque en equilibrio
d) impulso continuo
Cuarto Bachillerato
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
3) La cantidad de movimiento total de los cuerpos que chocan entre sí:
a) es igual antes y después del impacto
b) es mayor antes del impacto
c) es menor antes del impacto
d) es mayor después del impacto
13
P ractico mis competencias
Adjunto al portafolio
2. Coloco en el paréntesis la letra V si el enunciado es verdadero o la
letra F si es falso. En caso de que sea falso explico el por qué.
a) (____) La magnitud del impulso de 1 lbf*s es menor a la magnitud del
impulso de 1 N*s.
b) (____) Mientras mayor sea el espacio de tiempo en el que un bate de
béisbol haga contacto con la pelota, mayor será el impulso que este
le impartirá.
c) (____) La cantidad de movimiento de una partícula no depende de la
cantidad de masa que esta posea.
d) (____) La cantidad de movimiento total antes del impacto en un
choque elástico es igual a la cantidad de movimiento total después
del impacto.
e) (____) En el caso de una superficie muy elástica, el valor del coeficiente
de restitución e es un valor muy cercano a cero.
3. Resuelvo los siguientes problemas.
b) Un niño que pesa 20 kg está quieto en un carrito. Cuando el niño
salta hacia adelante a 2 m/s, el carrito es lanzado hacia atrás a 12 m/s.
¿Cuál es la masa del carrito?
c) Dos niños cuyos pesos son de 80 lbf y 50 lbf respectivamente, están
inmóviles sobre sus patines de ruedas. El mayor de ellos empuja al
más pequeño y éste se aleja a 6 mi/h. ¿Cuál es la velocidad del niño
mayor?
Física
d) Un automóvil que circulaba a 10 m/s choca contra otro de la misma
masa que estaba detenido frente a un semáforo. ¿Cuál es la velocidad
de los autos chocados inmediatamente después de la colisión,
suponiendo que ambos se mantengan juntos?
e) El coeficiente de restitución del acero es de 0.90. Si una bola de acero
se deja caer desde una altura de 10 m, ¿hasta qué altura rebotará?
14
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
a) Una persona de 70 kg parada sobre una superficie sin fricción, arroja
un balón de futbol americano hacia adelante con una velocidad de 12
m/s. Si la persona se mueve hacia atrás a una velocidad de 34 cm/s,
¿cuál es la masa del balón?
T aller
Adjunto al portafolio
Gasto energético
Uno de los datos más importante que consultamos en las tablas de información nutricional de los alimentos que consumimos, es el valor de la
energía que nos aporta el consumo de una porción.
A la relación entre el consumo de energía y la energía necesaria por el
organismo se le conoce como gasto energético. Para que el organismo
pueda mantener su equilibrio, la energía que nos aporta el consumo de
alimentos debe de ser igual a la energía utilizada, o sea que las necesidades energéticas diarias han de ser igual al gasto energético total diario.
De no ser así, la energía que no utilizamos se almacena en nuestro cuerpo y su almacenamiento excesivo es lo que conocemos como obesidad.
El valor energético recomendado de los alimentos que consumimos diariamente es igual a 8,400 kJ. Nuestro cuerpo gasta dicha energía de varias maneras: a través del gasto energético de reposo, la actividad física
voluntaria y a través del efecto térmico de los alimentos.
A continuación se da el gasto energético promedio de dos actividades
físicas comunes, subir escaleras y trotar: 0.255 kJ y 0.548 kJ respectivamente. Estos valores son por cada minuto de actividad y por cada kilogramo de masa, por lo que la fórmula utilizada es:
De manera que si una persona de 80 kilogramos quiere conocer el gasto
energético en una hora de estas actividades tendría que realizar las siguientes operaciones:
0.255 kJ * 1 * 60 * 80 = 1,224 kJ
0.548 kJ * 1 * 60 * 80 = 2,630.4 kJ
Esto quiere decir que la energía que el requiere para subir escaleras durante sesenta minutos es 1,224 kJ; y para trotar durante el mismo tiempo
la energía requerida es 2,630.4 kJ.
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
E = Gasto energético promedio * minutos * masa corporal
Si queremos conocer el tiempo de actividad física que requerimos para
consumir cierta cantidad de energía (E), debemos utilizar la siguiente
fórmula:
minutos =
E
0.255 kJmasa
o
minutos =
E
0.548 kJmasa
Cuarto Bachillerato
15
T aller
Adjunto al portafolio
Considerando todo lo anterior realiza los cálculos requeridos para responder las siguientes preguntas. Nota: recuerda utilizar tu masa corporal expresada
en kilogramos.
1. Si la energía que aporta el consumo de una porción de 40 gramos
de galletas con chocolate es 815 kJ, ¿durante cuánto tiempo debes
trotar para utilizar esta energía?
T=
815 kJ

0.548 kJmasa
R/ Debo trotar durante:
2. Si la energía que aporta el consumo del contenido de una lata de
gaseosa es 600 kJ, ¿durante cuánto tiempo debes subir escaleras para
utilizar esta energía?
T=
600 kJ

0.255
kJ
masa

 
3. Investiga la cantidad de energía que aporta el consumo de una porción de una de tus comidas favoritas y calcula durante cuánto tiempo debes subir escaleras o trotar para utilizar esta energía.
Comida favorita: ___________________________________.
Física
Aporte energético: _________________________________.
Tsubir escaleras =
Ttrotar =
16
E en kJ

