Gases ideales trabajo en expansión 1 ra ley de la termodinámica

 Link para recordar las  leyes de los gases:
Trabajar con la tercer pestaña Leyes: Boyle, Charles, Gay- Lusac, gases ideales, ley generalizada.

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14002996/helvia/aula/archivos/repositorio/0/236/html/Leyes%20de%20los%20gases/material/indice.html

Power point sobre procesos termodinámicos:

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Proceso isobárico: Unicoos

https://www.youtube.com/watch?v=t6XYMFa4Gio

Procesos isócoros
https://www.youtube.com/watch?v=qBXZZftC6iY

Proceso isotérmico
https://www.youtube.com/watch?v=aYRNgtOuTe4

Khan Academy

https://es.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics

1- El gas de un cilindro está a una presión de 8000 Pa y el émbolo tiene un área de 0,10 m2. Cuando se agrega calor lentamente al gas, éste empuja el émbolo una distancia de 4 cm. Calcule el trabajo realizado sobre el entorno por el gas en expansión, suponiendo que la presión permanece constante.  Rta: 32 J
2- Un gramo de agua a la presión atmosférica ocupa un volumen de 1 cm3. Cuando esta agua hierve, se convierte en 1671 cm3 de vapor de agua. Calcule el cambio de energía interna en este proceso.Lv = 2,26 x 10 6 J/ kg . Rta: 169 J; 2260 J; 2,1 x 10 3 J
Guía 7

Gases ideales, Trabajo en expansión , 1 ra ley de la Termodinámica

1) Se tienen 2 moles de hidrógeno a 52°C y a 2 atm. ¿a qué temperatura deberá enfriarse este sistema para que ejerza  una presión de 0,5 atm manteniendo el volumen constante? Rta: 81,29 K

2) Una muestra de gas ideal se encuentra originalmente a 100 K. ¿Cuál será la temperatura final del gas si su volumen se triplica y la presión se duplica? Rta: 600 K

3) Cierto tanque de gas estacionario tiene una capacidad de 500 L. Considerando  que el gas es solamente butano, C₄H₁₀, calcular la masa de ese gas que contiene este tanque si a 25 °C el gas ejerce una presión de 20 atm. Rta: 23,7235 Kg

4)Las moléculas de ozono en la estratósfera absorben la mayor parte de la radiación proveniente del sol que es dañina para la vida. Calcular el número de moléculas contenidas en 1 L a 250 K y 0,76 Torr. Que son las condiciones típicas en las que se encuentra el ozono en la estratósfera. Rta: 4,88 x 10^-5 mol, 2,93676 x 10¹⁹ moléculas

5) Un gas se expande de I a F. El calor que se le agrega al gas es de 400 J cuando el gas va de I a F por la trayectoria diagonal. A)Cuál es el cambio en la energía interna del gas, b)¿Cuánto calor se le debería entregar al gas si se fuera por el camino indirecto, IAF, para tener el mismo cambió la energía interna?

6)La rueda de una bicicleta se llena con aire a una presión manométrica de 550 KPa a 20 °C. ¿ Cuál es la presión manométrica en la rueda después de manejarla en un día soleado cuando la temperatura del aire es 40°C? ( suponga que el volumen no cambia y recuerde que la presión manométrica significa la presión absoluta en la rueda menos la presión atmosférica) P atm = 101 kPa. Rta: 594,41 x 10³ Pa

7) Una gas ideal es encerrado en un cilindro. Hay un émbolo movible en la parte superior del cilindro. El émbolo tiene una masa de 8000 g, un área de 5 cm² y es libre de moverse hacia arriba o hacia abajo, manteniendo la presión del gas constante. ¿Cuánto trabajo se hace si la temperatura de 0,2 moles de gas se eleva de 20°C a 300 °C? Rta: 465,6J 

8) Un gas se expande desde I a F por tres posibles trayectorias como se indica en la figura. Calcule el trabajo realizado por el gas a lo largo de las trayectorias IAF, IF, IBF. Rta: 405,32 J; 304 J; 202,7 J.

9) El  aire de una habitación de dimensiones 5 x 5 x 4 m se dilata a presión constante (760 mmHg) escapándose por la ventana al pasar su temperatura de 15°C a 20°C, se considera como gas ideal. Deseamos saber: a) El volumen de aire que se escapa, b) El trabajo que realiza en la expansión al empujar el aire exterior, c) ¿Qué volumen ocuparía todo el aire de la habitación, el que queda y el que se escapa ,en las condiciones normales de presión y temperatura? Rta: 1736dm³, 175,84 kJ; 94,792 m³

10) Se comprime un gas a presión constante de 0,8 atm de un volumen de 9 L a un volumen de 2 L. En el proceso se escapan del gas 400 J de energía calorífica. A)¿Cuál es el trabajo realizado por el gas? B) ¿Cuál es el cambio de la energía interna del gas? Rta: - 567,5 J; 167,5 J

11) Un gas ideal inicialmente a 300 K se expande en forma isobárica a una presión de 2,5 KPa. Si el volumen aumenta de 1 m³ a 3 m³ y se agregan 12500 J de calor al sistema. Hallar:a)El cambio en la energía interna del gas,b)Su temperatura final. Rta: 7500 J; 900 K.

12)Un gramo de agua a presión atmosférica normal (1,013 x 10⁵ Pa) ocupa un volumen de 1 cm³, cuando esta agua hierve se convierte en 1671 cm³ de vapor de agua. Calcule el cambio de energía interna en este proceso. Lv agua: 2,26 x 10 ⁶ J/kg . Rta: 2091 J

Transferencia de calor

Bibliografía

Física- Kane.J.W-Editorial Reverté
Física- Serway. Faughn-Prentice Hall


Guía 7

Transferencia de calor

1-Se está probando una nueva chapa aislante en lo que respecta a la conductividad. La muestra tiene 10 cm de espesor y un área transversal de 0.5 m². El lado caliente se mantiene a 80 ºC y el lado frío a 28 ºC. La transmisión total de calor, a lo largo de un periodo de 6 horas, resulta ser de 50 Kcal. Hallar el valor K, del material. Rta: 0,0321 Kcal/h m ºC

2- ¿Cuántas kilo calorías se perderán por conducción a través de una puerta de roble de 40 mm de espesor, 90 cm de ancho y 201 cm de altura, si la temperatura del la superficie interior es de 25 ºc y la temperatura de la superficie exterior es de -5 ºC? K = 0,14 Kcal/h m ºC. Rta: 198,5 Kcal/h

