guÍa de ets fisica i 2020-2 - inicio - ipn · • movimiento rectilíneo uniforme (mru) •...

INSTITUTOPOLITÉCNICONACIONALSECRETARIAACADÉMICA

DIRECCIÓNDEEDUCACIONMEDIASUPERIORCENTRODEESTUDIOSCIENTÍFICOSYTECNOLÓGICOSNo.13

“RICARDOFLORESMAGÓN”

G U Í A

d e e s t u d i o p a r a presentar ETS de la UNIDADDEAPRENDIZAJE

FÍSICAISemestre 2020-2

TURNOMATUTINOYVESPERTINO

FechadeElaboración: 15/06/2020__

INSTITUTOPOLITÉCNICONACIONAL

SECRETARIAACADÉMICADIRECCIÓNDEEDUCACIONMEDIASUPERIOR

CENTRODEESTUDIOSCIENTÍFICOSYTECNOLÓGICOSNo.13“RICARDOFLORESMAGÓN”

SubdirecciónAcadémica,ServiciosAcadémicosSemestreyaño UnidaddeAprendizaje Página1/____

FORMATO DE LA GUÍA DE ESTUDIO

Área:

Básica NombredelaUnidaddeAprendizaje:

Física I Nivel/semestre:

Cuarto

Presentación: La guía nos da un panorama general de lo que el alumno debe saber para acreditar la unidad de aprendizaje de Física I, ya que busca el desarrollo de competencias que requiere el programa. En esta guía se presentan preguntas y respuestas asi como ejercicios para resolver con base al programa de Física I, relacionados con los temas de estática, cinemática y dinámica, con esto se espera que el alumno repase los temas vistos en clase de tal manera que esperamos le ayude a resolver correctamente su ETS.

Objetivos

El objetivo general de la guía de Física I es que mediante su solución y estudio, el

alumno desarrolle la capacidad de resolver un Examen a Título de Suficiencia.

Justificación

Un problema grave en el Instituto Politécnico Nacional y en particular en el CECyT N°

13, es el alto índice de deserción y la baja eficiencia terminal debidas a diversas

causas, entre éstas destaca la reprobación. La elaboración y solución de guías es una

estrategia diseñada para coadyuvar a rescatar a los alumnos en riesgo.





Estructuraycontenidos

Unidad I - Historia de la física y su clasificación - Mediciones y Errores asociados. - Cantidades y Unidades fundamentales y derivadas - Sistemas de unidades Unidad II - Cantidades escalares - Cantidades vectoriales, propiedades y clasificación. - Suma y resta de vectores utilizando métodos gráficos y analíticos. - Primera y segunda condición de equilibrio Unidad III - Conceptos generales de Cinemática - Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) - Movimiento Rectilíneo Uniformemente variado (MRUV) - Caída libre -Tiro vertical -Movimiento Parabólico Unidad IV - Conceptos generales de dinámica Leyes de Newton - Fricción - Trabajo - Potencia - Energía - Impulso - Ley de la conservación del movimiento

EvaluaciónEs requisito para presentar el examen ETS, NO tiene valor sobre el examen.





BibliografíaBásicaTe puedes apoyar de la siguiente bibliografía para realizar tu guía:

· Paul Tippens, editorial Mc Graw Hill

· Gutiérrez Aranzeta, editorial Prentice Hall

· Héctor Pérez Montiel, editorial Cultural

Unidad I

• Historia de la física y su clasificación • Mediciones y Errores asociados. • Cantidades y Unidades fundamentales y derivadas • Sistemas de unidades

1. Menciona que aportaciones realizaron los siguientes científicos: a) Isaac Newton b) Albert Einstein c) Nikola Tesla d) Blaise Pascal e) Nicolás Copérnico f) Niels Bohr g) Tomas Edison h) Benjamín Franklin

Isaac Newton: Aporto las tres leyes de la Dinámica, ley de la Gravitación, el cálculo, el primer telescopio reflector.

