Dirección General de Educación Tecnológica Industrial ...

Elaboró: Prof:Fernando Reyes Juárez. © 2020 Jefa de Docentes: C.D. Martha Méndez Echeverría

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Dirección General de Educación Tecnológica Industrial

Subdirección de Enlace Operativo en el Estado de México Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No 133

“Dr. Manuel Velasco Suárez”

Física 2 Fecha de elaboración:

Agosto 2020

GUÍA DE EXTRAORDINARIO ACADEMIA DE FÍSICA

PRESENTACIÓN

Esta guía de estudio fue planeada y elaborada con la finalidad de orientarte para realizar y aprobar el examen extraordinario

de la materia correspondiente.

La guía está dividida en tres parciales, donde se plantean las temáticas generales y específicas de cada parte del curso y en

donde se proponen una serie de ejercicios y problemas que se deben estudiar y contestar. Los ejercicios propuestos, vienen

desglosados por temas, algunos son para investigar conceptos, otros son preguntas de opción múltiple y por último vienen planteados

problemas, en donde te sugerimos que los desarrolles, agregando datos, fórmula, operaciones, sustitución y resultados. En algunos

temas, se incluyen ejemplos para la solución de ciertos problemas, de tal forma que te permita observar la solución de los mismos. Al

final de la guía encontrarás un formulario de la materia, mismo que podrás ocupar para solucionar tu examen que también se

encuentra al final de la misma.

Es oportuno subrayar que es importante contestar los 18 ejercicios de la guía para que obtengas mejores resultados en el

proceso de evaluación del aprendizaje.

La evaluación para el examen extraordinario para la materia de Física 1 queda como sigue:

1. Entrega de guía con todos los ejercicios resueltos en archivo electrónico*…….80%

2. Contestar examen extraordinario y entregar vía electrónica ** …..……………..20%

*La entrega de guía de extraordinario, debe ser en tiempo y forma, de lo contrario, no se evaluará lo correspondiente.

**El examen extraordinario viene al final de la guía, se entrega contestado en el mismo archivo que la guía.

El archivo pdf que deberás entregar como parte de la evidencia de tu examen extraordinario, deberá tener tu nombre, apellido, grupo y

turno, ejemplo: Federico Pérez, es alumno del 4º. AS, turno matutino, por tanto el archivo se nombrará de la siguiente forma:

PÉREZ_FEDERICO_4oAS_TM.pdf

El archivo se entregará en la fecha que te asignen hacer el examen extraordinario, indicando en el asunto, la materia a presenta,

deberá enviarse al siguiente correo:

[email protected]

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.itvillahermosa.edu.mx/site/difusion.jsp?view=logotipo&ei=KkW5VMXkAYLsoASJ5oG4Aw&bvm=bv.83829542,d.cWc&psig=AFQjCNHMBxoOjoietA_7Akxi23ZQRrcOVQ&ust=1421514378496137


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INSTRUCCIONES: Realiza los ejercicios que se presentan a continuación de forma ordenada y limpia, si es necesario desarrolla los

procedimientos pertinentes para la solución de problemas.

Primer parcial

A. Masa B. Fuerza

Temas: a) Densidad y peso específico b) Estados de agregación. c) Elasticidad d) Hidrostática e) Presión f) Empuje g) Presión hidrostática h) Prensa hidráulica

Tema: Densidad y peso específico Ejercicio 1.

1. Completa el siguiente cuadro:

Concepto Definición

1. Peso

2. Peso específico

3. Masa

4. Densidad

5. Inercia

Elige la respuesta correcta o contesta los siguientes ejercicios. Al final el tema tendrás una tabla de densidades y pesos específicos que te podrán apoyar.

2. ¿Cuántas veces más pesarán 2m3 de plomo que 2m3 de agua?

a) 7.86 veces.

b) 11.3 veces.

c) 2.7 veces.

d) 8.92 veces.

3. ¿Cuánto pesa un trozo de oro de 3 cm3?

4. Una sustancia desconocida tiene un volumen de 0.5m3 y una masa de 6,800kg, considerando su

densidad, ¿Qué sustancia puede ser?

5. ¿Qué volumen ocupará 0.26kg de hierro?, ¿Cuál es el peso de este volumen?

