Fsica y Qumica 1 BTOLEYES FUNDAMENTALES DE LA QUIMICA. LA MOLCULA Y EL MOL. CLCULOS QUMICOS.

1

1.

a.

El cloro y el sodio se combinan para dar cloruro de sodio (NaCl) en la siguiente relacin: 71 g de cloro con 46 g de sodio. Calcula: la cantidad de sodio que se combina totalmente con 30 g de cloro. La masa de NaCl que se forma al mezclar 50 g de cloro y 80 g de sodio. Sol: 19,44 g de sodio y 82,4 g de Na Cl El nitrgeno y el hidrgeno reaccionan en la proporcin 14:3 para dar amonaco. Justifica si es cierta esta afirmacin: cuando reaccionan 28 g de nitrgeno y 6 g de hidrgeno originan 32 g de amonaco. Se cumple la ley de las proporciones mltiples en el siguiente caso? Compuesto Masa de A Masa de B 1 20 g 15 g 2 35 g 52,5 g 3 50 g 112,5 g

b.

2.

a.

Dos muestras de gases tienen las siguientes composiciones: 1 muestra: 3,446 g de carbono y 9,189 g de oxgeno. 2 muestra: 8,531 g de carbono y 22,749 g de oxgeno. Explica si se trata del mismo gas o si las muestras corresponden a gases diferentes del carbono. qu ley ponderal se cumple? a. Halla la composicin centesimal del sulfato de aluminio Al2(SO4)3. (masas atmicas: O:16 ; S: 32; Al:27) Sol: 15,8% de Al; 28,1% de S y 56,1% de O Indica cuntos moles de agua son: 3,42 g de H2O Sol: 0,19 moles 3 10 cm de H2O Sol: 0,56 moles 23 1,82 .10 molculas de H2O Sol: 0,30 moles Calcula los tomos de H existentes en 1 g de agua. Sol: 6,68 .1022

b.

3.

b.

c. a.

tomos H

4.

El anlisis de un compuesto orgnico, de masa molecular 158 g/mol, dio los siguientes resultados: 30,45% de carbono, 3,83% de hidrgeno, 45,69% de cloro y 20,23% de oxgeno. cul es su frmula molecular? Sol: H6C4O2Cl2 El anlisis de una muestra de un compuesto puro arroja el siguiente resultado: 52,17% de carbono, 13,04% de hidrgeno y 34,78% de Oxgeno. Calcula la frmula emprica de dicho compuesto. Sol: C2H6O Un tomo de cierto elemento tiene una masa de 3,819 .10 g cul es su masa atmica? Sol: 23 u cuntas molculas hay en 10 g de oxgeno (O2)? y cuntos tomos? 23 23 Sol: 1,88 .10 molculas y 3,76 .10 tomos-23

b.

5.

a. b.

Fsica y Qumica 1 BTO6. 7. 8. 9. 10.a.

2

En un recipiente de 4 l de capacidad hay un gas a la presin de 6 atm qu volumen ocupara el gas si la presin se duplica, sin variar la temperatura? Sol: 2 litros cuntos recipientes de 2 l a 20C y 1 atm de presin se pueden llenar con los 50 l de O2 contenidos en una bombona de este gas a 6 atm y 20C? Sol: 150 recipientes

b.

Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolver la duda, lo introducimos en un recipiente de 1 litro y la presin que ejerce a 27C es de 1,5 atm. De qu gas se trata? Sol: SO3 PM = 80 g/mol Si 35,2 g de un hidrocarburo ocupan en estado gaseoso 13,2 litros, medidos a 1 atm y 50C, y el 85,5% del mismo es carbono cul es su frmula molecular? Sol: C5H10 a. b. qu volumen ocupan, en c. n. 14 g de nitrgeno? (masa at N:14). Sol: V = 11,2 litros

Un gas ocupa un volumen de 2 l en c.n. de presin y temperatura. qu volumen ocupar la misma masa de gas a 2 atm de presin y 50C de temperatura?. Sol: V = 1,81 litros

Un mol de gas ocupa 25 litros y su densidad es de 1,25 g/litro a una temperatura y presin determinadas. Calcula la densidad del gas en condiciones normales. Sol: d = 1,40 g/ litro

Cuestiones:Define mol de una sustancia pura. De las siguientes transformaciones, indica cules son fsicas y cules son qumicas: a. Combustin de una cerilla . b. Fermentacin del mosto c. Evaporacin del agua . d. Disolucin de azcar en agua . El Sn forma con el O dos xidos; en el xido A la proporcin en masa entre el estao y el oxgeno es: 7,42:1 y en el xido B 3,71:1. se cumple la ley de las proporciones mltiples? Si se combinan 20 g de hidrgeno y 20 g de oxgeno, lo ms probable es que se formen: a. 22,5 g de agua y sobren 17,5 g de hidrgeno . b. 22,5 g de agua y sobren 17,5 g de oxgeno . c. 40 g de agua . Un mol de tomos de cloro son: a. 35,5 g de cloro . 23 b. 6,02 .10 g de cloro . c. 71 g de cloro . Un mol de cualquier compuesto: a. b. c. Ocupa siempre un volumen de 22,4 litros . Ocupa un volumen de 22,4 litros solo en c.n. . 23 Contiene 6,02 .10 molculas de ese compuesto .