3-Un serpentín para aire acondicionado está hecho de cobre cuyas paredes tienen 1,5 mm de espesor. La temperatura de ebullición del refrigerante interior es de 1 ºc. La temperatura exterior, por efecto del aire que pasa, llega a 1,275 ºC. Si el serpentín tiene una capacidad de 30000 Kcal/h, ¿cuál debe se rsu superficie efectiva aproximada? K = 330 Kcal/ h m2 ºC. Rta: 0,496 m²

4-Un caño de hierro para vapor tiene un diámetro exterior de 150 mm y 7,5 mm de espesor. La temperatura del vapor en el interior es de 116 ºC. Si este caño no estuviera aislado, la temperatura de su superficie externa podría ser de 75 ºC. Si tal fuera el caso, ¿ Cuántas Kcal/h se perderían en 10 m de este caño? ( suponga un diámetro medio de 142,5 mm) K = 43,5 kcal/h m² ºC. Rta: -7981 kcal/h

Temperatura, capacidad calorífica, calor latente, calorimetría

Experimento de joule, equivlente mecánico delcalor

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/joule/joule.htm

Calorímetro

http://www.educaplus.org/ced/calorimetro.html

Guía 6

Temperatura, capacidad calorífica, calor latente, calorimetría

1)¿A qué temperatura coinciden las indicaciones del termómetro centígrado y el Fahrenheit? Rta: -40 °C.

2)La temperatura de ebullición del oxígeno es de 90,19 K. Determine dicha temperatura en las escalas Celsius y Fahrenheit. Rta: -182,81°C; -297 °C.

3)El cero absoluto de temperatura equivale a – 273,16 °C. Calcular: a)La temperatura del cero absoluto en grados Fahrenheit. B)El intervalo que existe entre el cero absoluto y el punto de fusión del hielo en la escala Fahrenheit. Rta: -459,69 °F, 491,69°F.

4)Se utilizan 2 Kcal para calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.¿Cuál es el calor específico de la sustancia? Rta: 0,13333 cal/ g °C.

5)Una pieza de cadmio de 50 g esta a 20 °C, si se agregan 400 cal al cadmio. ¿Cuál es su temperatura final? Ce cadmio: 0,055 cal/g °C

6) Un trozo de 300 g de cobre se calienta en un horno y en seguida se deja caer en un calorímetro de 500 g de aluminio que contiene 300 g de agua, si la temperatura dl agua se calienta de 15°C a 30°C,¿cuál era la temperatura inicial del cobre?( suponga que no se pierde calor) ¿ Cuánto calor se debe agregar a 20 g de aluminio a 20 °C para fundirlo completamente? Ce _Al = 0,215 cal/g °C; Ce H₂O 1 cal /g °C; Ce _Cu 0,0 924 cal/g °C; L_fAl= 3,97 x 10⁵J/kg a 600 °C. Rta 250,51 °C; 4657,6 cal.

7) Un recipiente de espuma de estireno contiene 200 g de mercurio a 0 °C, a esto se le agrega 50 g de alcohol etílico a 50 °C y 100 g de agua a 100 °C, a) ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla? B)¿ Cuánto calor fue ganado o perdido por el mercurio, el alcohol y el agua? CeHg= 0,033 cal/g°C; alcohol etílico 0,58 cal /g °C y se desprecia la capacidad térmica de la espuma de estireno. Rta: 84,43 °C; 557,301 cal; 998,746 cal; 1556,05 cal.

8) Un bloque de 1 Kg de cobre a 20°C, se deja caer  en  un recipiente con nitrógeno líquido el cual está hirviendo a 77 K. Suponiendo que el recipiente está aislado térmicamente de los alrededores, calcule el número de litros de nitrógeno que se evaporan durante el tiempo que tarda el cobre en llegar a 77 K. Ce Cu= 0,0924 cal/g °C; Lv = 48 Cal/g; y una densidad de 0,8 g/cm3. Rta: 520,1 x 10^-3 L

9) En un recipiente aislado se agregan 250 g de hielo 0°C a 600 g de agua a 18°C. a) ¿Cuál es la temperatura final del sistema? b-¿ Cuánto hielo queda? Lf agua = 3,33 x 10 5 J/kg. Rta: 0 °; 115 g

10)Una bala de plomo de 3 g que viaja con rapidez de 400 m/s se detiene en un árbol. Si toda su energía cinética se transforma en energía térmica, encuentre el incremento en la temperatura de la bala. Ce Pb = 0,0305 cal/g °C. Rta: 57,6 cal; 629,5 °C

11) Una rueda de 50 kg de masa y 50 cm de radio, gira con una velocidad de 3000 rpm. Sobre la periferia se aplica una fuerza constante que la hace parar en un minuto. Calcular: a) valor y signo de la aceleración angular, b) número de vueltas que da la rueda en el minuto considerado, c) pérdida de la energía cinética de rotación que experimenta la rueda al pararse, d) Si el 40% de esta energía, transformada en calor, se emplea en fundir hielo a 0°C, ¿ qué masa de hielo se fundirá? Rta: 5,21 rad/s²; 1500 vueltas; 616225 J; 738 g.

12)Para enfriar 100L de agua de 90 °C a 10°C, contenido en un depósito, se hace pasar a través de un tubo en serpentín agua a 0°C. Después de su recorrido, el agua del tubo sale a 10 °C y pasa 2 L de agua por segundo. ¿Cuánto tiempo pasará para que toda el agua del depósito esté a 10°C? Rta: 6 min 40 s.

13) Calcular la cantidad de calor consumido por 3 Kg de hielo que está a -20 °C para transformarlo  íntegramente en vapor y calentarlo hasta 150 °C. Ce hielo 0,5 cal/g °C; Ce vapor 0,45 cal/g°C; Lf hielo = 80/g; Lv agua= 540 Cal/g. Rta: 9459 x 10³J

Tensión superficial, capilaridad y viscosidad

Serway-Faughin.Física. Editorial Pearson Educación- Cualquier edición.

Cromer A. Física para las Ciencias de la Vida. Editorial Reverté.

Kane J.W. Física. Editorial Reverté.

Tensión superficial: Khan Academy

https://es.khanacademy.org/science/physics/fluids/fluid-dynamics/v/surface-tension-and-adhesion
Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería agronómica

Física

Guía 6

Tensión superficial, capilaridad y viscosidad

Teoría:
1) Explica:
a) Tensión superficial, desarrolla la ecuación para hallar el coeficiente de tensión superficial.
b) Ley de Laplace, para el caso de una superficie esférica y para una burbuja.
c) Agentes tensoactivos, ángulo de contacto.
d) Capilaridad, desarrolla la Ley de Jurin
e) Transporte de agua en los árboles.