6. ¿Qué masa tendrá un trozo de hielo que tiene un volumen de 10cm3?

7. ¿Qué volumen de agua tiene el mismo peso que un m3 de plomo?

es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.es el peso de cualquier tipo de objeto, ya sea hasta la más ligera pluma hasta la más pesada piedra

Es el peso de una sustancia por unidad de volumen. a lo que se refiere es a que es el peso de una unidad, por ejemplo, poner en una balanza dos tarros uno vacío y el otro de agua

masa es una magnitud física y propiedad fundamental de la materia, que expresa la inercia o resistencia al cambio de movimiento de un cuerpo. es la masa la que define la velocidad

La densidad es una magnitud escalar que permite medir la cantidad de masa que hay en un determinado volumen de una sustancia

Es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo relativo o movimiento relativo,

R= 19.32

R= Hierro


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Tabla de densidades y pesos específicos de algunos materiales:

Material Peso Específico (Wesp) (N/m3) Densidad (ρ) (Kg/m3)

Madera 4,200 810

Hielo 9,200 920

Agua 10, 000 1,000

Etanol 8,100 806

Aluminio 27,000 2,700

Hierro 78,600 7,850

Cobre 89,200 8,890

Oro 193, 000 19,300

Mercurio 136,000 13,600

Plomo 113,000 11,300

Tema: Estados de agregación Ejercicio 2.

1. Completa el siguiente cuadro:

Estado de la materia Características Ejemplo

1. Sólido

2. Líquido

3. Gas

2. Elige de la siguiente lista de sustancias y objetos, aquellos que de acuerdo con su estado de

agregación, presenten la menor interacción molecular.

1. El vapor de agua. 2. El Hielo. 3. Un tabique. 4. Gas butano. 5. Una semilla.

a) 1 y 4 b) 1 y 2 c) 2 y 3 d) 3 y 5

3. De los siguientes ejemplos determina cuál mantiene su volumen, pero NO guarda una forma definida

al ser almacenado en diferentes recipientes.

a) El humo de un leño ardiendo. b) Una canica. c) Jugo de naranja. d) El pan.


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Tema: Elasticidad Ejercicio 3.

1. Define los siguientes términos:

a) Elasticidad.

b) Ley de Hooke

c) Constante del resorte.

d) Esfuerzo de tensión.

e) Deformación.

2. Al aplicar una fuerza de 20N a un resorte, con constante igual a 400N/m, ¿Qué distancia se estirara?

3. Si un resorte con constante igual a 70N/m, se estira 0.5m bajo la acción de una fuerza, ¿cuál es la

magnitud de esa fuerza?

4. Un resorte se estira 50cm bajo la acción de una fuerza de 80N, ¿Cuál es el valor de su constante?

Tema: Presión

Ejercicio 4.

1. Investiga el concepto de presión.

2. ¿Cuál es la fuerza de una caja con 0.4 m2 de área en la base, si ejerce una presión de 500 N/m2 al ser

colocada sobre una mesa?

a) 2500 N b) 100 N c) 1250 N d) 200 N

3. Calcula el radio de un contenedor de base circular que siente una presión de 500 N/m2 en su base

cuando está lleno de petróleo. El peso del contenedor con el petróleo es de 1000N.

a) 2.51 m b) 0.64 m c) 0.40 m d) 0.80 m

Tema: Hidrostática

Ejercicio 5.

1. Investiga los siguientes conceptos:

a) Hidrostática


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b) Principio de Arquímedes.

c) Principio de Pascal.

d) Tensión superficial.

e) Capilaridad.

2. En un fluido, las moléculas de la superficie se mantienen unidas por fuerzas que oponen resistencia a que un cuerpo ajeno atraviese la superficie, este fenómeno se denomina:

a) efecto de gravedad. b) capilaridad. c) tensión superficial. d) adherencia.

Tema: Empuje

Ejercicio 6.

1. ¿Cuál es el concepto de empuje?