Fsica y Qumica 1 BTOESTRUCTURA DE LA MATERIA

3

1. 2. 3. 4. 5.

Determina la composicin del ncleo de un tomo de azufre: 16 S Sol: 16 p y 16 n Escribe la configuracin electrnica para un tomo de azufre. Cuntos electrones de valencia posee? Se trata de un elemento metlico? El litio tiene dos istopos de masas atmicas 6,015 y 7,016 respectivamente. La masa atmica media del Li es 6,941 u. Calcula la abundancia de cada istopo. Sol: 7,5% y 92,5% Un in Ca posee 18 electrones y 20 neutrones cuntos protones tiene? cul es su nmero atmico? cul es su nmero msico? Sol: 20 ; Z = 20 A = 40 Indica el nmero de electrones, protones y neutrones que existen en los siguientes tomos e iones: 3+ = Al, Al , O y O sabiendo que sus nmeros atmicos son 13 para el Al y 8 para el O y que sus nmeros msicos son 27 y 16 respectivamente. Completa la siguiente tabla e indica los posibles istopos presentes en la misma: Elemento 11 5B17 8O++

32

+

0

Z

A

P

+

e

-

n

0

17 235109 47 Ag

20 92 8 6 20 8 7 10

6. 7.

Calcula la masa atmica del cloro sabiendo que est constituido por dos istopos de masas 34, 9688 u y 36,9659 u y que sus abundancias en la naturaleza son del 75,53 % y del 24,47 % respectivamente. Sol: 35,45 u Dados los elementos A, B y C de nmeros atmicos 9, 19 y 35 respectivamente: a. b. c. d. Escribe su estructura electrnica. Determina el perodo y el grupo a los que pertenecen. Indica cules de ellos son elementos metlicos. Deduce los iones ms estables que formarn.

Fsica y Qumica 1 BTO8.Dadas las siguientes configuraciones electrnicas, indica cules son correctas, cules representan estados excitados y cules no son posibles: 1s 2s 2p 3s 2 2 6 1 6 3 1s 2s 2p 3s 3p 4s 2 2 6 1 1s 2s 2p 4s 2 2 6 1s 2s 2p2 2 6 1 2 2 4

4

1s 2s 2p 2 2 7 1s 2s 2p 2 1 1s 3s 2 2 6 2 6 2 10 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

9.

El nmero de protones de cinco elementos A, B, C, D y E son 2, 11, 9, 12 y 13 respectivamente. Indica: a. b. c. qu elemento es un gas noble. Cul es un metal alcalino. Qu elemento formar un nitrato de frmula X(NO3)22 2 6 1 2 2 6 1

10.

Dadas estas dos distribuciones electrnicas: A: 1s 2s 2p 3s y B: 1s 2s 2p 4s seala la afirmacin correcta a. b. c. La A representa un tomo de sodio de Z= 11 .. La A y la B representan elementos distintos . A y B son dos istopos ..

Cuestiones:cul es la diferencia entre nmero msico y masa atmica de un istopo de cierto elemento? Justifica si la siguiente afirmacin es verdadera o falsa: Un tomo con 6 protones y 6 neutrones en su ncleo, tiene un nmero atmico 6 y de nmero msico 6 qu tienen en comn los elementos de un mismo grupo de la Tabla peridica? y los que pertenecen a un mismo perodo?

El Na se convierte en un in Na al perder un electrn; Si la masa atmica del Na es 23 u la de su in ser: a. 23 u . b. 24 u . c. 22 u . Los tomos a. b. c.14

+

X 15Y de nmeros msicos 13 y 14 respectivamente

Son istopos .. Estn colocados uno al lado del otro en la Tabla peridica . No existen .

cul es el criterio de ordenacin de los elementos en el sistema peridico actual? cmo se lleg a la conclusin de que deban existir los neutrones? cul fue la aportacin ms importante de Rutherford al esclarecimiento de la estructura atmica? Por qu el Hidrgeno no ocupa un sitio lgico en la Tabla peridica? cules son los llamados grupos representativos en el Sistema Peridico actual?

Fsica y Qumica 1 BTOENLACE QUMICOIndica si se formar o no enlace inico cuando se unan los elementos A (Z = 12) y B (Z = 8)

5

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Explica el enlace en las molculas de HCl, O2 y NH3. (nmeros atmicos: N:7 ; H:1 ; Cl:17 ; O:8) cul de esas molculas no es polar? Si los puntos de ebullicin aumentan con la masa molecular de la sustancia por qu el H2O tiene un punto de ebullicin muy superior al del sulfuro de hidrgeno H2S? A qu se debe que los metales, por regla general, tengan puntos de fusin muy altos y sean excelentes conductores de la electricidad? Razona como ser la conductividad elctrica de: a. b. c. Un hilo de cobre. Un cristal de nitrato de cobre (II) Cu(NO3)2 Una disolucin de nitrato de cobre (II).

Dados los elementos A ( Z=19), B ( Z=8), C ( Z=1) y D ( Z=27), indica el tipo de enlace y la frmula de los compuestos que se pueden formar cuando se combinen. a. b. c. d. e. f. A con A A con B B con B C con C D con D B con C

7.

