INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR

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1 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD NO. 1 FÍSICA I REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: No. DE EQUIPO: GRUPO: 1. Expresa en notación científica a) = b) = c) = d) = e) Cuánto vale n si = n? 2. Sin usar calculadora, efectúa las siguientes operaciones aplicando las leyes de los exponentes y expresa el resultado en notación científica. a) 3 2 ( )( ) b) 3 9 ( )( ) c 5 6 ) ( )( ) ( )( ) 3. Resuelve los siguientes sistemas de ecuaciones: a. 2x 3y 8 b. 2w 3z 6 4x 3y 16 8w 2z 12 c. 4x 2y 16 d. 2s 3t 18 6x 5y 24 s 6t 9 1

2 4. Resuelve los siguientes triángulos. a) b) c) d) e) 2

3 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 2 FÍSICA I CONVERSIÓN DE SISTEMAS DE UNIDADES Y ÁLGEBRA VECTORIAL NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: 1. Resuelve las siguientes conversiones de unidades a) 1.5 km a m b) m a km c) 8 m a cm d) 35 ft a m e) 50 mi a km h h f) 15 in a cm g) 12 mi a km h) 250 ml a cm 3 i) 80 km a m h j) 450 cm 2 a m 2 k) l a m 3 s 2. En la figura 1, si F1 8N, F2 5Ny F3 10 N. Calcula la fuerza resultante. Figura 1 3. Con los datos que se muestran en la figura 2, calcular la magnitud del vector resultante y su dirección. Figura 2 3

4 4. Tomando la magnitud de 90 N y la dirección del vector F, calcular las magnitudes de las componentes a partir del diagrama vectorial, que se muestran en la figura 3. Figura 3 5. En la figura 4 se representan tres vectores en unidades arbitrarias. Determina el vector resultante. Figura 4 4

5 6. En el sistema de fuerzas que se muestra en la figura 5 determinar la fuerza resultante. Figura 5 5

6 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 3 FÍSICA I PRIMERA Y SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: 1. Observa la gimnasta que cuelga de las argollas. Argumenta tus respuestas: Si ella cuelga con su peso dividido por igual entre las dos argollas, qué indicarían unas básculas colocadas en las cuerdas, en comparación con el peso de ella? Supón que su peso cuelga un poco más de la argolla izquierda. Qué marcaría una báscula en la cuerda derecha? 2. Un cable está tendido sobre dos postes colocados con una separación de 6 m. A la mitad del cable se cuelga un letrero que provoca un pandeo, por lo cual el cable desciende verticalmente una distancia de 50 cm. Si la tensión en cada segmento del cable es de 2000 N, cuál es el peso del letrero? 3. Calcular la tensión en la cuerda T 2, si el peso del objeto es de 25 N. 6

7 4. La fuerza F ilustrada en la figura es de 400 N y el peso del hierro es insignificante. Cuál es el momento de torsión resultante en torno al eje A y en torno del eje B? 5. Cuál es el momento de torsión resultante en torno al punto A de la figura? No tome en cuenta el peso de la barra. 6. Los niños adquieren la intuición del momento de torsión cuando juegan en el sube y baja. Se pueden equilibrar en él, aunque tengan distintos pesos. Sólo el peso no produce la rotación. Los niños pronto aprenden que la distancia desde el pivote hasta donde se sientan tiene tanta importancia como su peso. En la figura desprecia el peso del sube y baja, calcula la fuerza de reacción en el pivote y el momento de torsión resultante. 7

8 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 4 FÍSICA I CENTROIDES NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: Determinar el centroide de las siguientes figuras

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10 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 5 FÍSICA I NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: MRU Y MRUA 1. De la siguiente figura; (a) calcular las velocidades de los puntos: AB, de BC, de CD y de DE. La velocidad promedio de las velocidades. 2. Un cohete pequeño sale de su plataforma en dirección vertical ascendente y recorre una distancia de 40 m antes de volver a la Tierra 5 s después de que fue lanzado. Cuál fue la velocidad media de su recorrido? 3. A la pelota de la figura se le imparte una velocidad inicial de 16 m/s en la parte más baja de un plano inclinado. Dos segundos más tarde sigue moviéndose sobre el plano, pero con una velocidad de sólo 4 m/s. Cuál es la aceleración? 10

11 4. Un tren monorriel que viaja a 22 m/ s tiene que detenerse en una distancia de 120 m. Qué aceleración media se requiere cuál es el tiempo de frenado? 5. Se deja caer una piedra a partir del estado de reposo. Cuándo alcanzará un desplazamiento de 18 m por debajo del punto de partida? Cuál es su velocidad en ese momento? 6. Se dispara verticalmente hacia arriba una flecha con una velocidad de 2 m/s. Tres segundos después, otra flecha es disparada hacia arriba con una velocidad de 3 m/s. En qué tiempo y posición se encontrarán las dos flechas? 11

12 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD NO. 1 FÍSICA Ill REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: No. DE EQUIPO: GRUPO: 1. Expresa en notación científica f) = g) = h) = i) = j) Cuánto vale n si = n? 2. Obtener la longitud de una escalera recargada en una pared de 4.33 m de altura que forma un ángulo de 60 con respecto al piso. 3. Determinar la altura del pino. 4. Desde el mirador de la torre que se encuentra a 50 m de altura un observador ve bajo un ángulo de 60 una embarcación. A qué distancia de la costa se encuentra la embarcación? 12