2. Escribe un ejemplo de la vida cotidiana en donde se pueda verificar la fuerza de empuje de un fluido.

3. ¿Cuál es el empuje de un cubo de metal de 0.5 m3, que se encuentra en el fondo de una alberca, si el Wesp del agua es de 10 000 N/m3?

a) 4000 N b) 20 000 N c) 18,000 N d) 5000 N

4. Un balín de hierro se sumerge en un vaso con agua. Si el volumen del balín es de 4 x 10-6 m3. ¿Cuál es el empuje que ejerce el agua sobre el balín? (consulta el valor de peso específico del Fe en la tabla de arriba)

Tema: Prensa Hidráulica

Ejercicio 7.

1. Investiga ¿Qué es una prensa hidráulica? y realiza un dibujo con alguna aplicación de la misma.

2. En una empresa se requiere utilizar una prensa hidráulica para levantar una carga de 60000 N,

se sabe que el pistón mayor tiene una área de 2 m2 y el menor una área de 0.04 m2, ¿cuál será

la fuerza que se tendrá que utilizar en el pistón menor para levantar la carga?

a) 1200 N b) 75000 N c) 1000N


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d) 600000 N 3. ¿Qué área se requiere para levantar un automóvil de 2000 N de peso con un gato hidráulico, si se

aplica una fuerza de 80 N en un área de 0.02m2?

Segundo parcial

A. Hidrodinámica B. Termología

Temas: a) Gasto volumétrico b) Ecuación de continuidad. c) Teorema de Bernoulli d) Teorema de Torricelli e) Temperatura f) Escalas termométricas

Tema: Gasto volumétrico

Ejercicio 8.

1. Define los siguientes términos:

a) Flujo Laminar.

b) Flujo Turbulento

c) Gasto.

2. ¿Qué área tendrá una tubería por donde pasa agua con una tasa de flujo de 7x10-4 m3/s y con una

velocidad de 2 m/s?

a) 3.5 x 10-7 m2

b) 3.5 x 10-4 m2

c) 3.5 x 10-2 m2

d) 3.5 x 10-3 m2

3. En la tubería de tu casa, se sabe que la sección transversal (área) tiene 0.3 m2, por ésta fluye agua

con una velocidad de 0.004 m/s, ¿Qué volumen pasará por la sección transversal cada minuto?

4. ¿Cuál es el diámetro de una tubería cilíndrica en la que fluye agua con una velocidad de 8m/s y cuya

tasa de flujo es de 5 x 10-3 m3/s?

5. A través de un tubo de 8 cm de diámetro, fluye aceite con una velocidad promedio de 4m/s, ¿Cuál es

el gasto o tasa de flujo en m3/s y m3/ h?


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Tema: Ecuación de continuidad.

Ejercicio 9.

1. Define ¿qué es la Ecuación de continuidad?

2. ¿Cuál será la velocidad del petróleo al final de una tubería con diferentes diámetros, si al inicio, el

área del ducto es de 1.5m2 y la velocidad es de 3.2 m/s, mientras que al final de la tubería el área

es de 0.7m2

3. ¿Cuál será el área de sección transversal de una tubería con diferentes diámetros, por donde

circula alcohol etílico, si al inicio, el área del ducto es de 1.8m2 y la velocidad es de 3.5 m/s,

mientras que al final de la tubería la velocidad es de 15m/s?

Tema: Teorema de Bernoulli

Ejercicio 10.

1. Define ¿qué es el Principio de Bernoulli?

2. Escribe la ecuación de Bernoulli y determina ¿Qué significa cada uno de sus términos?

3. Escribe 3 ejemplos de la aplicación de la ecuación de Bernoulli en la vida cotidiana.

Tema: Teorema de Torricelli

Ejercicio 11.

1. Define, ¿qué es el principio de Torricelli?

2. Un agujero en un recipiente, tiene un área de sección transversal de 0.0002m2, ¿Con qué tasa de flujo

fluye el agua del recipiente si el nivel del agua en el mismo esta 2.5m por encima de la abertura?

Tema: Temperatura

Ejercicio 12.

En los siguientes enunciados, selecciona la opción correcta de los que se encuentran entre paréntesis.

1. _______________________(La temperatura/el calor) es una magnitud que está relacionada con lo caliente o frío de un cuerpo.

2. ______________________(El calorímetro/el termómetro) es un instrumento para medir la temperatura.