Dadas las siguientes sustancias: plata, diamante, cloruro de sodio, y agua, razona: a. b. c. d. e. cul de ellas est formada por molculas unidas por enlaces de hidrgeno? cul de ellas es muy conductora en su estado natural? cul de ellas presenta mayor punto de fusin? cul de ellas es un aislante, pero conduce la corriente al disolverla en agua? cul o cules de ellas no son solubles en agua?

Fsica y Qumica 1 BTO8.a. b. Por qu el HCl es soluble en agua y el cloro Cl2 y el H2 no los son?

6

Por qu el agua es lquida a temperatura ambiente mientras que el H2S , que es ms pesado, es un gas? Indica el tipo de enlace que tendr lugar entre los siguientes pares de elementos: P y O; Br y Li ; I y Si. Indica cul de las siguientes afirmaciones es falsa: Al romperse un enlace qumico se libera energa . Al formarse un enlace qumico se desprende energa Si se calienta agua hasta que se evapora, se rompen los enlaces O-H .

c.

d.

9. 10.

en cul de los siguientes compuestos, se encuentran los tomos en forma de iones? Bromuro de potasio (KBr), Monxido de nitrgeno (NO), Cloro (Cl2) y xido de bario (BaO) De las siguientes afirmaciones referidas al diamante cul es cierta?: a. b. c. Conduce la electricidad cuando est fundido . Tiene todos sus enlaces covalentes . Tiene enlaces covalentes pero entre una molcula y otra actan fuerzas de Van der Waals

Fsica y Qumica 1 BTOFORMULACIN INORGNICA

7

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

xido de hierro (III) Tetrahidruro de plomo Hidrxido cprico cido clorhdrico Cloruro de plata xido de Yodo (VII) cido sulfrico Amoniaco Sulfato de zinc cido ntrico xido de potasio cido carbnico Trihidruro de fsforo Silicato de zinc Anhdrido perclrico Hidruro de magnesio Sulfuro de sodio cido nitroso Hidrxido estnnico Bromuro de plata

21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

Cu2O aOH Al2O3 H2CO3 SiO2 KH CH4 KClO3 SnH2 MgSO3 aOH Al2O3 H2CO3 SiO2 KH CH4 KClO3 SnH2 MgSO3 HgBr2

Fsica y Qumica 1 BTOFORMULACIN ORGNICA

8

1.

3,5 -dimetilheptano

15.H3C CH CH3 CH OH CH3

2.

3-metil-1-buteno

16.

H3C

CH CH3

CH2

CH CH2 CH3

CH2 OH

3.

2,4,4-trimetil-1- penteno

17.

Cl

Cl

4.

Butanoato de etilo

18.

HO

5.

1-cloro-3-etil-3,4-dimetilheptano

19.H3C CH CH3

O C

CH3 C CH3 CH2

O C CH3

6.

cido 3-metil-2-hidroxibutanoico

20.

O H3C CH CH C H

7.

1,3-ciclohexadieno

21.H3C CH2 CH CH3 CH OH CH2 OH

3-metil-1,2-pentanodiol

Fsica y Qumica 1 BTO8.2,4-dimetilfenol

9O OH

22.H3C CH OH CH2 C

9.

4-metil-2-hexino

23.

cido CH CH C CH H C 3-hidroxibutanoico3

Br

Br

10.

Etanamida

24.H 3C C N

11.

Etilciclopentano

25.

H3C CH2 C CH

CHO

12.

2-hidroxibutanona

26.H2C CH C

O O CH2 CH3

13.

Dimetilter

27.

OHC CH CH3

CH2

CH OH

CHO

14.

cido 2-metil-3-pentenoico

28.

O H3C CH OH CH Cl C H

Fsica y Qumica 1 BTOEL MTODO CIENTFICOTransformar las siguientes medidas en las unidades correspondientes del Sistema Internacional 80,5 Km 4.10 hm 4,23.10 dam 6,4 cm 3,16 mm 300 cm2 3 5 -6

10

1.

530 g 2,24 dg 12 .10 cm /min 1,04 g/cm 120 Km/h 3,5.10 cm/min 34 litros 26 g-4 2 3 -4

2,5.10 hm 3 Ton

-7

2. 3.

Expresa los siguientes nmeros en notacin cientfica: 5720 53 000 000 000 0,00000328 346 200 000 000

Realiza las siguientes operaciones y expresa el resultado con la notacin cientfica: a. b. 6,67 .10 9 . 10 .9 11

.

4,5 .10 24 . 3,4 .10 21 0,8 .1015

4 .10 6 . 3 .10 8 6 .10 2

4. 5. 6. 7.

El radio de la Luna es 0,27 veces el radio terrestre y ste es de 6370 Km; calcula la masa que tendra la Luna si estuviera constituida por una sustancia gaseosa de 2,8 g/litro de densidad. Al medir la longitud de una portera de ftbol se han obtenido los siguientes valores: 7,32 m ; 7,35 m ; 7,36 m ; 7,31 m ; 7,29 m y 7,28 m. Determina el error absoluto y relativo de cada una de las medidas y expresa la longitud de la portera con su correspondiente cota de error. Ordena las siguientes medidas de mayor a menor precisin: a. b. La longitud de un folio: 300 mm 1 mm El peso de un cristal 0,245 g 0,001 g2 2

Halla el error relativo cometido al tomar para g el valor 10 m/s en lugar de 9,81 m/s a. b.

