Material de apoyo para la realización de las actividades correspondientes a la preparación para el primer examen quimestral de la asignatura Física Nivel Medio. Parte B El presente material sirve de apoyo para la realización de las actividades correspondientes a la preparación para el primer examen quimestral de la asignatura Física. La parte I de este material, contiene elementos de orientación general. La parte II es una guía de 50 ejercicios propuestos por el docente que imparte la asignatura. Contacto: raulcasanella@gmail.com
PARTE I ORIENTACIONES GENERALES Contenidos que serán objeto de evaluación: (Relativos al programa de diploma) Unidades del SI fundamentales y derivadas Notación científica y multiplicadores métricos Cifras significativas Órdenes de magnitud Estimación Errores aleatorios y sistemáticos Incertidumbres absoluta, relativa y en porcentaje. Definición de magnitudes escalares y vectoriales. Formas de representar un vector. Operaciones con vectores Multiplicación de un vector por un escalar Suma y diferencia de vectores Producto (escalar y vectorial) de vectores (Relativos al programa del bachillerato general unificado) Sistema Internacional de Unidades. Conversión de unidades, notación científica y uso de prefijos. Soporte matemático. Tratamiento de errores, conceptos.
PARTE II. EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Complete la siguiente tabla, relacionada con las magnitudes físicas fundamentales: Magnitud Masa Temperatura Cantidad de sustancia Unidad de medida en el sistema internacional de unidades segundo ampere Símbolo de la unidad de medida m cd 10. Complete la siguiente tabla, relacionada con magnitudes físicas no fundamentales o derivadas: Magnitud Área velocidad Unidad de medida en el sistema internacional de unidades radián Símbolo de la unidad de medida m 3 kg m -3 11. Estime el orden de magnitud de la relación (o cociente) entre la estatura humana y el diámetro de un protón. 12. Estime el orden de magnitud de la relación (o cociente) entre la distancia de Manta a Portoviejo y la distancia de la Tierra al Sol (que está en el orden de 10 8 km). 13. Estime el orden de magnitud de la relación (o cociente) entre la masa de un ratón y la masa de un electrón.
14. Se procede a determinar el ancho de una pieza metálica, obteniéndose las siguientes lecturas: 20,0 mm 20,1 mm 19,8 mm 20,0 mm 20,2 mm 20,0 mm 20,0 mm 19,9 mm 19,9 mm 20,1 mm a) Estimar el valor más probable y la incertidumbre que se tiene sobre la medida del ancho de la pieza. 15. Seleccione la opción correcta. Son magnitudes físicas fundamentales: A. Masa y velocidad. B. Longitud, masa y tiempo. C. Longitud, masa y densidad. D. Área, perímetro y volumen. 16. Seleccione la opción correcta. Es una magnitud vectorial: A. La temperatura. B. La rapidez C. El volumen D. La velocidad 17. Seleccione la opción correcta. Es una magnitud vectorial: E. La temperatura. F. La energía G. La fuerza H. La corriente eléctrica 18. Complete la frase: I. Las magnitudes escalares se definen por. J. Las magnitudes vectoriales se definen por.
