Tecnología industrial

Transcripción

1 Proves d accés a la universitat Convocatòria 2016 Tecnología industrial Serie 3 La prueba consta de dos partes de dos ejercicios cada una. La primera parte es común y la segunda tiene dos opciones (A y B). Resuelva los ejercicios de la primera parte y, para la segunda parte, escoja UNA de las dos opciones (A o B) y haga los ejercicios de la opción elegida. Primera parte Ejercicio 1 [2,5 puntos] [En cada cuestión solo puede elegirse UNA respuesta. Cuestión bien contestada: 0,5 puntos; cuestión mal contestada: 0,16 puntos; cuestión no contestada: 0 puntos.] Cuestión 1 La tensión de rotura de un hilo de nilón es σ = 67 MPa. Si se utiliza para colgar sólidos con una masa de 45 kg, cuál es la sección mínima que debe tener para que no se rompa? (Tome g = 10 m/s 2 ). a) 1,489 mm 2 b) 6,716 mm 2 c) 67,16 mm 2 d) 14,89 mm 2 Cuestión 2 Una atracción de coches de choque dispone de 20 vehículos de dos plazas cada uno. La duración de cada viaje es de 4 min y el intervalo entre el final de un viaje y el comienzo del siguiente es de 15 s. Cuál es el número máximo de usuarios que pueden hacer un viaje completo en una hora? a) 600 usuarios. b) 300 usuarios. c) 560 usuarios. d) 280 usuarios.

2 Cuestión 3 Se prepara una mezcla de dos materiales pesándolos en una báscula que tiene una precisión de ±1,6 %. Para ello, se cogen 105 g del primer material y 84 g del segundo. Cuál será la cantidad de mezcla obtenida? a) Entre 186,0 g y 192,0 g. b) Entre 185,8 g y 192,2 g. c) Entre 187,4 g y 190,6 g. d) Entre 188,4 g y 189,6 g. Cuestión 4 Un coche tiene un motor V8 con ocho cilindros. La cilindrada es de cm 3 y el diámetro de los cilindros es de 92 mm. Cuál es la carrera de los cilindros? a) 73,60 mm b) 43,47 mm c) 59,06 mm d) 75,20 mm Cuestión 5 En el ajuste indeterminado 45 H7/j6, la tolerancia H7 del agujero es y la tole- rancia j6 del eje es. Cuáles son el juego y el apriete máximos? a) El juego máximo es 5 μm y el apriete máximo es 36 μm. b) El juego máximo es 16 μm y el apriete máximo es 25 μm. c) El juego máximo es 20 μm y el apriete máximo es 11 μm. d) El juego máximo es 30 μm y el apriete máximo es 11 μm. Ejercicio 2 Un sistema automático de control del aforo de un recinto está constituido por tres sensores de conteo de personas situados estratégicamente. El sistema emite un aviso por megafonía cuando al menos dos de estos sensores superan el valor de referencia prefijado p máx. Responda a las cuestiones que hay a continuación utilizando las siguientes variables de estado: sensor i (i = 1, 2, 3): s i = { 1: personas > p máx ; aviso de megafonía: m = 1: se emite el aviso 0: personas p máx { 0: no se emite el aviso a) Escriba la tabla de verdad del sistema. [1 punto] b) Determine la función lógica entre estas variables y, si conviene, simplifíquela. [1 punto] c) Dibuje el esquema de contactos equivalente. 2

3 Segunda parte OPCIÓN A Ejercicio 3 Una cafetera eléctrica dispone de dos resistencias: una resistencia de calentamiento R e y una de mantenimiento R m. En la primera fase de elaboración del café, funciona solo la resistencia de calentamiento, que proporciona una potencia P 1 = 700 W y calienta el agua hasta T 1 = 120 C sin que se produzca un cambio de estado. Cuando el agua alcanza la temperatura T 1, se conectan las dos resistencias en serie y proporcionan una potencia P 2 = 260 W. La temperatura inicial del agua es T 0 = 20 C, el volumen de agua calentado es V = 0,5 L y la cafetera está conectada a la red eléctrica de tensión U = 230 V. Sabiendo que el calor específico del agua es c e = 4,18 kj/(kg C), determine: a) La energía E 1 necesaria para calentar el agua en la primera fase. [1 punto] b) El tiempo t 1 de duración de la primera fase. c) El valor de las resistencias R e y R m. [1 punto] Ejercicio 4 α α = 12 Un ciclista sube una pendiente a una velocidad constante v = 18 km/h. La marcha que tiene puesta hace que la relación de transmisión entre los pedales y la rueda sea τ = ω rueda /ω pedales = 1,8. La rueda tiene un radio r = 330 mm, el perfil de la carretera forma un ángulo α = 12 respecto a la horizontal y la masa del ciclista más la bicicleta es m = 87 kg. Si se considera que el rendimiento mecánico de la bicicleta es η = 0,95, determine: a) Las velocidades de giro de la rueda ω rueda y de los pedales ω pedales, en rad/s. b) La potencia P bicicleta necesaria para subir la pendiente. [1 punto] c) La potencia P pedales que debe desarrollar el ciclista. d) El par en el eje de los pedales Γ pedales. 3