Define los siguientes trminos: magnitud fsica, ley cientfica, hiptesis y teora cientfica Enumera las magnitudes fundamentales del S.I. y sus correspondientes unidades.

Fsica y Qumica 1 BTO8.a. b. Nombra dos fenmenos fsicos y dos fenmenos qumicos. Di cules de las siguientes magnitudes son escalares (E) y cules vectoriales (V): masa velocidad tiempo densidad fuerza superficie Energa temperatura

11

9.

Para determinar la densidad de una plancha de poliuretano expandido se procede a cortarla en trozos de diferentes tamaos, se mide la masa de los mismos y se calcula su volumen, obtenindose los siguientes resultados: Representa los datos sobre papel milimetrado, situando el V (cm ) en el eje OX y la masa en el eje OY. Calcula a partir de la grfica la densidad de este material. muestra masa (g) 3 volumen (cm ) 1 3,7 60 2 4,9 90 3 7,0 133 4 7,9 214 5 9,0 165 6 9,4 159 7 10,2 195 8 10,7 1973

10.

Representa los siguientes vectores: a = 2 i + 3 j y b = 3i 4 j , calcula sus mdulos y el valor dea + 2b , y a b

Fsica y Qumica 1 BTOCINEMTICAa.

12

1.

Un piloto de frmula 1 emplea 4,0 minutos en recorrer un circuito a la velocidad media de 200 Km/h, cul es la longitud del circuito? Un vehculo pasa de 30 Km/h a 120 Km/h en 7,0 s. Calcula la aceleracin media en m/s . Un tren partiendo del reposo alcanza 27 Km/h en 10 s. si su aceleracin media no cambia cunto tiempo tarda en ponerse a 100 km/h? El blido de Ayrton Senna se estrell contra un muro en el circuito de Imola a 300 km/h. Suponiendo que el coche se deceler hasta velocidad cero en 0,10 s, calcula el mdulo de la aceleracin en ese terrible accidente en unidades S.I. y en mltiplos de g.2

b. c.

d.

2.

En el sistema de referencia de la figura, el vector posicin de un barco que cruza un puerto de 0,6 Km de anchura esr = (2 t 0, 4 ) i + (2 t 0, 5) j

El viaje comienza cuando el reloj del puerto marca las 0 h 15 minutos y termina cuando x =0,6 Km. Calcula las coordenadas de los puntos A y B de partida y llegada. a qu hora lleg el barco? (las distancias estn medidas en Km y los tiempos en horas)

3.

Un ciclista marcha a velocidad constante. Se cae, arregla su bici, monta de nuevo, aprovecha un ligero descenso y anda un trecho con aceleracin constante, al final del mismo vuelve a caerse. Este desarrollo del ciclista se muestra en la grfica v -t qu distancia hay entre los dos puntos de cada? cul ha sido la velocidad media? A partir del plano de un pueblo con zona de bosque, un grupo de excursionistas que no conoce la regin y quiere ir a un refugio prximo al pueblo, desea saber: a. Coordenadas del pueblo y del refugio. b. Vector posicin del pueblo y del refugio. c. Distancia del pueblo y del refugio al origen de coordenadas. d. El desplazamiento al ir del pueblo al refugio. e. La distancia del pueblo al refugio. f. El rumbo que deben seguir para ir del pueblo al refugio.

4.

Fsica y Qumica 1 BTO5. 6.

13

Los tripulantes de un submarino detectan con el sonar la posicin de un barco con coordenadas (2,4) Km; siete minutos despus lo detectan en el punto de coordenadas (6,2) Km. Halla la velocidad media del barco respecto del submarino entre estos puntos y el mdulo de sta. Un coche de carreras describe una trayectoria circular de 1 Km de radio. Hallar: a) el vector velocidad media, el mdulo de la velocidad media y la rapidez entre los puntos Po y P1, si tarda 25 s en pasar de uno a otro.

b) el vector velocidad media , el mdulo de la velocidad media y la rapidez entre los puntos Po y P2, si tarda 50 s en pasar de Po y P2.2 El vector de posicin de una partcula es: r = 2 t i + (3t + 1) j en unidades del S.I. Determina: a. el vector de posicin en los instantes t = 0 y t = 4 s. b. El vector desplazamiento entre los instantes anteriores y su mdulo. c. La ecuacin de la trayectoria que dibujaras de forma aproximada.

7. 8.

a.

Un coche sale de una estacin de servicio con una velocidad constante de 80 km/h; media hora ms tarde sale otro coche de la misma estacin a 100 Km/h, en la misma direccin y sentido que el primero. Halla el tiempo que tarda el primer vehculo en ser alcanzado por el segundo, la distancia a la que se encuentran de la estacin de servicio en ese instante y representa grficamente el desarrollo de ambos. Desde dos localidades A y B, separadas una distancia de 10 Km salen al encuentro, dos coches con velocidades de 72 km/h y 108 Km/h. calcula el tiempo que tardan en encontrarse y su posicin en ese instante medida desde A.

b.

9. 10.