Albert Einstein: Ley del efecto fotoeléctrico, la teoría especial de la relatividad con la cual explico el movimiento de la órbita de Mercurio, la ecuación sobre la velocidad de la luz con la famosa relación entre masa y energía.





Nikola Tesla: Campo magnético rotativo, motor de corriente altera, transferencia de energía rotativa, desarrollo de los rayos x

Tomás Edison: Telégrafo cuádruplex, Bombilla, Micrófono de carbón, pilas recargas.

Nicolás Copérnico: Modelo Heliocéntrico del universo, teoría de los tres movimientos

2.- Es una de las ramas en las que se divide la física clásica: R= Mecánica 3.- Es la diferencia entre un valor que se toma como exacto y la cantidad obtenida al realizar la medición. R= Error absoluto 4.- La velocidad, fuerza y desplazamiento son ejemplos de: R=Cantidades vectoriales 5.- La masa, tiempo y volumen son ejemplos de: R= Cantidades escalares 6.- El número 25000000 en notación científica se expresa: R= 2.5x107 7.- El número 2.3x10-9 expresado con prefijos es: R= 2.3 𝜂

8.- Ordenando de mayor a menor las siguientes cantidades, corresponde a: 1.- 5x10-7Mm 2.- 7 dm 3.- 3x108 ηm 4.- 49 cm 5.-1x106 µm R= 5, 2, 1, 4, 3 9.- Convertir la rapidez de 28 km/h a unidades de kilómetros por hora, su expresión es: R= 7.78 !

!

10.- Convertir 1.5 litros a cm3, su expresión es: R= 1500 cm3

11.- Convertir 5 pies a metros, su expresión es: R=1.52 m 12.- Convertir 18° Celsius a Fahrenheit su expresión es: R= 64.4°F





13.- Convertir 291° Kelvin a Celsius su expresión es: R= 18°

14.- Convertir 45 newtons a kilogramos su expresión es: R= 441.45 N 15.- Las unidades joule son: R= Unidades de un producto de Fuerza por distancia (Nm)

Unidad II

• Cantidades escalares • Cantidades vectoriales, propiedades y clasificación. • Suma y resta de vectores utilizando métodos gráficos y analíticos. • Primera y segunda condición de equilibrio

1. Es un ejemplo de magnitud derivada. R= presión 2. Característica de una magnitud vectorial R= dirección, magnitud y sentido 3. Es aquella cantidad que queda definida con sólo su magnitud: R= escalar 4. Los vectores localizados en una misma línea de acción se les conoce como: R= Colineales

5. Un vector tiene las siguientes características. R= Magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación





6. Establece que las condiciones de equilibrio o de movimiento de un cuerpo rígido permanecerán inalteradas si una fuerza F que actúa en un punto dado de ese cuerpo se reemplaza por una fuerza F que tiene la misma magnitud y dirección, pero que actúa en un punto distinto, siempre y cuando estén en la misma línea de acción: R= Principio de transmisibilidad de vectores

7. Para encontrar en forma gráfica las componentes rectangulares de un vector es necesario contar con: R= Escala 8. En este método gráfico se forma un cuadrilátero cuyos lados opuestos son paralelos: R= Paralelogramo

9. Una lancha de motor efectúa los siguientes desplazamientos: 300 m al oeste, 200 m al norte, 350 m al noreste y 150 m al sur. ¿Qué distancia total recorre? Y determine gráficamente cuál es su desplazamiento resultante, en qué dirección actúa y cual es el valor de su ángulo medido respecto al oeste. R= dt = 1000 m

𝑑!→ = 300 m, NO, Ө = 80.50, medido a partir del oeste 10. Se denomina así a una componentes rectangular: R= Vector que coincide o es paralelo a cualquiera de los ejes del sistema

11. Dirección al cual se forman las componentes de un vector. R= distinta a 0°, 90°, 180°, 270° y 360° 12. Empleando el método de componentes rectangulares, calcular la resultante Ř de los siguientes vectores: Ā= 200N a 60° B= 80N a 130° C= 120 a 210°

R=183 N a 107. 6°





13. Determine las componentes rectangulares de vector: F= 400N a -120° R= Fx= 400 cos 240 , Fy= 400sen 240 , F= (-200N,-346.4N) en III cuadrante

14. Si y solo si la suma vectorial de las fuerzas actuantes en un cuerpo es igual a cero, lo podemos enunciar con: R= La primera condición de equilibrio.

