EJERCICIOS RESUELTOS UNIDAD 3

Daniel Andrés Bello Guarín

1057595820

Grupo:

100413_62

Física General

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD

Ingeniería ambiental

Sogamoso

17 de Abril de 2015

Tema 1: Movimiento oscilatorio

Ejercicio No 2:

1. Un oscilador armónico simple tarda 12.0 s en someterse a cinco vibraciones

completas. Encuentre a) el periodo de su movimiento, b) la frecuencia en Hertz y

c) la frecuencia angular en radianes por segundo.

a) Periodo= 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠

b) Frecuencia= 1

𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜

c) Frecuencia Angular= 𝑊 = 2𝜋. 𝑓

Valores conocidos:

Tiempo= 12 seg.

Numero de vibraciones= 5

Periodo= ?

Frecuencia= ?

Frecuencia angular= ?

* Reemplazamos:

a) 𝑇 = 12.0 𝑠

5= 2.4 𝑠

b) 𝑓 =1

𝑇

𝐹 =1

2.4= 0.416 𝐻𝑧

c) 𝑤 = 2. 𝜋. (0.417)

𝑤 = 2.62 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Tema 2: Movimiento ondulatorio

Ejercicio No 8:

2. Una estación sismográfica recibe ondas S y P de un terremoto, separadas 17.3

s. Suponga que las ondas viajaron sobre la misma trayectoria con magnitudes de

velocidad de 4.50 km/s y 7.80 km/s. Encuentre la distancia desde el sismógrafo al

hipocentro del terremoto.

Tema 3: Temperatura

Ejercicio No 13:

3. El punto de fusión del oro es 1 064°C, y su punto de ebullición es 2 660°C. a)

Exprese estas temperaturas en kelvins. b) Calcule la diferencia entre estas

temperaturas en grados Celsius y en kelvins.

* Punto de fusión:

°𝑘 = °𝑐 + 273

°𝑘 = 1064 °𝑐 + 273

°𝑘 = 1337 °𝑘

- El punto de fiusion de oro en °k es de 1337 °𝑘

* Punto de ebullición:

°𝑘 = °𝑐 + 273

°𝑘 = 2660 °𝑐 + 273

°𝑘 = 2933 𝑘

- El punto de ebullición del oro es de °𝑘 = 2933 𝑘

b) Diferencia de las temperaturas en °𝑐 y °𝑘

2660 °𝑐 − 1064 = 1596°𝑐

2933 °𝑘 − 1337°𝑘 = 1596 °𝑘

Tema 4: Primera ley de la termodinámica

Ejercicio No 21:

4. Un sistema termodinámico se somete a un proceso en el que su energía interna

disminuye 500 J. Durante el mismo intervalo de tiempo, 220 J de trabajo se

consume en el sistema. Encuentre la energía transferida hacia o desde él por calor

* Datos:

∆𝑈 = 500 𝐽

𝑊 = 220 𝐽

𝑄 =?

∆𝑈 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎.

𝑊 = 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

𝑄 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎

* Primera ley de la termodinámica:

𝑄 = ∆U + W

* El trabajo es positivo debido a que es realizado sobre el sistema:

𝑄 = ∆U + W

𝑄 = 500 𝑗 + 220 𝑗

𝑄 = 720 𝐽

Tema 5: Teoría cínetica de los gases

Ejercicio No 24:

5. Calcule la masa de un átomo de a) helio, b) hierro y c) plomo. Proporcione sus

respuestas en gramos. Las masas atómicas de estos átomos son 4.00 u, 55.9 u y

207 u, respectivamente.

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜

𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 =4 𝑔/𝑚𝑜𝑙

6,023. 1023𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠/𝑚𝑜𝑙= 6.644. 10−24 𝑔/𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠

1 átomo de helio tiene una masa de 0,6644 * 10- 23 gramos

μ = unidad de masa atómica

1 μ = 1,66 . 10−24g

𝑚𝐻𝑒𝑙𝑖𝑜 = 6.644. 10−24𝑔.1μ

1.66 . 10−24𝑔= 4μ

Masa del elio= 4 μ

* Hierro:

𝑚ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜

#𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜=

56 𝑔/𝑚𝑜𝑙

6.023 . 1023 𝑎𝑡𝑚/𝑚𝑜𝑙= 93.023 . 10−24𝑔/𝑚𝑜𝑙

1 átomo de hierro tiene una masa de 93,023 * 10- 24 gramos

μ = unidad de masa atómica

1 μ = 1,66 . 10−24g

𝑚ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 = 93.023 . 10−24𝑔 .1μ

1.66 . 10−24𝑔= 56 μ

masa de hierro = 56 μ

plomo

𝑚𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜

#𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜=

207 𝑔/𝑚𝑜𝑙

6.023 . 1023𝑎𝑡𝑚/𝑚𝑜𝑙= 343.853 . 10−24𝑔/𝑎𝑡𝑚

1 átomo de plomo tiene una masa de 343,853 * 10- 24 gramos 4

μ = unidad de masa atómica

1 μ = 1,66 . 10−24g

𝑚𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜 = 343.853 . 10−24𝑔.1μ

1.66 . 10−24𝑔= 207.14 μ

Masa de plomo = 207,14 μ

BIBLIOGRAFIA:

* Ángel Franco García. (2005). Oscilaciones. 15 de Abril de 2015, de Curso

Interactivo de Física en Internet Sitio web:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/oscilaciones/oscilacion.html

* DIEGO ALEJANDRO TORRES GALINDO. (NOVIEMBRE DE 2012). FISICA

GENERAL. 15 de Abril de 2015, de UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A

DISTANCIA Sitio web:

datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/MODULO_FISICAGENERAL_ACTUALI

ZADO_2013_01.zip

* Ángel Franco García. (2008). Física estadística. 15 de Abril de 2015, de Curso

Interactivo de Física en Internet Sitio web:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/estadistica.html#calor