Un coche sale de Leganes con una velocidad constante de 80 km/h; 5 segundos despus sale de la 2 misma localidad un motorista con aceleracin constante de 6 m/s , en la misma direccin y sentido que el coche. Calcula a qu distancia de Leganes la motocicleta alcanza al coche y el tiempo que tardan en encontrarse a partir de la salida del motorista. a. Desde una altura de 25 m un tiesto cae al suelo. Calcula el tiempo que tarda en caer y la velocidad cuando llega al suelo. Desde una altura de 7 m se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad inicial de 40 m/s. Calcula la altura mxima que alcanza y el tiempo que tarda en alcanzar dicha altura. Un montaero situado a 1200 m de altura sobre el campamento lanza una cantimplora verticalmente hacia abajo con una velocidad de 0,5 m/s; Calcula el tiempo que tarda la cantimplora en llegar al campamento y la velocidad de sta cuando llega.

b.

c.

Fsica y Qumica 1 BTOCuestiones:

14

Los vectores de posicin de un mvil en dos instantes t1 y t2 son r1 = (3,5) y r2 = (4,1) respectivamente. puedes calcular el espacio recorrido por el mvil?

Un mvil va desde A hasta B, se detiene en B un tiempo y regresa a A por el mismo camino y con la misma velocidad. qu grfica s/t representa correctamente este movimiento?

Un cuerpo se desplaza 10 m cada segundo hacia el norte y 3 m cada segundo hacia el este; si su posicin inicial es (0,2) cul de estas ecuaciones representa correctamente la posicin en funcin del tiempo?

a ) x = (2 + 10 )t + 3t m

b ) r = (2 + 10 t ) i + 3t j m

c ) r = 3t i + (2 + 10 t ) j m

Dos objetos de 10 y 5 Kg de masa se dejan caer desde una cierta altura. cul llega antes al suelo?. qu representa la pendiente de la grfica posicin tiempo de un m.r.u.?

CINEMTICA IIUn velero navega en un lago con el agua en calma. El viento sopla en direccin norte-sur e impulsa el barco con una velocidad de 3 m/s hacia el norte. Asi mismo, el velero lleva un motor auxiliar que impulsa el barco con una velocidad de 4 m/s en direccin este-oeste, hacia el este. Determina la direccin de avance del barco y el valor numrico de su velocidad. Una catapulta lanza una piedra que alcanza una altura mxima de 40 m y un alcance de 190 m. cunto vale la velocidad inicial? Un piragista, a bordo de su piragua, quiere cruzar un ro de 50 m de ancho que posee una corriente de 3 m/s. La piragua se desplaza con mru de 5 m/s perpendicular a la corriente. Calcula: a. b. c. tiempo que tardar en cruzar el ro. distancia que es arrastrado ro abajo. tipo de trayectoria que describe.

1. 2. 3.

Fsica y Qumica 1 BTO4.Un avin de aprovisionamiento vuela a 5000 m de altura sobre una isla con una velocidad horizontal de 200 m/s. Se quiere dejar caer un paquete sobre la isla. Calcula: a. b. El tiempo que tardara en llegar al suelo. La distancia sobre la vertical de la isla a la que se debe soltar el paquete.

15

5.

Desde un punto elevado 150 m sobre el suelo se lanza un objeto con una velocidad horizontal de 300 m/s. Calcula: a. b. c. d. e. El tiempo que tardar en llegar al suelo. La velocidad con la que llegar. Las componentes de la velocidad en t =3 s. La altura sobre el suelo en ese momento. El alcance horizontal del objeto.

6.

Un futbolista realiza un lanzamiento de baln con una velocidad inicial de 20 m/s que forma un ngulo con el suelo de 30. Calcula: a. b. c. Su vector de posicin en t = 2s. La altura mxima del lanzamiento. El alcance mximo.

7. 8.

Se lanza un objeto con una velocidad inicial de 400 m/s que forma un ngulo de 30 con la horizontal, desde una torre de 350 m de altura. a qu distancia de la base de la torre cae el objeto? Se lanza un proyectil con una inclinacin de 30 y una velocidad inicial de 100 m/s desde el origen de coordenadas. Determina: a. b. c. d. Su velocidad al cabo de 4 s. Su vector de posicin en ese momento. Su alcance mximo y su altura mxima. Si pasar por encima de un obstculo de 120 m de altura situado a 300 m del punto de lanzamiento. En caso de no pasar qu se podra hacer para que el proyectil lo superase sin cambiar su velocidad inicial pero manteniendo el mismo alcance mximo?

9. 10.

Una atraccin de feria gira a razn de 2 vueltas en 4 segundos con un movimiento uniforme de 2 m de radio. Calcula: a. b. c. Su velocidad angular en rpm y rad/s. La velocidad de un nio subido en ella. posee aceleracin el nio? cules son sus caractersticas?

Una bicicleta recorre 15 Km en 30 minutos con mru. Si el radio de sus ruedas es de 40 cm. Halla: a. b. El nmero de vueltas que han dado las ruedas. La velocidad angular y lineal de un punto de la cubierta de la rueda.

Fsica y Qumica 1 BTOCuestiones: Si la mquina de un tren se encuentra a 1000 m de la estacin y avanza hacia ella a 20 m/s, y un viajero corre desde la mquina hacia la cola del tren a una velocidad de 3 m/s respecto al tren. a qu distancia de la estacin se encontrar el viajero cuando llegue a ella la mquina del tren?