4 OPCIÓN B Ejercicio 3 Se desea construir un prisma macizo de base cuadrada como el de la figura a partir de un tablero de madera. Se puede escoger entre dos tableros, uno de grosor e 1 = 12 mm y otro de grosor e 2 = 14 mm. Para construir el prisma, tendrán que cortarse cuadrados o rectángulos, según se escoja, y encolarlos entre ellos hasta obtener la figura. El grosor de la cola se considera despreciable. La tienda calcula el coste del prisma según la expresión c = c a p + c b s, donde p es el perímetro del cuadrado o del rectángulo cortado y s es la superficie de tablero utilizada. El primer coeficiente de coste es c a = 0,7 /m, y el otro coeficiente de coste es c b1 = 3,2 /m 2 si se utiliza el tablero de grosor e 1, o c b2 = 4,8 /m 2 si se utiliza el tablero de grosor e 2. Determine: a) Qué tablero se utilizará para construir el prisma a base de cuadrados y cuál para construirlo a base de rectángulos? Por qué? [1 punto] b) El perímetro total de los cuadrados o de los rectángulos cortados en cada caso, p 1 y p 2. c) La superficie de tablero de madera utilizada en cada caso, s 1 y s 2. d) El coste de cada una de las opciones, c 1 y c 2. Cuál es la más económica? Ejercicio 4 Un elevador de coches de un taller de reparaciones funciona mediante dos cilindros hidráulicos conectados directamente a la base que soporta el coche. Los cilindros tienen un diámetro interior d int = 100 mm y el diámetro del vástago es d vástago = 56 mm. Si la presión relativa en el interior de los cilindros es p int = 2,5 MPa, determine: a) La masa máxima m máx que puede aguantar el elevador. [1 punto] b) La tensión normal a compresión del vástago σ vástago cuando se eleva la masa máxima. El rendimiento de los cilindros es η = 0,88. Cuando el elevador sube la carga máxima a una velocidad v = 0,038 m/s, la bomba suministra un caudal de aceite q = 0,2985 L/s a cada uno de los cilindros. Determine: c) La potencia P h proporcionada por la bomba a cada uno de los cilindros. d) La presión p proporcionada por la bomba. L Institut d Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l edició d aquesta prova d accés

5 Proves d accés a la universitat Convocatòria 2016 Tecnología industrial Serie 5 La prueba consta de dos partes de dos ejercicios cada una. La primera parte es común y la segunda tiene dos opciones (A y B). Resuelva los ejercicios de la primera parte y, para la segunda parte, escoja UNA de las dos opciones (A o B) y haga los ejercicios de la opción elegida. Primera parte Ejercicio 1 [2,5 puntos] [En cada cuestión solo puede elegirse UNA respuesta. Cuestión bien contestada: 0,5 puntos; cuestión mal contestada: 0,16 puntos; cuestión no contestada: 0 puntos.] Cuestión 1 La composición en volumen de un gas natural es la siguiente: 86,15 % de metano, 12,68 % de etano, 0,4 % de propano, 0,09 % de butano y el resto es nitrógeno. Si el nitrógeno tiene una densidad de 1,251 g/l, cuántos kilogramos de nitrógeno hay en L de este gas? a) 0,03828 kg b) 30,6 kg c) 0,0306 kg d) 3,828 kg Cuestión 2 Una empresa comercializa un nuevo modelo de pantalones. Su coste de producción unitaria es de 10. Durante el primer año, la empresa quiere recuperar de la inversión inicial, obtener un beneficio mínimo de y pagar los gastos de fabricación de todas las unidades vendidas. Si la venta prevista está entre y unidades, cuál debe ser el precio de venta de los pantalones? a) 55,45 b) 36,32 c) 60 d) 58,18