19. Identifique las afirmaciones verdaderas (V) de las falsas (F). Justifique las falsas. K. Una medida que sea exacta es siempre precisa. L. Los errores sistemáticos pueden ser eliminados, con el aumento del número de mediciones. M. Los errores aleatorios siempre están presentes en las mediciones. N. Mientras más cerca están las mediciones del valor aceptado por la comunidad científica, se dice que la medición es más precisa. 20. Calcule y exprese el resultado con las cifras significativas apropiadas: O. 5.23 + 6.12 P. 4.256 + 2.13 Q. 3.2 1.502 21. Calcule y exprese el resultado con las cifras significativas apropiadas: R. S. T. U. ( ) 22. Dada la medición 4.20 kg ± 0.84 kg. a) Determinar valor medio, valor máximo y valor mínimo. b) Calcular las incertidumbres absoluta, relativa y porcentual. 23. Dada la medición (-220.2 ± 2.8) K. a) Determinar valor medio, valor máximo y valor mínimo. b) Calcular las incertidumbres absoluta, relativa y porcentual
24. Dada la medición 54.0 s ± 0.250 a) Determinar valor medio, valor máximo y valor mínimo. b) Calcular las incertidumbres absoluta, relativa y porcentual 25. Dada la medición 145.2 A ± 15.0% a) Determinar valor medio, valor máximo y valor mínimo. b) Calcular las incertidumbres absoluta, relativa y porcentual 26. Dadas las mediciones a=24.0 kg ± 2.0 kg y b=11.0 kg ± 1.0 kg. Determine, teniendo en cuenta la propagación de la incertidumbre y las cifras significativas, los valores de: a) b) 27. Dadas las mediciones a=26.2 m ± 1.5 m y b=13.5m ± 1.3 m. Determine, teniendo en cuenta la propagación de la incertidumbre y las cifras significativas, los valores de: a) b) c) d) 28. Si la incertidumbre de la velocidad (v) es 4.0 % y la incertidumbre de la aceleración (a) es 2.0 %. Diga cuál es la incertidumbre del tiempo (t). Considere la ecuación: 29. Si la incertidumbre de la distancia recorrida (s) es 0.035 y la incertidumbre de la aceleración (a) es 9.0 %. Diga cuál es la incertidumbre del tiempo (t). Considere la ecuación: 30. Si la incertidumbre de la distancia recorrida (s) es 5.0 %, la incertidumbre de la aceleración (a) es 3.0 % y la incertidumbre del tiempo es 2.5%. Diga cuál es la velocidad inicial (u). Considere la ecuación:
31. Si la incertidumbre del radio de la trayectoria (R) es 10 % y la velocidad angular (ω) está expresada de la forma: ω = ± 12% Estime la incertidumbre de la aceleración (a) 32. Si la incertidumbre del radio de la trayectoria (R) es 8.0 % y la velocidad angular (ω) está expresada de la forma: ω = ± 0.050 Estime la incertidumbre de la velocidad (v) 33. Si la incertidumbre de la aceleración (a) es 0.25 y el radio de la trayectoria (R) está expresado de la forma: R = 50.0 m ± 0.5 m Estime la incertidumbre de la velocidad angular (ω) 34. Si la incertidumbre de la distancia recorrida (s) es 1.0 %, la incertidumbre de la aceleración (a) es 4.0 % y la incertidumbre de la velocidad inicial es 4.8%. Diga cuál es la incertidumbre del tiempo (t). Considere la ecuación:
35. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la 36. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la 37. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la 38. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la 39. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la
40. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la 41. Sobre un cuerpo actúan cuatro fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la fuerza, cuyo efecto es el mismo que las cuatro fuerzas juntas. 42. Sobre un cuerpo actúan cinco fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la fuerza, cuyo efecto es el mismo que las cinco fuerzas juntas. 43. Sobre un cuerpo actúan cinco fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la fuerza, cuyo efecto es el mismo que las cinco fuerzas juntas. 44. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas, tal y como se muestra en la figura. Dibuja la fuerza, cuyo efecto es el mismo que las tres fuerzas juntas.
45. El vector C tiene magnitud 25.0 m y forma un ángulo de 60 con respecto a la dirección positiva del eje x. El vector D tiene magnitud 75.0 m y forma un ángulo de 20 con respecto a la dirección positiva del eje x. Usando un método gráfico, determine la magnitud y dirección de los vectores: a) b) c) 46. El vector C tiene magnitud 50.0 m y forma un ángulo de 40 con respecto a la dirección positiva del eje x. El vector D tiene magnitud 35.0 m y forma un ángulo de 120 con respecto a la dirección positiva del eje x. Usando sus componentes, determine la magnitud y dirección de los vectores: d), expréselo en coordenadas rectangulares e), expréselo en coordenadas polares f), expréselo en coordenadas geográficas. 47. Una persona camina 3.0 km al oeste, entonces camina 6.0 km al sur y finalmente se detiene luego de caminar según el vector (4.0 km; N45 E). Diga a qué distancia y en cuál dirección se encuentra esa persona, respecto a su posición inicial. 48. Dados los vectores ( ) y el vector ( ). Determinar: a) Sus módulos. b) Su producto escalar. c) El ángulo que forman 49. Dados los vectores y el vector. Determinar, si son perpendiculares. 50. Dados los vectores y el vector. Determinar su producto vectorial y el área del paralelogramo definido por los vectores.