Práctica

1) La tensión superficial es 0,06 N/m?b- ¿ Cuál es la presión máxima si el capilar es de 0,02 cm de radio?Rta: 12N/m²; 600 N/m²

2- a) La pata de un insecto parado en el agua forma una depresión de radio 2 mm y un ángulo de 40°. ¿Cuánto peso soporta esta depresión? b- ¿ Cuál es la masa del insecto, suponiendo que está siendo sostenido por igual sobre las seis patas? = 0,0727 N/m. Rta: 7 x 10^-4 N; 0,43 g

3-a) ¿ A qué altura h ascenderá el etanol en un capilar de 0,5 mm de radio si el ángulo de contacto es cero? B) En un experimento con un capilar de un cierto material, se obtiene que el alcohol asciende hasta una altura de 1,09 cm. ¿ Cuál es el ángulo de contacto entre el alcohol y el material del capilar? δ=791 kg/m³; =0,0227N/m. Rta: 1,17 cm ; 21°28’ 41’’

4- Por un tubo cilíndrico de 50 cm de longitud y 2 mm de diámetro interior circula agua, si la diferencia de presión a lo largo del tubo es de 10 cm de Hg y la viscosidad del agua es 1 cP, calcúlese la cantidad de agua que fluye por un tubo en 1 min. Rta: 630 g

5- Determinar el radio de una tubería 3 m de longitud con una depresión de 5 bar entre sus extremos, para que circule agua con la velocidad crítica, siendo el n° de Reynolds = 2000. ɳ del agua = 1 cP

6- Calcular la máxima velocidad que adquiere una burbuja de aire de 1 mm de radio en el seno de glicerina. δaire0,001293 g/cm³; δglicerina=1,26 g/cm³; ɳ=8,3 P. Rta: - 0,33 cm/s

7- Un bloque de hielo de 1,2 m de largo por 0,8 m de ancho es arrastrado sobre una superficie horizontal  lubricada por una capa de agua de 0,10 mm de espesor. Determine la magnitud de la fuerza que se necesita para tirar del bloque con una rapidez constante de 0,5 m/s. A 0°C, la viscosidad del agua es 1,79 x 10 ^-3 Ns/m². Rta: 8,59 N

8- Un tubo horizontal recto de 1 cm de diámetro y 50 m de longitud transporta aceite con un coeficiente de viscosidad de 0,12 Pa s. En la salida del tubo, el gasto es de 8,6 x 10^-5 m³/s y a la presión de 1 atm. Determine la presión manométrica a la salida del tubo.

9- La aorta de los seres humanos tiene un diámetro de alrededor de 2 cm y, en determinados momentos, la rapidez de la sangre que pasa por ella es de 55 cm/ s. ¿ Es turbulento el flujo d sangre? La δde la sangre es 1050 kg/m³ y su coeficiente de viscosidad es de 2,7 x 10^-3 N/s/m2. Rta:4277,7

10- a) La savia, que en verano consiste sobre todo en agua, sube en los árboles por un sistema de capilares de radio r=2,5 x 10^-5 m. El ángulo de contacto es 0°. La densidad del agua es 10 3Kg/m³. ¿Cuál es la máxima altura a que puede subir la sabia en un árbol a 20°C? ; =7,28 x 10 ^-2 N/m. Rta: 0,594 m

b) Como los árboles alcanzan varios metros de altura, el efecto capilar no puede explicar el suministro de savia a la copa de un árbol. ¿ cómo se explica el ascenso del savia en ellos?

11- Por una tubería de 1,3 cm de radio circula petróleo de densidad 0,85 g/cm³ y 11,4 cP de coeficiente de viscosidad, a una velocidad de 1 m/s. Determine el régimen con el que circula el petróleo. Rta: 1938,5

12- Por una tubería cilíndrica horizontal, de 6 cm de radio y 25 m de longitud, pasa un líquido de densidad 1076 kg/m³ y un coeficiente de viscosidad de 180 cP. Si tiene un caudal de 1 L/s. Calcular:a)N° de Reynolds, b)pérdida de presión en tal longitud, c) potencia que consumiría una bomba si hiciese circular ese caudal. Rta: 63,4; 884,2 Pa; 0,88 W

13- La arteria pulmonar conectada al corazón con los pulmones tiene un radio interno de 2,6 mm y 8,4 cm de longitud. Si la caída de presión entre el corazón y los pulmones es de 400 Pa, ¿cuál es la rapidez media de la sangre en la arteria pulmonar? ɳ=2,08 x 10^-3Pa/s Rta: 1,9 m/s

14- la velocidad media de la sangre en la aorta, r=1,19cm, durante la parte estacionaria del latido del corazón es de unos 35 cm/s. ¿ El flujo es laminar o turbulento? ɳ=2,08 x 10^-3Pa/s ; δ_sangre= 1,050x 10³ kg/m³

15- Calcule l velocidad de caída de una gota de lluvia de 10^-3 cm de radio, la ɳ aire=1 x10^-3 Pa s, la densidad del agua es 1x 10³ kg/m³, la densidad del aire es 1 kg/m³. Rta: 2,18 m/s

16- La caída de presión a lo largo de una arteria horizontal es 100 Pa. El radio de la arteria es 0,010 m y el flujo es laminar. A)¿Cuál es la fuerza neta sobre la sangre en este fragmento de arteria? Si la velocidad media de la sangre es de 1,5 x 10^-2 m/s, b)¿Cuál es la potencia necesaria para mantener el flujo? Rta: 3,14 x 10^-2 N; 4,71 x 10^-4W

Hidrostática e hidrodinámica

Hidrostática

La hidrostática o estática de fluidos es la parte de la física que estudia los fluidos en reposo.

Se denominan fluidos los cuerpos que no tienen forma propia, sino que se adaptan a la forma de la vasija que los contiene, son líquidos o gases.

Los líquidos tiene forma variable, volumen constante, son poco compresibles, y ejercen, a causa de su peso, presiones sobre las paredes del recipiente que los contienen.Se deforman con facilidad y su superficie libre tiene forma definida. Los gases no tienen volumen constante y son fácilmente compresibles.

Khan Academy

https://es.khanacademy.org/science/physics/fluids

Actividad

A partir del siguiente link: http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/presion.html
estudiaran diversos conceptos: presión en sólidos, presión en fluidos, Principio de Pascal, prensa hidráulica y presión atmosférica.