16

Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones referidas a un movimiento oblicuo: a. La trayectoria es una lnea recta b. El alcance mximo no depende de la velocidad inicial . c. En el punto ms alto de la trayectoria el mvil solo posee velocidad vertical . d. La altura mxima que alcanza el mvil no depende de voy.

Si la velocidad angular de un cuerpo que gira se triplica qu le ocurre a su aceleracin centrpeta?

Un objeto lanzado horizontalmente: a. Tarda ms en llegar al suelo que otro que se deja caer desde la misma altura . b. Tarda lo mismo en llegar al suelo que otro que se deja caer desde la misma altura . c. Tardar menos en llegar al suelo si su masa es mayor .

Si se lanzan parablicamente cuatro objetos con la misma velocidad inicial y ngulos de 15 55 75 y 35 respectivamente: a. El tercero llegar ms lejos que los dems . b. El primero y el tercero caern en el mismo punto . c. El segundo y el cuarto caern en el mismo punto .

Fsica y Qumica 1 BTOPRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA DINMICA

17

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Si una fuerza de 18 N acta 2 segundos sobre un cuerpo de 6 Kg inicialmente en reposo, cul ser la velocidad final del cuerpo? Sol: 6 m/s Un patinador, en reposo, de masa m1= 80 Kg, empuja a otro, tambin en reposo, de masa m2 = 60 Kg, con una fuerza de 30 N con qu aceleracin se mover cada uno tras el empujn? Sol: a2= 0,5 m/s a1= - 0,375 m/s La longitud de un muelle es de 80 cm cuando aplicamos una fuerza de 0,98 N y aumenta a 90 cm cuando la fuerza es 1,4 N. Halla la constante elstica del muelle y su longitud cuando no se aplica ninguna fuerza. Sol: K= 4,26 N/m l0= 57 cm Un muelle de constante elstica 240 N/m tiene una longitud de 35 cm cuando aplicamos una fuerza de 48 N sobre l. qu fuerza debemos aplicar para que el muelle adquiera una longitud de 40 cm?. Sol: F= 60 N Un cuadro de 90 N de peso, est sujeto por dos cuerdas que forman un ngulo de 35 con la horizontal. Determina el valor de las tensiones de las cuerdas que sujetan el cuadro. Sol: T = 78,4 N2 2

Sobre un cuerpo de m =10 Kg, que se mueve a una v = 3 m/s, acta una fuerza constante de 30 N en la direccin y sentido del movimiento. Halla la aceleracin que adquiere y la distancia recorrida en 2 s. 2 Sol: a = 3 m/s s = 12 m Un cuerpo de 20 Kg aumenta su velocidad en 10 m/s por accin de una fuerza constante aplicada durante 2 segundos. Halla el valor de la fuerza y la velocidad del cuerpo al cabo de 0,5 s si su velocidad inicial era de 25 m/s. Sol: F = 100 N v= 27,5 m/s Un jugador de tenis golpea con su raqueta una pelota de 125 g de masa, que le llega con una velocidad de 12 m/s y la devuelve en la misma direccin y sentido contrario a 20 m/s. Si la fuerza aplicada por el jugador es de 400 N cul fue el tiempo de contacto entre la pelota y la raqueta? Sol: t = 0,01 s a. Una bola de 225 g choca a 10 m/s con otra bola de 175 g que est en reposo. Calcula la velocidad final de la primera bola si la segunda sale con una velocidad de 9 m/s en la direccin y sentido iniciales de la primera. Sol: v = 3 m/s Calcula la velocidad de retroceso de una escopeta de feria de 1,5 Kg que dispara un proyectil de 10 g a una velocidad de 225 m/s. Sol: v = -1,5 m/s

b.

10.

Un vagn, que dispone de un contenedor abierto por la parte superior tiene una masa total de 1250 kg y se mueve a una velocidad de 30 km/h sobre una va recta. En cierto momento comienza a llover y el contenedor se llena a razn de 5 litros/minuto. con qu velocidad se mover al cabo de hora y media de incesante lluvia, si se desprecian los rozamientos? Sol: v = 22 km/h

Fsica y Qumica 1 BTOCuestiones:Tenemos dos bloques de plomo de 4 Kg y 2 Kg respectivamente. Indica cul o cules de las siguientes proposiciones son correctas: a. b. c. d.

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El primero tiene el doble de inercia . El primero tiene el doble de volumen . El primero adquiere el doble de aceleracin sometido a la misma fuerza . Si dejan de actuar las fuerzas que inciden sobre ambos, el primero seguir movindose ms tiempo

Razona si las siguientes afirmaciones son o no correctas:

a. Si una misma fuerza acta sobre dos cuerpos de masas m y 2m, respectivamente, el primero lograr el doble de velocidad que el segundo . b. Las fuerzas grandes siempre producen un impulso mayor que las pequeas . c. Un cuerpo no puede desplazarse sin que una fuerza acte sobre l . d. Toda variacin en la velocidad de un cuerpo, exige la actuacin de una fuerza . e. Si sobre un cuerpo que se mueve con aceleracin, actan solo dos fuerzas, la suma de las dos nunca puede ser cero . f. Un cuerpo puede acelerarse en una direccin distinta a la de la fuerza que acta sobre l g. Puede ocurrir que sobre un cuerpo acte una nica fuerza y el mdulo de su velocidad sea constante h. Las fuerzas de accin y reaccin actan sobre el mismo cuerpo, son iguales y de sentidos opuestos. i. Un sistema de referencia inercial es aquel que est sometido a rotacin uniforme .