0.255 kJmasa
E en kJ

0.548 kJmasa
R/ Debo subir escaleras o trotar durante: ________________________
_____________________________________________________________.
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
R/ Debo subir escaleras durante:
T aller
A utoevaluación
Evalúo mi desempeño colocando un
Aspecto
Adjunto al portafolio
donde corresponde.
Sí
No
Necesito
mejorar
Comprendo los conceptos físicos
de trabajo, energía y potencia .
Distingo entre energía potencial y
energía cinética.
Soluciono problemas aplicando
el principio de conservación de la
energía y el teorema del trabajo y
la energía.
Identifico el efecto de pérdida de
energía causado por la fuerza de
fricción.
Comprendo los conceptos físicos
de impulso y cantidad de movimiento.
H eteroevaluación
Pido a uno de mis padres o a mi tutor que califiquen mi
desempeño colocando un donde corresponde.
Aspecto
Sí
No
Necesita
mejorar
Manifestó iniciativa para investigar
acerca del gasto energético y la
energía que aportan los alimentos.
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
Distingo entre choques elásticos
e inelásticos.
Realizó los cálculos requeridos.
Manifestó interés, entusiasmo
y buena actitud al realizar la
actividad.
Cuarto Bachillerato
17
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
1. Subrayo la respuesta correcta.
1) Cuando un objeto en movimiento sobre una superficie rugosa empieza
a detenerse, es evidencia de...
a) los efectos de la pérdida de energía por fricción
b) la conversión de energía cinética en calor
c) a y b son correctas
d) ninguna de las anteriores es correcta
2) Un objeto colocado a una altura de 10 metros, en comparación a otro
con la misma masa pero ubicado a 5 metros por encima...
a) tiene igual cantidad de energía potencial
b) tiene mayor cantidad de energía potencial
c) tiene menor cantidad de energía potencial
d) tiene mayor energía cinética
4) Hasta alcanzar el punto de altura máxima, la energía cinética de una
pelota lanzada verticalmente se transforma en...
a) un proyectil
b) calor
c) energía cinética rotacional
d) energía potencial
Física
5) Mientras mayor sea el espacio de tiempo en el que un bate de béisbol
haga contacto con la pelota...
a) menor será el impulso que este le impartirá
b) mayor será el coeficiente de restitución
c) mayor será el impulso que este le impartirá
d) a y b son correctas
6) La cantidad de movimiento de una partícula depende de...
a) la masa que este posea
b) la rapidez con la que viaja
c) ninguna de las anteriores es correcta
d) a y b son correctas
18
Cuarto Bachillerato
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
3) La fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre una caja inmóvil
apoyada sobre una superficie...
a) cuyo valor es igual a cero
b) cuyo valor es mayor que cero
c) cuyo valor es negativo
d) ninguna de las anteriores es correcta
C ompruebo mis competencias
Adjunto al portafolio
2. Resuelvo los siguientes problemas.
a) Un motor de 100 kW se utiliza para elevar una carga de 1,500 kg.
¿Cuál es la velocidad media durante el ascenso?
b) Un niño que pesa 30 kg está quieto en un carrito. Cuando el niño salta
hacia adelante a 1.5 m/s, el carrito es lanzado hacia atrás a 10 m/s.
¿Cuál es la masa del carrito?
c) Un cuerpo de 10 kg se levanta a una altura de 15 m y se deja caer.
¿Cuáles son las energías potencial y cinética del cuerpo cuando ha
caído a un punto ubicado a 5 m del nivel del suelo?
d) Dos niños cuyos pesos son de 75 lbf y 90 lbf respectivamente, están
inmóviles sobre sus patines de ruedas. El mayor de ellos empuja al
más pequeño y éste se aleja a 5 mi/h. ¿Cuál es la velocidad del niño
mayor?
e) ¿Cuál es la energía cinética de una bala de 5 g en el instante en que su
rapidez es de 200 m/s? ¿Cuál es la energía cinética de un automóvil
de 1,500 kg que viaja a 70 km/h?
g) Un automóvil que circulaba a 15 m/s choca contra otro de la misma
masa que estaba detenido frente a un semáforo. ¿Cuál es la velocidad
de los autos chocados inmediatamente después de la colisión,
suponiendo que ambos se mantengan juntos?
h) El coeficiente de restitución del acero es de 0.90. Si una bola de acero
se deja caer desde una altura de 50 m, ¿hasta qué altura rebotará?
i) Una masa de 200 kg se eleva a una distancia de 15 m en un lapso de
20 s. ¿Qué potencia media se utiliza?
Física
— Prohibida su fotocopia, Ley de derechos de autor.
f) Una caja es arrastrada una distancia de 50 m por medio de una
cuerda, con una tensión constante de 100 N. La tarea requiere
2,500 J de trabajo. ¿Qué ángulo forma la cuerda con el suelo?
j) ¿Qué velocidad inicial debe impartirse a una masa de 10 kg para
elevarla a una altura de 50 m? ¿Cuál es la energía total en cualquiera
de los puntos de su trayectoria?
Cuarto Bachillerato
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