Presión en sólidos:

Ingresa al link y trabaja con la pestaña: "concepto de presión"

1- Imagina que colocas una tachuela entre  el pulgar y el dedo índice, aprietas la tachuela y el extremo agudo de la misma, causa dolor, no así  el extremo plano. De acuerdo al principio de acción-reacción, ¿ cómo son las fuerzas que se ejercen sobre el pulgar y sobre el dedo índice?  Sin embargo, la presión en el extremo agudo de la tachuela es mucho mayor que la presión en el extremo plano, ¿ a qué se debe? Defiende tu respuesta.
2- El concepto de fuerza es uno y el de presión, otro muy distinto,¿ cuál es la diferencia?
3-a) ¿ Es lo mismo área y superficie?
b) Anota la ecuación para hallar el área de un cuadrado, de un rectángulo, de un círculo.
4- Realiza la actividad propuesta en el link, comprueba si el valor es correcto.
5- ¿Cuánto vale la presión ejercida por la nieve sobre los esquíes de un esquiador de 80 kg que se desliza por una pendiente de 20 °? En primer lugar realiza un esquema y determina la componente de la fuerza de gravedad perpendicular a la pendiente. El área de los dos esquís juntos es de 0,30 m2. Rta: 2460 Pa
6- A continuación es importante que recuerdes el concepto de densidad, para ello realiza las actividades propuestas en el siguiente link: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/temperatura.htm
( trabajar con las pestañas: masa, problema, volumen y densidad)
6-b) La densidad del agua en el SI es 1000 kg/m3, exprésalo en g/cm3
c) La masa de 3 L de etanol es 2367 g. ¿ Cuál es la densidad del etanol?¿ Cuál es la masa de 5 cm3 de etanol?
d- Averigua a qué se denomina densidad relativa.
Proyecto G
https://www.youtube.com/watch?v=SFcLbAe1P1w
                                                              Presión hidrostática                                                                                                                                                                                                                                                                                
7- Ahora trabaja nuevamente con el primer link, segunda pestaña: "P. fun        damental de la estática de los fluidos"
8- Interpreta y desarrolla la ecuación de presión hidrostática (en los fluidos): Ph= d g h
9- En dónde es mayor la presión hidrostática, en una jarra a 5 cm de profundidad o en un lago a la misma profundidad. Justifica 
10- ¿ La presión en el interior de un líquido, depende de la cantidad de líquido que hay en el recipiente, depende de la forma del recipiente?
11- Dos recipientes contienen respectivamente 5000 L y 100 L de agua. En ambos se sumerge un cuerpo a una profundidad de 1 m. ¿ Soportan igual a distinta presión? Justifica.
Unicoos
https://www.youtube.com/watch?v=zCznNbqadio

Principio de Pascal
12- ¿Qué expresa el principio de Pascal?
13- En un tubo en forma de U (vasos comunicantes) permite hallar, por ejemplo la densidad de uno de los líquidos inmiscibles, conociendo la del otro, interpreta y anota la ecuación correspondiente.
14- Una de las aplicaciones del Principio de Pascal es la prensa hidráulica, analiza y anata su ecuación.
b) Realiza la actividad propuesta en el link para elevar el elefante.
15- Una prensa hidráulica posee émbolos de 6 cm y 20 cm de diámetro respectivamente. Realiza un esquema de la prensa hidráulica. a) ¿ Qué fuerza debe realizarse sobre el émbolo menor para mantener el sistema en equilibrio , cuando sobre el émbolo mayor se ubica un cuerpo que pesa 15000 N? b)Si el émbolo menor se hace descender 50 cm, ¿ qué volumen de agua desplaza? (recuerda la ecuación de volumen de un cilindro) c) Sabiendo que el volumen de agua calculado en el punto anterior, ocupa el tubo del émbolo mayor, ¿qué altura se eleva el émbolo mayor?
15-b) Visita el siguiente link: http://www.librosvivos.net/smtc/PagPorFormulario.asp?TemaClave=1193&est=3
¿ Qué características tienen las palancas de 1 er, 2 do y 3 er, género? Anota la condición de equilibrio.
Unicoos
https://www.youtube.com/watch?v=QV0Iw0fdIWY

Presión atmosférica
16- A continuación trabaja con la tercer pestaña: "midiendo la presión"
17- ¿Aproximadamente, cuántos kg de aire hay en un salón de clases cuyo piso tiene un área de 200 m cuadrados y cuyo techo está a 4 m de altura? Sabiendo que la densidad del aire es 1,2 kg/m3. ¿Cuánto pesa ese volumen de aire?
18- ¿A qué se debe la presión atmosférica?
19- ¿Por qué la presión de la atmósfera no rompe los vidrios de la ventana?
20- Define presión atmosférica normal.
21- Torricelli, ¿cómo determinó el valor de la presión atmosférica normal? Analiza como se obtiene la unidad de presión.
22- Si existiese un líquido  dos veces más denso que el mercurio y se utilizase para construir un barómetro, ¿ qué altura tendría la columna?
23- ¿Cómo funciona un barómetro?
24-¿ Es constante el valor de la presión atmosférica?
Proyecto G
 https://www.youtube.com/watch?v=d7xvPQMrMdo

Principio de Arquímedes
1) Trabajar con el siguiente link: http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/eureka.html ( índice de contenidos se ubica en el lateral izquierdo)
2) ¿Qué expresa el principio de Arquímedes? ¿ Cómo se obtiene la ecuación de empuje? ( interpreta y deduce la ecuación de dos formas diferentes)
3) Clic en EMPUJE, realiza la experiencia y anota como se determina el peso aparente de un cuerpo sumergido en un fluido.
4) Anota cuando un cuerpo flota o se hunde, comparando peso del cuerpo y el empuje.
5)  Clik en EXPERIENCIAS y realiza desde la 1 a la 5, extrae una conclusión en cada una de ellas.
6)Se tiene un cubo de aluminio cuya densidad es de 2700 kg/m3, de 2 cm de arista. calcular:
a) su volumen, b) el empuje que recibe cuando se lo sumerge en aceite, densidad 900 kg/m3, c) el peso del cuerpo en el aire, d) el peso del cuerpo sumergido en aceite.