Indica cul es la respuesta correcta en la siguiente situacin: Si una fuerza F acta sobre dos cuerpos de masas 5 Kg y 15 Kg respectivamente y les comunica la misma velocidad:

a. Es porque la fuerza ha actuado el triple de tiempo sobre el cuerpo de 5 Kg de masa .. b. Es porque la fuerza ha actuado el triple de tiempo sobre la masa de 15 Kg . c. Eso en ningn caso es posible .

qu condicin debe cumplir un cuerpo para permanecer en su estado de reposo o de movimiento rectilneo y uniforme? A menudo se confunden la masa y el peso de un cuerpo, qu diferencias existen entre ambas magnitudes?

Fsica y Qumica 1 BTOLAS FUERZAS EN LA NATURALEZA. APLICACIONES DE LA DINMICA

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1. 2. 3. 4.

Calcula la fuerza de interaccin gravitatoria entre dos cuerpos de 50 Kg de masa cada uno, situados a -11 2 2 una distancia de 1 m. (G = 6,67 . 10 N.m /Kg ) -7 Sol: F = 1,67 .10 N Un cuerpo de 20 Kg est en reposo sobre una superficie horizontal. Calcula los coeficientes de rozamiento esttico y cintico, si hay que aplicar una fuerza de 78,4 N paralela al plano para que empiece a deslizarse y otra de 39,2 N para que mantenga su m.r.u. Sol: e = 0,4; c = 0,2 Se deja caer un cuerpo por un plano inclinado 30 con respecto a la horizontal. Calcula la aceleracin del cuerpo si: a. no hay rozamiento. b. si el coeficiente de rozamiento c = 0,5. 2 2 Sol: a = 4,9 m/s ; a = 0,66 m/s Se atan dos cuerpos de 4 Kg y 3 Kg de masa a los extremos de una cuerda que gira en una polea. Calcula el valor de la aceleracin de la gravedad en el lugar de la experiencia si la 2 aceleracin del sistema es de 1,4 m/s . Sol: g = 9,80 m/s2

5. 6. 7.

Un coche de 1800 Kg de masa toma una curva plana de 100 m de radio a una velocidad de 99 km/h. qu fuerza de rozamiento existe entre los neumticos y la carretera? Sol: Froz = 13612,5 N Se ata una bola de 500 g de masa al extremo de una cuerda de 1,5 m de longitud y se la hace girar en un plano horizontal, sobre el que se apoya y con el que no tiene rozamiento, a razn de 1 vuelta por segundo. Calcula la tensin de la cuerda. Sol: T = 29,5 N Se ata una bola al extremo de una cuerda de 70 cm de longitud y se hace girar en el aire con velocidad constante en mdulo. Si la cuerda forma un ngulo de 30 con la vertical, calcula la velocidad de la bola y el tiempo que tarda en dar una vuelta completa. Sol: v = 2,01 m/s ; T = 2,2 s Una persona de 70 Kg de masa est sobre una bscula, en el interior de un ascensor. qu marcar la 2 bscula cuando el ascensor suba con una aceleracin de 2 m/s ?. Sol: N = 85,7 Kp Calcula la aceleracin del sistema de la figura y la tensin de la cuerda si el coeficiente de rozamiento entre el primer cuerpo y la 2 superficie es 0,3. Sol: a = 4,13 m/s ; T = 228 N

8. 9.

Fsica y Qumica 1 BTOCuestiones:Indica cuales de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cules falsas:

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El rozamiento es distinto segn la naturaleza de las superficies en contacto .. La aceleracin de cada libre depende de las masas de los cuerpos . La fuerza gravitacional entre dos cuerpos es atractiva y su alcance es infinito Los cuerpos de mayor masa llegan antes que los ms ligeros al final de un plano inclinado, si resbalan sin rozamiento . 2 e. El valor de la aceleracin de la gravedad es constante, 9,8 m/s ... f. La fuerza de atraccin de la Tierra es distinta para cada cuerpo y tambin lo es la aceleracin que les comunica . g. Los coeficientes de rozamiento cinticos son siempre mayores que los estticos . h. Una misma fuerza produce mayores alargamientos en muelles de mayor constante elstica . i. La gravedad a que est sometido un astronauta en rbita a 500 Km de altura sobre la 2 superficie terrestre es mucho mayor de 9,8 m/s ..

a. b. c. d.

Observa la siguiente grfica e indica si existe una fuerza neta actuando sobre el cuerpo en los intervalos de tiempo (0,3) (3,7) y (7,9)

Puede un cuerpo describir una curva sin que acte ninguna fuerza sobre l?

Un hombre empuja un carro de la compra, por el suelo horizontal de un supermercado, en lnea recta y con velocidad constante. La fuerza que hace es mayor, menor o igual a la que se opone al movimiento? Razona la respuesta.2

Una fuerza F aplicada a una masa m1 le produce una aceleracin de 10 m/s . La misma fuerza 2 aplicada a una masa m2 le produce una aceleracin de 15 m/s qu relacin existe entre las dos masas?