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3. Se dice que un cuerpo está en equilibrio térmico con otro cuando se encuentra a la misma _________________(temperatura/presión)

4. La temperatura más baja posible, corresponde a los ____________(0°C/0°K) 5. El termómetro clínico fue inventado por _________________(AndresCelcius/Thomas Albuff)

Tema: Escalas termométricas

Ejercicio 13.

1. ¿Qué termómetro esta graduado de 35°C a 42°C?

a) Termómetro de laboratorio de Física. b) Pirómetro óptico. c) Termómetro de máxima y mínima. d) Termómetro clínico.

2. ¿En qué escala el cero corresponde a la fusión del hielo?

a) Rankine b) Fahrenheit. c) Celcius. d) Kelvin.

3. El buteno hierve a 4°C, ¿Cuál es su temperatura Kelvin correspondiente?

4. Una persona tiene fiebre cuando su temperatura corporal es de 42°C, ¿Cuál es su temperatura

Fahrenheit correspondiente?

Tercer parcial

A. Termología B. Termodinámica

Temas: a) Dilatación longitudinal b) Calor y sus formas de trasmisión. c) Cantidad de calor. d) Trasmisión de calor e) Equilibrio térmico y energía interna f) Máquinas térmicas

Tema: Calor y sus formas de trasmisión

Ejercicio 14.


a) Calor

b) Caloría

c) Joule


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2. Completa el siguiente cuadro, acerca de las formas de trasmisión de calor: Formas de trasmisión Definición Ejemplo de la vida cotidiana

1. Conducción

2. Convección

3. Radiación

Tema: Dilatación longitudinal

Ejercicio 15.


a) Expansión térmica

b) Coeficiente de expansión lineal

2. Calcular el incremento de longitud de un alambre de aluminio que mide 60 m a una temperatura de

12°C, cuando se incrementa su temperatura a 32°C. Su coeficiente de expansión lineal del aluminio es

2.24 x 10-5 °C-1

Tema: Cantidad de calor

Ejercicio 16.


a) Capacidad calorífica

b) Calor específico

2. Determina la capacidad calorífica de un bloque de aluminio que incrementa su temperatura 10°C

cuando se le proporcionan 9000 J de calor.

3. Determina la cantidad de calor ganado por 1 kg de plomo (en joules) para elevar su temperatura de

20°C a 120°C.

4. ¿Cuál es la masa de un cuerpo de calor específico 125.58 J/kg°C que al proporcionarle 4200 J de

calor incrementa su temperatura 15°C?

Tema: Equilibrio térmico y energía interna

Ejercicio 17.



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a) Equilibrio térmico

b) Energía Interna

c) Conservación de la energía

Tema: Máquinas térmicas

Ejercicio 18.

1. ¿Qué es una máquina térmica? Explica.

2. Menciona al menos tres aplicaciones de la vida cotidiana en donde se vea reflejado el funcionamiento

de una Máquina térmica.


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Examen extraordinario Física 2

Nombre del

estudiante:

Grupo: FECHA:

Instrucciones: Contesta como se te solicita las siguientes preguntas:

1. ¿Qué significa para ti la palabra temperatura? Explica tu respuesta.

2. ¿Qué significa para ti la palabra calor? Explica tu respuesta.

3. De un horno se saca al rojo vivo un alfiler y un tornillo grande, ambos de acero. Ambos tienen la misma temperatura y se dejan caer en recipientes idénticos con la misma cantidad de agua la misma temperatura, ¿Cuál aumentará más rápidamente la temperatura del agua? Explica tu respuesta.

4. Si tu mamá intenta abrir un frasco de mermelada y no lo logra, ¿Qué tendrías que hacer, calentar o enfriar la tapa? Explica tu respuesta.

5. ¿Por qué puedes colocar tu mano brevemente dentro de un horno caliente (para pizzas o pollo) sin lastimarte, pero te quemarías si tocaras el metal interior del horno? Explica tu respuesta.

6. Imagina que estas involucrado en una misión de rescate de las víctimas de un accidente aéreo.

Mientras esperas la llegada de refuerzos necesitas conservar el mayor tiempo posible, a baja temperatura, unos medicamentos muy delicados. Para conseguir este objetivo sólo dispones en ese momento de cobijas de lana y recipientes metálicos encontrados en la cabina del avión. Dónde crees que se conservarán las medicinas frescas más tiempo, ¿dentro de los recipientes metálicos o envueltas en las cobijas de lana?