Unicoos
https://www.youtube.com/watch?v=scO9JARtW4s


http://labovirtual.blogspot.com.ar/p/fisica.html

http://biofisica-ual.blogspot.com.ar/p/unidad03.html

Hidrodinámica

Ecuación de continuidad 1

https://www.youtube.com/watch?v=u-sucYLGQ1Q

Ecuación de continuidad 2
https://www.youtube.com/watch?v=OssYc5xN4pM


Principio de Bernoulli: Proyecto G
https://www.youtube.com/watch?v=BW0UmTEMMAc


Funcionamiento de un atomizador, spray
https://www.youtube.com/watch?v=lKi-KC3LD20

Tubo de Venturi

Medición de la presión con un manómetro de agua
https://www.youtube.com/watch?v=LWmmXk6aYaU

Manómetro de mercurio
https://www.youtube.com/watch?v=k8hxL07T3Gg

Teorema de Torricelli
https://www.youtube.com/watch?v=i0cAYX0VmS8

Viscosidad
https://www.youtube.com/watch?v=STgnJ_iKvKs

Viscosidad, ley de poiseuille: Khan Academy

https://www.youtube.com/watch?v=VQSAsaco5Fg

Caudal: Unicoos
https://www.youtube.com/watch?v=YCfwQeLkh0I

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Práctica:

Ciclo lectivo: 2016

Guía 4: Hidrostática - hidrodinámica 

1) ¿Qué volumen de un recipiente se requiere para almacenar 20 toneladas de peso de una sustancia cuya densidad relativa es 13,6. Rta: 1,471 m³

2) Sabiendo que al nivel del mar, la presión de la atmósfera equivale a una columna hidrostática de 760 mmHg (cuya densidad relativa es 13,6). Si la sustancia manométrica fuera el benceno líquido cuya densidad relativa es 1,5. ¿Cuánto sería la columna hidrostática? Rta: 6,8 m

3) Calcula la fuerza mínima necesaria para elevar un automóvil que pesa 1500 kgf, por medio de una prensa hidráulica que tiene su émbolo menor de 12 cm de diámetro y el otro émbolo de 1,13 m. Rta: 16,456 kgf

4) Las secciones de los émbolos de un gato hidráulico son circulares y de radio Rb = 5 cm y Ra = 50 cm. La longitud total de la palanca que acciona el émbolo pequeño es de 1m y, la distancia entre el punto de aplicación de la potencia al de la resistencia es 75 cm. Aplicando a la palanca una fuerza de un kgf, ¿ qué fuerza se transmite al émbolo mayor? a) Si el émbolo está al mismo nivel, b) Si el pistón grande se encuentra a 1 m por debajo del pequeño. El líquido en el gato es agua.

5) Los dos pistones de una prensa hidráulica tienen por secciones A = 5 cm² y A´= 2 dm², la palanca de segundo género que sirve para maniobrar la bomba tiene por brazos longitudes de 10 cm y 1 m. Se ejerce en el extremo de la palanca una fuerza de 1 kgf. Se pide: a) ¿Qué peso podrá levantar la prensa? b) ¿Cuál es el desplazamiento del pistón mayor cuando el pequeño se baja 10 cm?Rta: 400 kgf; 0,25 cm

6) En un recipiente cúbico de 10 cm de lado se encuentra un gas a la presión de 15 atm; si la presión exterior (atmosférica) es de 750 mm Hg. ¿Cuál es la fuera total que soporta una pared del recipiente? Rta: 1,419 x 10⁴N.

7) En unos vasos comunicantes hay agua y mercurio. La diferencia de alturas de los niveles del Hg en los vasos es h= 1 cm. Calcular la altura de aceite que se debe añadir por la rama del mercurio para que el nivel de éste en los dos casos sea el mismo. Densidad del mercurio 13,6 g/cm³ y del aceite 0,9 g/ cm³. Rta: 15,11 cm

8) ¿Qué fracción de volumen de un iceberg sobresale del agua? Densidad del agua de mar: 1,03 g/cm³ del hielo 0,92 g/cm³. Rta: 11%

9) Un trozo de madera de 1 kg de peso y densidad 0,6 se lanza verticalmente hacia abajo con una velocidad de √2 m/s desde un punto situado a 5 m de altura sobre la superficie de un depósito de aceite de densidad 0,9. Si se desprecian las resistencias del aire y del aceite, calcular: a) La velocidad con que llega a la superficie del líquido. b) El empuje que sufre una vez sumergido. c) La aceleración con que se mueve en el interior del líquido. d)La profundidad a que desciende. Rta: 10m/s; 1,5 kgf; 4,9 m/s²; 10,2 m.

10) ¿ Qué fracción de volumen de una pieza sólida de metal de densidad relativa al agua de 7,25 flotará sobre un Hg de densidad relativa de 13,57? Rta: 53,4%

11) Un cuerpo homogéneo prismático de 20 cm de espesor, 20 cm de ancho y 40 cm de longitud se mantiene en reposo sumergido en agua a 50 cm de profundidad, al aplicar sobre él una tensión de 50 N. ¿ Cuánto pesa en el aire y cuál es su densidad relativa? Rta: 1312,5 kg/m³; 210 N

12) Responde y justifica tus respuestas:

a- ¿ Qué sucede si tapado el orificio de salida de una jeringa tratan de empujar el émbolo cuando está llena de aire?¿ Qué sucedería si estuviera llena de agua?¿ Por qué?

b- ¿Por qué las burbujas de aire aumentan su volumen al subir?

c- ¿Por qué no se puede extraer agua con una bomba aspirante desde una napa más profunda que 10 m?

.

13) Una balanza está equilibrada con dos cuerpos de diferentes volúmenes. ¿Seguiría equilibrada esta balanza si se sumergiera en agua? En caso negativo, ¿hacia qué cuerpo se desequilibraría?¿Por qué?

14) Considere el sistema de la figura donde el tubo está lleno de aceite de densidad igual a 0,85 g/cm³. Uno de los recipientes está abierto a la atmósfera y el otro está cerrado y contiene aire. Determine la presión en los puntos A y B si la presión atmosférica es 1 atm. Rta: 0,79449 atm; 0,95889 atm

15) Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor, calcular la superficie mínima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un náufrago de 70 kg. Densidad del corcho 0,24 g/cm³.Rta: 9210 cm²

Hidrodinámica

1) Considérese una manguera de sección circular de diámetro interior de 2 cm, por la que fluye agua a una tasa de 0,25 litros por cada segundo.¿ Cuál es la velocidad del agua en la manguera? El orificio de la boquilla de la manguera es de 1 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua? Rta: 79,6 cm/s; 316,5 cm/s

2) Por una tubería inclinada circula agua a razón de 9 m³/min. En la parte superior el diámetro es 30 cm y la presión es de 1 kgf/cm². ¿Cuál es la presión en la parte inferior sabiendo que el diámetro es de 15 cm y que el centro de la tubería se halla 50 cm más abajo considerado desde la parte superior? Rta: 724953,5 dina/cm²

3) Un fluido incompresible fluye de izquierda a derecha por un tubo cilíndrico. La densidad de la sustancia es de 105 utm/m³.Su velocidad en el extremo es v₀= 1,5 m/s, y la presión allí es de P₀ = 1,75 Kgf /cm² y el radio de la sección es R₀ = 20 cm. El extremo de salida está 4,5 m abajo del extremo de entrada y el radio de la sección allí es r₁ = 7,5 cm. Encontrar la presión P₁ en ese extremo. Rta: 1,62 kgf/ cm²

4) Expliquen las diferencias fundamentales entre: flotar ( en un globo), planear ( en un planeador), volar (en un avión).