Existe un sistema de unidades fsicas, llamado tcnico, donde se define la unidad de fuerza como el Kilopondio, siendo 1 Kp = 9,8 N. Indica la relacin existente entre los nmeros que expresan la masa de un cuerpo en Kg y su peso en la Tierra en Kp.

Fsica y Qumica 1 BTOENERGA MECNICA Y TRABAJO

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1. 2.

Calcula la velocidad a la que debera circular un coche para que el efecto causado en un supuesto choque contra un muro fuese equivalente al que se producira si este mismo coche cayese al vaco desde lo alto de la torre de Pisa de 56 m de altura. Sol: v = 120,5 km/h Se tira de una vagoneta de 20 Kg mediante una cuerda horizontal que forma un ngulo de 30 con la direccin de la va, ejerciendo una fuerza de 50 N a lo largo de una distancia de 50 m. La fuerza de rozamiento entre la va y las ruedas es de una dcima parte del peso. Calcula el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actan sobre la vagoneta. Sol: TF = 2165 J ; TFroz = - 1000 J ; TP = 0 J ; TN = 0 J

3. 4. 5. 6. 7. 8.

qu trabajo debe realizarse sobre una partcula de 1 g de masa, inicialmente en reposo, para que adquiera una velocidad de 100 m/s?. Sol: W = 5 J Un cuerpo de 2 Kg desciende por un plano inclinado 30 con velocidad constante de 0,5 m/s. cunto vale el trabajo total realizado sobre el cuerpo? cunto vale el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento?. Sol: W = 0 J ; Wroz = - 30 J Se comprime un muelle de constante elstica K = 50 N/m y de longitud natural 60 cm hasta conseguir que su longitud sea de 40 cm. qu trabajo hay que realizar para conseguirlo?. Sol: W = 5 J Un atleta de 70 Kg sube por una cuerda vertical de 5 m de longitud en 10 segundos con velocidad constante. qu trabajo realiza el atleta? qu potencia desarrolla? Sol: W = 3500 J ; P = 350 w Un motor elctrico se utiliza para sacar agua de un pozo de 30 m de profundidad a razn de 600 litros por minuto. Sabiendo que el rendimiento de la bomba es del 85 % de la potencia del motor, calcula la potencia efectiva del motor en C.V. y la potencia terica. Sol: Pefectiva = 3000 w ; Pterica = 3529 w Un pndulo de longitud L = 20 cm y 100 g de masa cae desde una posicin horizontal. cul es su velocidad en el punto ms bajo?. Sol: v = 2 m/s

Fsica y Qumica 1 BTO9. 10.

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Un bloque de 2 Kg desciende 5 m por un plano inclinado 37 con la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0,2 calcula la energa mecnica perdida en el descenso y la velocidad del bloque al final de su recorrido, suponiendo que parti del reposo. Sol: Em = - 16 J ; v = 6,6 m/s Un cuerpo de 3 Kg situado en lo alto (A) de un plano inclinado de 10 m de longitud a una altura de 6 m sobre el suelo, parte del reposo y llega a la base del plano (B) con una velocidad de 7 m/s. Luego resbala por una superficie horizontal y se detiene en C, despus de recorrer sobre ella una distancia BC. Determina el coeficiente de rozamiento, que es el mismo en los dos tramos, y la distancia recorrida en el tramo horizontal hasta pararse. Sol: = 0,04 ; d = 61,25 m

Cuestiones:Indica qu resulta ms peligroso en un accidente de trfico: a. Chocar a 100 Km/h contra un vehculo estacionado. b. Chocar a 50 Km/h contra un vehculo que circula tambin a 50 km/h en sentido contrario. c. Caer por un precipicio de 30 m.

qu trabajo realizamos al sostener un cuerpo de 2 Kg a 1,5 m de altura sobre el suelo? cul es la equivalencia entre el Kw.h y el Julio? Contra un muelle de constante elstica K = 400 N/m, lanzamos un cuerpo de 1 Kg sobre una superficie horizontal, con una velocidad de 3 m/s. La compresin del muelle ser de: a. 15 cm .. b. 25 cm . c. 40 cm ..

Dos cuerpos de masas distintas, tienen la misma energa cintica y se mueven en igual direccin. Si se aplica la misma fuerza a ambos para frenarlos, cmo sern comparativamente, las distancias que ambos recorren hasta detenerse? cunto vale el trabajo realizado por la fuerza centrpeta sobre un cuerpo en movimiento circular uniforme? qu son fuerzas conservativas? y fuerzas disipativas? Demuestra que la altura a la que es capaz de ascender por un plano inclinado un cuerpo lanzado con una velocidad v, siendo el coeficiente de rozamiento, es: h = h 1+ donde h es la altura a la que llegara el cuerpo en ausencia de rozamiento. Qu diferencia hay entre la concepcin ordinaria del trabajo cotidiano y el concepto fsico de trabajo?

qu trabajo realiza la fuerza gravitacional cuando lanzamos un cuerpo de masa m verticalmente hacia arriba con una cierta velocidad inicial y ste asciende hasta una altura h?