Explica tu respuesta.


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7. Escribe dos materiales conductores y dos aislantes del calor:

Aislantes: ________________________

Conductores: ______________________

8. Completa el siguiente cuadro, haciendo la conversión de unidades:

Temperatura del hielo que funde:

°C 32°F K

Temperatura del agua hirviente: °C 212°F K

Resuelve los siguientes problemas, indicando, datos, fórmula, operaciones y resultado o

contestando y explicando tu respuesta. Cada problema cuenta 2 aciertos.

9. ¿Cuál es el área de contacto de un objeto que ejerce una presión de 5000 Pa, con un peso de 7000 N? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)

10. Al aplicar una fuerza de 70N a un resorte, con constante igual a 380N/m, ¿Qué distancia se estirara? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)

11. Una persona tiene fiebre cuando su temperatura corporal es de 40°C, ¿Cuál es su temperatura Fahrenheit y en Kelvin correspondiente? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)

12. Describe en un párrafo, ¿Qué tan importante es estudiar Física para tu vida?


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Formulario FísicaII. Concepto Fórmula Concepto Fórmula

Peso de un objeto

W = m g m = masa g = gravedad; donde g = 9.81 m/s2, o 32 pies/s2

Presión P=

F

A

A= área

F = fuerza o peso aplicado

Densidad ρ = 𝑚

𝑉

m = masa

V = volumen

Peso específico

Wesp = 𝑊

𝑉

Wesp = 𝑚 𝑔

𝑉

W = peso del objeto

V= volumen

m = masa

g = gravedad

Ley de Hooke (elasticidad)

F = k x

F= fuerza o peso que

actúa

k = constante del resorte

x = alargamiento o

elongación

Presión

hidrostática

P = Wesp h

P = ρ g h

Wesp = peso específico

h = altura del fluido

Empuje E = Vρ g = mg

m= masa

V = volumen; g =

gravedad

ρ = densidad

Prensa

hidráulica

Presión de entrada =

Presión de salida

𝐹1

𝐴1= 𝐹0

𝐴0

𝐹1 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

𝐴1

= é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝐴1

𝐹0 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎

𝐴0

= é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝐴0

Dilatación o expansión térmica

ΔL = Lo α ΔT

ΔL= aumento o

contracción de longitud.

Lo= Longitud inicial.

α = coeficiente de

expansión lineal

ΔT= Variación de la

temperatura.

Capacidad

calorífica C=

Q

ΔT

Q = calor absorbido o

cedido. ΔT = cambio de

temperatura.

Concepto Fórmula Concepto Fórmula

Tasa de flujo o gasto

R = A v

Ecuación de continuidad

A1 v1 = A2 v2

A1= área mayor de


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R= V

t

A = área de sección

transversal de tubería

v = velocidad del flujo t = tiempo V = volumen del fluido

A = π r2

r = radio de la tubería.

sección transversal 1

A2= área menor de

sección transversal 2

v1 = Velocidad de flujo

1

v2 = Velocidad de flujo

2

Torricelli

𝒗 = 2 𝑔 𝑕

𝒗 = velocidad de salida

del fluido.

𝑕 = altura del fluido

desde un agujero al nivel

del fluido.

Conversión de Centígrados a kelvin

TK= T°c + 273

TK = Temperatura en

Kelvin

T°c = Temperatura en

grados centígrados

Conversión de Kelvin a Centígrados

T°c= TK - 273

TK = Temperatura en

grados Kelvin


grados centígrados

Conversión de Centígrados a Fahrenheit.

T°F= 9/5 T°c + 32

T°F = Temperatura en

grados Fahrenheit


grados centígrados Conversión de Fahrenheit a Centígrados

𝑇°𝐶 =5 (𝑇°𝐹 − 32)

9

T°F = Temperatura en

grados Fahrenheit


grados centígrados

Calor Específico Ce=

Q

mΔT

Q = calor absorbido o

cedido. ΔT = cambio de

temperatura.

m = masa

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