5) Relacionen el concepto de conservación de la energía con la ecuación de Bernoulli y con la viscosidad?

6) Justificar cada respuesta:

a)¿ Por qué cuando nos duchamos con agua caliente a gran presión, la cortina se va hacia adentro como atraída por nosotros?

b) ¿ Por qué a pesar de caer desde tan alto el granizo no hace los destrozos esperables de tan vertiginosa caída?

c)¿ Por qué los glóbulos  rojos de la sangre viajan por el centro del vaso?

7) Un líquido de densidad de 1 kg/L se mueve de 3 mm/s por un tubo horizontal de 2 cm de diámetro. En cierta parte, el tubo reduce su diámetro a 0,5 cm. a) ¿ Cuál es la velocidad del líquido en la parte angosta del tubo? B) ¿ Cuál es la diferencia de presión del líquido  a ambos lados del angostamiento? C) ¿ Bajo qué hipótesis son válidas sus respuestas? Rta: 48 mm/seg; -1,15 Pa; a cargo del alumno.

8) Se llena una manguera con nafta y se cierra por sus extremos. Se introduce un extremo en un depósito con nafta a 0,3 m por debajo de la superficie y el otro a 0,2 m por debajo del primer extremo y se abren ambos extremos. El tubo tiene una sección transversal interior de área 4 x 10^-4 m². La densidad de la nafta es 680 kg m^-3. a)¿ Cuál es la velocidad inicial de la nafta? b)¿ Cuál es el caudal inicial del flujo?  Rta: 3,16 m/s; 1,26 x 10^-3 m³/s .Realiza el gráfico.

9) Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1,3 x 10 ³ kg/m³ es horizontal en h₀ = 0 m. Para evitar un obstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h₁ = 1 m. El tubo tiene área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es P₀ = 1,50 atm, calcule la presión P₁ en la parte superior. Rta: 1,38 atm

10) a) Explicar: a) coeficiente de contracción, b) gasto teórico y práctico.

b)Un depósito de gran sección cerrado contiene agua y sobre ella aire comprimido, ejerciendo una presión de 5 atm. A una distancia vertical a 2 m bajo la superficie libre del líquido hay practicado un orificio circular de 0,4 cm de diámetro situado a 1 m sobre el suelo. Si la presión atmosférica es de 1 atm y el coeficiente de contracción de la vena líquida es 0,61, calcular: 1)La velocidad de salida del agua, b) el gasto teórico y práctico, 3) el alcance horizontal de la vena líquida, 4)la velocidad del líquido al llegar al suelo, 5)el ángulo que forma tal velocidad con la horizontal. Rta: 28,7m/s; 360,6 m³/s; 220 cm³/s, 13m; 29 m/s; 8° 46´

12) Un recipiente para guardar agua, abierto a la atmósfera por su parte superior, tiene un pequeño orificio en la parte inferior, a 6 m por debajo de la superficie del líquido.(a) ¿Con qué rapidez sale agua por el orificio? (b) Si el área del orificio 1.3 cm,¿cuál es el gasto de agua que sale por el recipiente?Rta: 10,8 m/s;1,4 x 10 ^-3m³/s

13) El agua fluye con un gasto de 6 m3/min, a través de una pequeña abertura en el fondo de un gran tanque cilíndrico, que está abierto a la atmósfera en la parte superior. El agua del tanque tiene 10 m de profundidad. (a) ¿Con qué rapidez sale el chorro de agua por la abertura? b ¿Cuál sería el gasto de agua de la fuga de agua, si se aplica una presión adicional equivalente a ¾ de la presión atmosférica? Rta: 14m/s;8m³/min

Trabajo y energía

Bibliografía:

Serway-Faughin.Física. Editorial Pearson Educación- Cualquier edición.

Cromer A. Física para las Ciencias de la Vida. Editorial Reverté.

Kane J.W. Física. Editorial Reverté.
Wilson - Buffa. Física.
Schaum- Física general.

Fuerzas conservativas

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Conservación de la energía, velocidad metabólica

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Trabajo y velocidad metabólica: Cromer

http://es.slideshare.net/LevanoHuamactoAlberto/6-velocidad-metabolica

Energía: Walter Levin

https://www.youtube.com/watch?v=onxGV17isfQ

Principio de conservación de la energía: unicoos

https://www.youtube.com/watch?v=CSM9wUwuwqQ

Energía mecánica: unicoos
https://www.youtube.com/watch?v=GuL2UnBwPyY

Simulador Phet, link:

1) https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/energy-skate-park-basics

2) https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/energy-skate-park
Al hacer clic en descargar aparece un mensaje: este tipo de archivo puede dañar el ordenador, pero el técnico me explicó que se debe a que el explorador no reconoce la página, que si se descarga no pasa nada...
prueben o averigüen ustedes...

También se puede visualizar desde aquí,  es on line y trabajan directamente
 http://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_en.html

Guía de actividades:

 Trabajaran en esta actividad con un applet PhET de la Universidad de Colorado. En la página de este proyecto hay que buscar la simulación: energy-Skate-park-basics, clickear la pestaña que permite diseñar una pista personal (Track Playground) una vez allí, seleccionar la grilla “ mostrar cuadricula" y el medidor de velocidad “Speed”. Sin fricción.

En el extremo superior izquierdo aparecerá un recuadro amarillo con tres círculos unidos entre sí por una línea. Arrastrando con el mouse este recuadro hacia el centro de la pantalla, obtendremos un sector de pista, si se repite el proceso anterior, es posible agregar nuevos tramos de pista.

Para esta actividad se solicita una pista con tres zonas de nivel plano, un primer tramo a 4 m, otro a 2 m y un tercero a 4 m. Luego arrastren al patinador  hasta el extremo izquierdo de la pista a un altura de 5 m, verán que el patinador comienza a recorrer la pista una y otra vez.