13 5. De acuerdo con los datos de la figura determina los valores de los ángulos x, y el lado del triángulo faltante. 6. Determina el valor de la altura de la torre y el valor ángulo. 7. Calcula las longitudes de los triángulos que se te piden. 13

14 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD NO. 2 FÍSICA III VECTORES Y REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS NOMBRE DEL ALUMNO: GRUPO: No. DE EQUIPO: FECHA: 1. Calcular la fuerza resultante en cada caso: a) F1 40N F2 30N F3 50N b) F1 30N F2 20N F3 33N 2. Calcular la fuerza resultante que se ejerce sobre la argolla en la figura. 14

15 3. Hallar analíticamente la resultante de los siguientes vectores. Determinar también el ángulo formado con respecto al eje x positivo. 4. Resuelve las siguientes ecuaciones. a. 25 x 18.5 b z 5 5 c. x 8 7 2x d. 5a 24 3a e x 1 2x 2 5. Sin usar calculadora, efectúa las siguientes operaciones y expresa el resultado en notación científica. a) 3 2 ( )( ) b) 3 9 ( )( ) c 5 6 ) ( )( ) ( )( ) 15

16 6. En las ecuaciones despeja los valores de las incógnitas que se te piden C k Nm 2 Despeja y calcula el valor de k. E q( V V ) Despeja a V, V y q k f i f i E p kq Q r 1 2 Despeja a r, Q1 y Q2 A C K 0 d Despejar A, d, 0 y k q E k r 2 Despejar q y r F qq k r Despejar q1, q2, r y k 16

17 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 3 FÍSICA III CAMPO ELÉCTRICO, POTENCIAL ELÉCTRICO, ENERGIA-TRABAJO Y CAPACITORES NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: 1. De acuerdo con los datos que se encuentran en la figura, calcular la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto P. 2. Calcula la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto P del sistema de cargas que se muestra en la figura. 17

18 3. Una placa cargada positivamente esta 30 mm más arriba que una placa cargada negativamente, y la intensidad del campo eléctrico tiene una magnitud de 6X10⁴ N/C. Cuánto trabajo realiza el campo eléctrico cuando una carga de +4 µc se mueve desde Ia placa negativa hasta Ia placa positiva? 4. A qué distancia de una carga de -7 µc otra carga de -3 nc tendrá una energía potencial de 60 mj? Qué fuerza inicial experimentara la carga de -3 nc? 5. Dos placas paralelas están separadas 50 mm en el aire. Si la intensidad del campo eléctrico entre las placas es de 2 X 10⁴ N/C, Cuál es la diferencia de potencial entre las placas? 6. Un capacitor tiene una diferencia de potencial de 240 V, placas con un área de 5 cm 2 y una separación entre ellas de 3 mm. Cuáles son la capacitancia y el campo eléctrico que existe entre las placas? Cuál es la carga de cada placa? 18

19 7. Suponga que el capacitor del problema anterior se desconecta de la batería de 240 V y luego se inserta mica (k=5) entre las placas. Cuáles son los nuevos valores de voltaje y de campo eléctrico? Si se vuelve a conectar la batería de 240 V Cuál será la carga entre las placas? 8. Una carga de +6 µc se encuentra en x = 0 sobre el eje x, y una carga de -2 µc se localiza en x = 8 cm. Cuánto trabajo es realizado por el campo eléctrico al llevar una carga de -3 µc desde el punto x= 10 cm hasta el punto x = 3 cm? 19

20 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 NARCISO BASSOLS ACTIVIDAD No. 4 FÍSICA III CIRCUITOS DE CAPACITORES, RESISTENCIA ELÉCTRICA Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE RESISTORES NOMBRE DEL ALUMNO: FECHA: GRUPO: No. DE EQUIPO: 1. Cuatro capacitores A, B, C y D tienen capacitancias de 12, 16, 20 y 26 µf, respectivamente. Los capacitores A y B están conectados en paralelo. Después la combinación se cambia a paralelo con C y D. Cuál es la capacitancia equivalente? 2. Capacitores están conectados como se muestra en la figura. a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b. b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si el Vab= 15.0 V. 20

21 3. Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de capacitores que se muestra en la figura. b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si el Vab= 20 V. c) Calcula la energía potencial almacenada total Cuál será la longitud necesaria para construir una resistencia de mm de diámetro? 6. a 60 C. Calcular el valor de la resistencia cuando el rotor se ha enfriado y la temperatura ambiente es de 20 C. 7. Calcular el valor de la resistencia de un conductor de cobre de 2000 mm de longitud y 0.5cm de diámetro. 21

22 8. Encuentre la resistencia equivalente del circuito que aparece en la figura. Si se aplica una diferencia de potencial de 24 v al circuito ilustrado en la figura, cuáles serán la corriente y el voltaje a través del resistor de 1? 9. Obtén el valor de las intensidades de corriente y voltajes de cada uno de los capacitores del siguiente circuito. R1= 3 Ω, R2= 6 Ω, R3= 5 Ω, R4= 2 Ω, R5= 15 Ω, R6= 20 Ω, R7= 4 Ω y V= 150 volts. 22