6 Cuestión 3 Una barra maciza de sección cuadrada de 5 mm de lado puede aguantar una fuerza de tracción de hasta 5,9 kn. Cuál es la resistencia a la tracción del material de la barra? a) 300,5 MPa b) 472 MPa c) MPa d) 236 MPa Cuestión 4 Un motor de corriente alterna asíncrono de dos pares de polos tiene un deslizamiento relativo de 0,05. Si está conectado a la red de tensión U = 220 V y frecuencia f = 50 Hz, a qué velocidad está girando? a) min 1 b) min 1 c) min 1 d) min 1 Cuestión 5 Las características técnicas de la batería de un vehículo eléctrico indican que tiene una capacidad de 100 A h, que el tiempo de carga es de 5 h, que funciona a una tensión de 220 V y que permite ciclos de carga/descarga. Teniendo en cuenta estas características, cuál es la potencia necesaria en el proceso de carga de la batería? a) 4,4 kw b) 3,6 kw c) 3,96 kw d) 8,8 kw Ejercicio 2 En el cruce entre un carril de tranvía y un carril de coches se da prioridad al tranvía. Para ello, se controla la presencia de tranvías en el tramo de 1,5 km antes de llegar al cruce. Cuando el semáforo de los coches cambia a verde, se mantiene verde durante 15 s como mínimo, y no cambia a rojo hasta que se detecta la presencia de un tranvía. El semáforo del tranvía cambia a rojo cuando no se detecta la presencia de ningún tranvía. Evidentemente, cuando el semáforo de los coches está en verde, el del tranvía está en rojo, y viceversa. Se define la variable tc como el tiempo transcurrido desde el último cambio de estado de los semáforos. Responda a las cuestiones que hay a continuación utilizando las siguientes variables de estado: sc = 1: semáforo de coches en verde { 0: semáforo de coches en rojo ; control de presencia: cp = 1: tranvías presentes { 0: tranvías no presentes ; control de tiempo: ct = 1: tc > 15 s { 0: tc 15 s ; semáforos: c = 1: cambian de estado { 0: no cambian de estado a) Escriba la tabla de verdad del sistema. [1 punto] b) Determine la función lógica entre estas variables y, si conviene, simplifíquela. [1 punto] c) Dibuje el diagrama de puertas lógicas equivalente. 2

7 Segunda parte OPCIÓN A Ejercicio 3 En el diseño de una plancha de cocina eléctrica se utiliza hilo de constantán para la resistencia. El distribuidor comercializa el hilo de constantán con los siguientes diámetros y precios: Diámetro (mm) 0,125 0,25 0,5 Precio ( /m) 0,59 1,29 2,40 Se desea que la plancha tenga una potencia P = 2,2 kw alimentada con una tensión U = 230 V y unas dimensiones de mm 2. La resistividad del constantán es ρ = 4, Ω m. a) Determine la corriente I que circulará por la resistencia, para cada uno de los diámetros disponibles. b) Determine las longitudes de hilo de constantán necesarias para cada diámetro. [1 punto] c) Si se calcula que el hilo mantiene caliente una superficie de una anchura que es 200 veces el diámetro del hilo, cuál es el diámetro adecuado para calentar la plancha y qué coste tendrá el hilo de constantán necesario? [1 punto] Ejercicio 4 Un panel solar fotovoltaico consiste en dos grupos en paralelo de 36 celdas solares en serie. La intensidad de corriente que produce todo el panel en función de la tensión puede calcularse aproximadamente con la expresión: A, con U en V Para todo el panel, determine: a) La corriente de cortocircuito I cs. b) La tensión de circuito abierto U ca (tensión en los bornes cuando no circula corriente). El panel suministra la máxima potencia cuando la tensión entre los bornes es U máx = 17,4 V. En esta configuración, determine: c) La potencia máxima P máx que suministra el panel. d) La tensión y la intensidad que suministran cada una de las celdas. [1 punto] 3

8 OPCIÓN B Ejercicio 3 La pala de obras públicas de la figura se utiliza para elevar una masa m = kg de material mediante la acción de dos cilindros hidráulicos que actúan en paralelo. Los cilindros tienen un diámetro interior d int = 110 mm y el diámetro del vástago es d vástago = 70 mm. Para una altura de elevación de la pala 0 mm < h < mm, la relación entre la velocidad de alargamiento del cilindro v cil y la velocidad de elevación del centro de inercia de la pala v p es, aproximadamente:, con h en mm. a) Dibuje, de manera aproximada e indicando las escalas, la relación v cil /v p en función de h, para 0 mm < h < mm. [1 punto] Si las resistencias pasivas se consideran despreciables y la pala sube a velocidad constante, cuando h = mm: b) Determine la fuerza F cil que realiza cada uno de los dos cilindros. [1 punto] c) Calcule la presión p int relativa en el interior de los cilindros. Ejercicio 4 En una vivienda unifamiliar se utilizan captadores solares de superficie S = 2,2 m 2 para producir agua caliente, que se complementan con un calentador eléctrico de potencia P = W los días en que la radiación solar no es suficiente. El agua que entra en el sistema tiene una temperatura de 10 C y se desea que salga a 45 C. Se calcula que el consumo diario de agua es c = 240 L. Sabiendo que el calor específico del agua es c e = 4,18 J/(g C), determine: a) La mínima irradiación solar diaria I día, en MJ/m 2, necesaria para producir toda la energía con un único captador solar. [1 punto] Si la radiación solar diaria es una tercera parte de la radiación mínima necesaria y se desea cubrir, como mínimo, el 60 % de la demanda con energía solar, determine: b) El número de captadores que deben instalarse. [1 punto] c) La energía eléctrica diaria consumida E eléctr, en kw h, si se instala el número de captadores determinado en el apartado b. L Institut d Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l edició d aquesta prova d accés