Analiza y responde:                                  

1)¿La altura máxima alcanzada por el patinador en cada vuelta y en cualquier extremo es la misma que la altura inicial desde donde fue soltado?

2) ¿En el instante que toma la altura máxima, qué valor toma la velocidad?

3) ¿ En las dos zonas que están a la misma altura la velocidad coincide, tanto al ir como al regresar?

4)¿ En la zona de menor altura, qué valor toma la velocidad ? 

5) ¿Se cumple el principio de conservación?

A continuación se propone modificar el nivel central, llevándolo a 0 metros, dejando igual todo el resto.

Contesten las siguientes preguntas, sin hacer correr el simulador:

1)¿Alcanzará el patinador la misma altura máxima en los extremos que en la primera experiencia?

2)¿Será igual el valor de velocidad en las zonas 1 y 3?

3)¿Será el mismo valor numérico que en la primera experiencia?

Prueben ahora con el simulador y respondan las mismas preguntas.

Escribe una conclusión de la actividad realizada.

Práctica para la clase

1-Un bloque de 2 kg se desliza sin rozamiento 3 m a lo largo de un plano inclinado que forma un ángulo de 20° con la horizontal. ¿Cuál es el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan  sobre el bloque? Rta: 20,1 J

2- Un bloque de 5 kg resbala 0,8 m a lo largo d una superficie horizontal. El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie es 0,4. ¿Qué trabajo realizan cada una de las fuerzas presentes sobre el bloque?Rta: - 15,7 J

3- Si el bloque del ejercicio 1 parte del reposo,¿ Cuál es su velocidad tras deslizarse 3 m por el plano inclinado?Rta: 4,48 m/s

4- Si el bloque del ejemplo 2 tiene una celeridad inicial de 3m/s ¿cuál es su celeridad tras deslizarse 0,8 m a lo largo de la superficie?Rta: 1,65 m/s

5- Una persona deja caer una pelota de 0,3 kg desde un puente que está a 12 m por encima del agua. a)¿Cuál es su energía potencial en el punto más alto? b)¿ Cuál es la velocidad de la pelota en el instante que toca el agua? c) Suponga que otra persona que pasa con un bote por debajo del puente e intenta devolver la pelota lanzándola hacia arriba. Si la velocidad de la pelota, cuando sale de la mano de la persona es de 14 m/s, ¿ a qué altura subirá? Rta: 15,3 m/s; 10 m

6-Un bloque de masa m con una velocidad inicial de 5 m/s se desliza sin rozamiento 4 m a lo largo de un plano inclinado que forma un ángulo de 25 ° con la horizontal, ¿ cuál es su velocidad cuando llega al extremo inferior del plano inclinado? Rta: 7,6 m/s
7-Una bala de 0,02 kg con una velocidad inicial de 900 m/s se incrusta en un bloque de madera. ¿Cuál es el incremento de energía interna resultante en el sistema bala-bloque? Rta: 8100 J
8- Un ciclista tiene una velocidad de 15 m/s al pie de una colina y una velocidad de 10m/s al alcanzar la cumbre de la colina. La masa total del ciclista y la bicicleta es de 65 kg y la altura vertical de la colina es de 25 m. ¿Cuál es el trabajo aplicado mínimo hecho por el ciclista para subir la colina? Si el rendimiento de los músculos del ciclisita es de 0,22, ¿ cuál es la energía mínima consumida? Rta: 1,18 x 104 J+ I ;  5,36 x 104 J
9-Un hombre de 70 kg sube corriendo un tramo de escalera de 3m de desnivel en 2s. a)¿Cuánto trabajo hace?b-¿Cuál es su potencia media?
10-a)Un motor es capaz de elevar 1000 L de agua a un tanque a 5 m de altura en 15 min y en el mismo tiempo otro motor eleva a la misma altura 2000 L de agua, ¿ qué motor desarrolla mayor potencia? En cambio para elevar a 5 m de altura 1000 L de agua un motor tarda 5 min  otro tarda 20 min, ¿cuál desarrolla mayor potencia?
b)Las aspas de un molino de viento de una central eólica barren un círculo de área A. a)Si el viento tiene una velocidad v perpendicular a dicho círculo, ¿ cuál es la masa de aire que pasa a través suyo en ese tiempo? Área = 30 m2 ; v = 10 m/s; la densidad del aire a 20 °C es 1,2 kg/m3. b) ¿Cuál es la energía cinética de dicho aire?c) Soponga que la máquina convierte el 30 % de la energía eólica en energía eléctrica, ¿Cuál es la potencia eléctrica producida? Rta:5400 w
11- Un motor de montacarga tiene una potencia de 2000 W.¿A qué velocidad puede levantar una carga de 1000 kg?
12- Un hombre de 70 kg consume normalmente 1x 107 J de energía por día, cantidad ésta que depende de su actividad física,es decir de la cantidad de trabajo que hace. Calcula su velocidad metabólica.
13- Una persona consume 1,45 L de oxígeno por minuto durante un rápido pedaleo, ¿cuál es su velocidad metabólica?
14- Realiza un balance de energía (inicial, transferida por la fuerza, final) para un cuerpo de 1500 kg de masa, con una velocidad inicial de 4 m/s, actuando sobre el cuerpo una fuerza de rozamiento de 2 N. La distancia de desplazamiento es de 2 m. ¿Cuál es la velocidad al final del recorrido?

14-Dejo una  actividad sobre el Coyote y Correcamino

Actividad : La Física de los dibujos animados, Coyote y Correcaminos.

El coyote bien podría ser mascota de ingenieros o físicos, pues continuamente diseña o emplea resortes, poleas, estructuras, catapultas, cohetes, patines, arcos, cañones, péndulos y, por supuesto, tiene que hacer cálculos para determinar la máxima distancia horizontal que, por ejemplo, alcanzará al convertirse en un proyectil animal cuyo destino es el correcaminos.

Visualizar el siguiente vídeo

http://youtu.be/kjHAyfnv-Jw

Para recordar conceptos

Walter Levin

https://www.youtube.com/watch?v=onxGV17isfQ

Recordar la actividad del simulador Phet y el análisis efectuado.

 Roca como péndulo.( A partir de 3,23 min a 3:38)

1- Analiza el comportamiento de la roca como un péndulo, el coyote la tira, el correcaminos se detiene, la roca sigue girando y cae sobre coyote. Aplicando consideraciones energéticas ¿puede ocurrir esto en la realidad? Justifica.