15. La primera condición de equilibrio se puede relacionar con: R= Estática

16. Un objeto de 750 N suspendido por dos cables, calcular el valor de la tensión de cada cable de acuerdo a la siguiente figura.

R= T1=549.03N; T2=672.43N


R=A197.24N; B=161.05N

30°

2525

45°30°

2525750N25

T2=?

25

T1=?

25

45°

2525

30°30°

2525220N25

B=?25

A=?25






R= F1 =556N; F2 =521.69N


R= F1 =20.6N; F2 =54.57N

25°

2525 75°

2525370N25

25

F1=?

25

F2=?

25

60N

65°

2525

20°

2525

F1=?

F2 =?





Unidad III

• Conceptos generales de Cinemática • Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) • Movimiento Rectilíneo Uniformemente variado (MRUV) • Caída libre -Tiro vertical -Movimiento Parabólico

1. La trayectoria que tiene un móvil con MRU tiene forma

R= recta

2. Un automóvil sale de un punto A para recorrer una carretera recta, con una velocidad constante de 10 m/s. Tres minutos después, sale otro automóvil del mismo punto y en la misma dirección con una velocidad constante de 20 m/s. ¿En qué tiempo y a qué distancia alcanza el segundo auto al primero? R= 3 minutos a los 3600m 3. La velocidad de la luz es de 3x 108 m/s. ¿Cuánto tiempo le toma recorrer una distancia de 6 km? R= 2 x 10-5 s 4. Cuando se lanza una pelota hacia arriba, cuando llega al punto más alto, su velocidad es: R= cero 5.Los objetos que siguen una caída libre la aceleración es igual a un parámetro físico, es: R= 9.81 m/s2 6. La caída libre y el tiro vertical son movimientos del tipo: R= Uniformemente variado 7. La caída libre y el tiro vertical el tiempo de subida es _____ al tiempo de caída. R= el mismo





8. Una partícula que se mueve con aceleración constante recorre en 6s la distancia de 200m que hay entre dos puntos. Su rapidez cuando pasa por el segundo punto es de 50m/s.

a) ¿Cuál es su rapidez en el primer punto? b) ¿Cuál es su aceleración? c) ¿A qué distancia, anterior al primer punto, estaba en reposo la partícula? R= 16.6667 m/s, 5.556 m/s2, 24.99 m 9. Se lanza una piedra a un pozo con una velocidad inicial de 32m/s y llega al fondo en 3s. Determine la profundidad del pozo y la velocidad de la piedra al chocar en el fondo. R= v=61.4 m/s, h= 140.1 m 10. Se llama_______ a cualquier cuerpo que se lanza libremente, en una dirección no vertical, en el campo gravitacional terrestre. R= Proyectil 11. El estudio del movimiento de un proyectil se simplifica considerándolo como dos movimientos independientes, uno horizontal de tipo __ y otro vertical de tipo-____ R= MRU Y MRUV 12. En ausencia de aire, la trayectoria que describe un proyectil al moverse es de tipo______________________. R= Parabólica 13. Al considerar el movimiento horizontal en un tiro parabólico, la velocidad horizontal es: R= Constante 14. Al considerar el movimiento vertical en un tiro parabólico, la velocidad vertical es R= Variables 15. Al considerar el movimiento vertical en un tiro parabólico, la aceleración vertical es constante e igual a _____________________. R= 9.81 m/s2





Unidad IV

• Conceptos generales de dinámica Leyes de Newton • Fricción • Trabajo • Potencia • Energía • Impulso • Ley de la conservación del movimiento