- Planteamiento de un problema con base en la escena

Suponiendo que el coyote se encuentra a una altura de 20 m sobre el suelo y se encuentra en un puente que sería el centro del péndulo, ¿qué velocidad debe suministrar a una bola gigante de 200 kg para que logre dar la vuelta y caerle nuevamente a él en la cabeza?  Esto, suponiendo que la bola subirá otros 20 m antes de caerle nuevamente en la cabeza (tal y como se observa en la escena).

Se solicita:

a)     1- Calcular la energía mecánica en el punto más alto.

b)      2-La energía potencial, cinética y mecánica en el momento de lanzarla.

c)      3-La velocidad con que el coyote debería lanzarla para que dé la vuelta completa.

 7.Roca que rueda (4:14 a 4:24)

1-El camino que sigue la roca luego de cruzar el camino ¿es realista?

2-El resultado del "regreso" de la roca ¿obedece al principio de conservación de la energía?

15- Un bloque de 1 kg que tiene inicialmente una velocidad de 3 m/s es empujado una distancia de 6 m sobre un piso horizontal , mediante una fuerza de 8 N que forma hacia abajo un ángulo de 30° con la horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0,3. Realiza un balance de energía, calcula la velocidad del cuerpo al final del recorrido.

Guía 3

Trabajo y energía

1)Una gota de lluvia (m = 3,35 x 10^-6 kg) cae verticalmente con rapidez constante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Después de que la gota ha descendido 100 m. Cuál es el trabajo realizado por: a) la gravedad, b) la resistencia del aire. Rta: 0,03283 J; - 0,03283 J

2) Un bloque de 15 kg, se arrastra sobre una superficie rugosa por una fuerza de 70 N que actúa a 20 ° sobre la horizontal. El bloque se desplaza 5 m y el coeficiente de fricción cinética es de 0,3. Realiza un diagrama de cuerpo libre y determine el trabajo efectuado por: a) La fuerza de 70 N, b) La fuerza normal, c) La fuerza de gravedad, d)¿ Cuál es la energía cinética perdida debido a la fricción, e) Encuentre el cambio total en la energía cinética del bloque.

3) Una partícula esta sometida a una fuerza Fx que varía con la posición, como se ve en la figura. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula cuando se mueva. A) de x= 0 a x = 5 m; b) x= 5 a x = 10 m; c) x = 10 a  x= 15 m; d) ¿Cuál es el trabajo total realizado?

4) Se sabe que un móvil está subiendo por una rampa inclinada, con rozamiento, a velocidad creciente. Cuáles son verdaderas de las siguientes afirmaciones: 1) La energía mecánica es constante. 2) La suma de los trabajos de todas las fuerzas es cero. 3) El rozamiento compensa exactamente el peso del cuerpo. 4) Actúa alguna fuerza exterior, aparte del peso y del rozamiento, que hace el trabajo distinto de cero. 5) El trabajo de la fuerza resultante es > 0.

5) ¿ Qué fuerza de rozamiento constante detiene en 20 m a un tejo de 100 g que se  desplaza por un piso horizontal con una velocidad inicial de 20 m/s y en cuanto tiempo?

a) 0; 1 s                            b) 1N; 2 s                         c) 10 N; 4 s

d)100N; 10 s                    e) 1000 N; 2 s                 f) 10000 N; 4 s

6) ¿Qué potencia media en HP entrega el motor a un auto de 1500 kg que parte del reposo y alcanza en 30 s una velocidad de 30 m/s? Aproximadamente.

a) 22500                        b) 30,2                      c) 22,5

d) 904,8                         e) 27,1 x 10³             f) ninguno      

7) Un hombre da un empujón a una caja cuya masa es de 4 kg. Como consecuencia la misma se desplaza con una velocidad inicial de 6 m/s por el plano horizontal. Luego comienza a subir por un plano inclinado de 30°. Hay rozamiento entre el cuerpo y la superficie del plano inclinado. Por esta causa, el cuerpo, se detiene a una altura  de 1,5 m en vez de detenerse más arriba. A) Calcular la fuerza de rozamiento que actúa sobre el cuerpo, suponiendo que es constante,b) ¿ Cuál será la velocidad del cuerpo al pie del plano inclinado, cuando retorne? Rta: 4 N; 4,9 m/s

8) Tanto el momento  de torsión como el trabajo son productos de fuerza por distancia. Explica la diferencia entre ambos. ¿Tienen las mismas unidades?

9) Es necesario hacer trabajo sobre un cuerpo para producir cada uno de los siguientes cambios de estado: a) Cambiar el módulo de la velocidad pero no su dirección, b) Cambiar la dirección de la velocidad pero no su módulo.

10) Una pelota de futbol, cuya masa es de  450 g, se desplaza horizontalmente a una rapidez de 18 m/s. Si al impactar sobre los guantes del arquero los mueve hacia atrás una distancia de 20 cm hasta detenerse, ¿cuál es la intensidad de la fuerza ejercida por el deportista sobre la pelota, suponiendo que ésta sea constante? Rta: 364,5 N

11) Determinen cuál es el valor de la velocidad que necesita un saltador de garrocha para pasar sobre una barra ubicada a 4,8 m de altura, suponiendo que el centro de gravedad del atleta está inicialmente a 1 m sobre el suelo. Rta: 8,63 m/s.

12) Un cuerpo de masa de 10 kg se deja caer desde un punto A, situado a 6 m de altura, por un plano inclinado de 30°. Luego se desplaza por un plano horizontal hasta que sube por otro plano inclinado de 45 °, despreciando el rozamiento. Calcular: a) ¿Cuál será la energía cinética en el punto B? b)Cuáles serán: la energía mecánica, potencial y cinética del cuerpo en el punto C situado a 2 m de altura? C) ¿ Cuál será la velocidad del cuerpo cuando se mueve en el plano horizontal? D) ¿A qué altura del segundo plano inclinado se detendrá? Rta: 600 J; 200 J 10,95 m/s, 6 m.

13) Un coche compacto, tiene una masa de 800 kg y su eficiencia esta cercana al 18% (esto es 18 % de la energía del combustible se entrega a las ruedas). Encuentre la cantidad de gasolina empleada para acelerarlo desde el reposo hasta 27 m/s. Use el hecho de que la energía equivalente a 1 galón de gasolina es 1,34 x 10 ⁵ J. Si demora 10 s en alcanzar la velocidad, ¿ qué distancia se desplaza? Rta: 1,24 x 10^-2 galones; 135 m.