1. Selecciona el ejemplo donde se manifiesta la primera Ley de Newton

R= En un camión de pasajeros el conductor frena bruscamente y ellos se mueven hacia adelante en primera instancia 2. Si a un cuerpo de masa m se le aplica el doble de la fuerza que pasa con su aceleración

R= se duplica 3. Toda partícula en el universo atrae a otra partícula con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, este enunciado corresponde con la Ley de:

R=Gravitación Universal 4. De acuerdo con la Ley de la Gravitación Universal que pasa con la fuerza de atracción si dos cuerpos en el universo se separan

R=Disminuye 5. La Ley de la cantidad de movimiento establece que:

R=Se conserva antes y después de una colisión 6. Si colisionan dos bolas de acero y la energía cinética se conserva igual antes y después de la colisión se habla de:

R=Choque elástico





7.La ley de gravitación universal relaciona 3 variables que son _____________, _____________, ____________ junto con una constante de valor 6.67 x10 -11 NKg2/m2

R=masa - fuerza - distancia 8. De acuerdo con la Ley de la Gravitación Universal que pasa con la fuerza de atracción si dos cuerpos en el universo se separan

R=Disminuye 9. La fuerza que se necesita vencer, para iniciar el movimiento de un cuerpo es:

R=Fricción estática 10. La potencia se define como:

R=Trabajo entre tiempo 11. La unidad de la medida de la potencia es

R=watt 12. La capacidad de un cuerpo para desarrollar trabajo se conoce como:

R=Energía 13. Para calcular esta energía se necesita conocer: masa, valor de g y la altura a la que se encuentra el objeto

R= Potencial 14. La Ley de la cantidad de movimiento establece que:

R= Se conserva antes y después de una colisión 15. El impacto de frente de dos bolas de plastilina es un buen ejemplo de:

R= Choque inelástico





PROBLEMAS 1. Un automóvil de 1500 kg de masa está en reposo. Si a los 15 segundos alcanza una rapidez de 16.6 m/s ¿Con qué fuerza fué empujado?

Respuesta = 1660 N 2. Calcular la Fuerza que recibe un objeto de masa 64 Kg que recibe una aceleración de 4 m/s2

Respuesta= 256 N 3. Dos personas jalan un baúl para moverlo de lugar hacia el este, si el peso del baúl es de 11500N y cada persona aplica una fuerza de 175 N y 240 N respectivamente ¿Qué aceleración se le produce al baúl al moverlo?

Respuesta = 0.3540 m/s2 4. Un cuerpo de 5 kg de masa cae libremente desde una altura de 30 m Calcular

a) La velocidad que lleva el cuerpo al llegar al piso Respuesta= 24.24 m/s b) La energía cinética del cuerpo al momento del impacto Respuesta= 1470 J c) La energía Potencial en el suelo Respuesta = 0 J

5. Una pelota de 0.315 Kg se deja caer desde una montaña a un altura de 36 m y 3 m antes de impactarse lleva una velocidad de 25.49 m/s Calcula en ese punto:

a) Energía Potencial Respuesta= 9.27045 J b) Energía cinética Respuesta= 102.3340 J c) Energía mecánica Respuesta= 111.6045 J

6. En una prueba de impacto, una compañía de automóviles compactos realiza un choque de uno de sus modelos contra un muro, el impacto tuvo una duración de 0.15 s y se registró una fuerza de 120 N ¿Cuál es el impulso recibido por el muro?

Respuesta = 18 N/s 7. En un juego, dos bolas de 0.15 Kg cada una se mueven sobre la mesa de billar, la primera con una velocidad de 4.16 m/s y la segunda con 2.77 m/s en la misma dirección pero sentido contrario, después de la colisión la primer bola adquirió una velocidad de 0.83 m/s Determina:

a) La cantidad de movimiento después de la colisión Respuesta = 0.2085 Kg m/s b) Velocidad de la segunda bola después del impacto Respuesta = 0.56 m/s c) La dirección de la segunda bola después de la colisión Respuesta = Oeste

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