solucionario libro fs 2009

Fsica 2009Plan Comn

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9

CPECH Preuniversitarios, Edicin 2

00

9

2

Solucionario Plan Comn FsicaCP

ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CAPTULO 1

1. La alternativa correcta es A

35m g

s= 35

m1

1.000kg

s=

2

2

( )

33,5 10m kg

s

-52

2. La alternativa correcta es E

0,042kg h

cm= 0,042

1.000g 3.600s

cm2 2

=151.200

g s

cm2

3. La alternativa correcta es C

F D

t=

M L T L

TM L

-2

2 -3

T

4. La alternativa correcta es B

1ton h

m=1

3.600s2

3

21.000.000g

100cm

( )(( )

3

2

3= 3.600.000.000

g s

cm

80.0000kg s

cm= 80.000

s

cm

2

3

2

3

1.000g

( )

= 80.000.000.000

g s

cm

x =

3.600.

2

3

0000.000g s

cm

80.000.000.000g s

cm

2

3

2

3

= 0,045=9

200

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

3

captulo 1 Solucionario Plan Comn Fsica

5. La alternativa correcta es A a + b+-2c=(2,1)+(0,-3)-2(1,1)=(0,4)

6. La alternativa correcta es D

a+2b-c=3i+4j+22j-3i=8j

$ $ $

$ $

7. La alternativa correcta es C |a-b|=|3i+6j-( i+2j)|=|2i+4j|= = =2

$ $ $

$ $

$

22+42 20 5

8. La alternativa correcta es E Del grco se deduce que las coordinas del vector son -4i+3j

$ $ , luego el mdulo del vector es

= =5 (-4)

2+32 25

9. La alternativa correcta es A Para que dos vectores sean iguales, se debe cumplir que cada componente de un vector sea

igual a su correspondiente componente del otro vector, por lo tanto,

k - 5 = 3 k = 8


1

m

3

21

1

m

3

21

1

m

3

41

1

m

2 2

=

2 2

=

2=

+

+

( ) ( )

+

22=

2=

=

1

4

m 4

m 2

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

4


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

1. La alternativa correcta es D Distancia total recorrida: 2x Distancia recorrida en cada tramo: x Como

dt

v =

En el primer tramo: xt

1

20 = t1= x

20

En el segundo tramo: x

t1

30 = t2= x

30

Por lo tanto dtotalt

total

v = 2xt

1+t

2

= = = 24x20

2xx30

+[ ]km

h

2. La alternativa correcta es D En un lanzamiento vertical hacia arriba, la velocidad va disminuyendo linealmente hasta llegar

a ser nula en el punto de altura mxima, luego comienza a aumentar en sentido contrario al anterior.

3. La alternativa correcta es B La opcin I es falsa, del grco se deduce que la velocidad disminuye linealmente en los prime-

ros 2 segundos, lo que implica una retardacin constante. La opcin II es falsa, la distancia recorrida en un grco v/t corresponde al rea bajo la curva.

d

0-2 = 52 + = 15 [

522

m ]

d2-5

= 35 = 15 [m]

La opcin III es verdadera, la distancia recorrida en un grco v/t corresponde al rea bajo la curva.

d

0-5 = d

0-2 + d

2-5= 15+15=30 [m]

d0-2

= 52 + = 15522

d2-5

= 35 = 15 [m]

[m]

CAPTULO 2

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

5



v

i = 30 [ ]m

s

v2

2gih

max= = =4530

2

210 [m]


vi = 10 [ ]m

s

vf = 50 [ ]m

s

t = 5 [s]

vf - v

i

ta

= = = 8

50-105

[ ]ms2

d = v

i t + at2

12

d = 505+ 852= 150

12

[m]


F = m a = 5 5=25 [N]

a = = =5vt

153 [ ]ms2


20g

P = 20 m =[N] [kg]

g4

a = [ ]ms2

F = m a = = 5 [N]20g

g4

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

6


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


Del grco se deduce que a3-6= 0 [ ]ms2

T - mg = 0 T= mg = 800 10=8.000 [N]


x = P 2L x = =4LP2

4PLP


Si, IA= I

B F

A t

A = F

B t

Bcomo, tA> tB FB> FB por lo tanto la aceleracin adquirida por el cuer-

po es mayor que la adquirida por el cuerpo A.


Si, IA= I

B F

A t

A = F

B t

B como, t

A> t

B F

B> F

B

12. La alternativa correcta es B La condicin para que una puerta gire es que sobre ella se aplique un torque.

13. La alternativa correcta es A En un choque elstico se conserva la cantidad de movimiento (momentum) y la energa.

14. La alternativa correcta es D Del grco se desprende:

10 2

2P

0-10= 5 = 50 [ ]kgms

Ptotal

=175P10-20

= 5102=100 [ ]kgms5 2

2P

20-25= 5 = 25 [ ]kgms

[ ]kgms

Luego el impulso total es I=175 [Nm]

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

7


1. La alternativa correcta es C Al no existir roce, la energa mecnica se conserva en todo momento, luego si la energa cintica

al llegar al suelo es 1.000 [J], sta corresponde a la energa mecnica, ya que en ese punto del recorrido la energa potencial gravitatoria es 0[J].

2. La alternativa correcta es B Si los dos alumnos tienen igual masa, implica que tienen igual peso. Ambos tienen igual punto de partida y de llegada, por lo tanto tienen igual desplazamiento. Por lo tanto el trabajo realizado por ambos alumnos es igual.


WA=W

B

tA= 30 [min] = 1800 [s]

tB= 15 [min] = 900 [s]

W1800

PA=

W900

PB=

PA

PB

= = = 2PA= P

B1800W

W1800

900W

12


Ec= mv2

12

m= m4

Ec

= Ec

m(v)2 = mv2 12

12

(v)2 = mv2 m4

(v)2 = 4v2

v = 2v 5. La alternativa correcta es E

CAPTULO 3

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

8


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

Al no existir fuerza de roce, la energa mecnica se conserva en todos los puntos del recorrido.

6. La alternativa correcta es B Si la rapidez es constante, la aceleracin es nula.

F - FROCE

= 0 F = FROCE

= 20[N] P = F v = 20 0,6 = 12[W]

7. La alternativa correcta es B En un grco F/d, el rea bajo la curva representa el trabajo realizado.

W0-1=1 5 = 5[j]

W1-2

=1 5+ =10[j]110

2

W2-3

= = 7,5[j]1152

WTOTAL

= 22,5[j]


W = EC

= ECF

- ECI 22,5 = E

CF - 7,5 E

CF= 30[j]


La opcin I es falsa.

1EC1=

12

m1v2 1

2 =m

2(2v

2)2=2m

2v2

EC2

= 12

m2v2

2

2

La opcin II es verdadera

1EC1= 12

m1v2 = 1

2 =4m

2( v22 )2= m

2v2

EC2

= 12

m2v2

2

2

12

La opcin III es falsa.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

9


1EC1=

12

m1v2 1

2 m

2( v22 )2= m

2v2

EC2

= 12

m2v2

2

2

18

10. La alternativa correcta es B Por el principio de conservacin de la energa

mv2=mgh v= = = 2gh 122,81

22106,14 [ ] m s

11. La alternativa correcta es C Al estar suspendido el bloque a cierta altura, slo tiene energa potencial gravitatoria.

12. La alternativa correcta es A La energa potencial gravitatoria en el punto ms alto es E

P=mgh=4106=240[j]

por el principio de conservacin de la energa, toda la energa potencial gravitatoria del cuerpo en el punto ms alto se transforma en energa cintica al llegar al suelo.

13. La alternativa correcta es E Al llegar al suelo la piedra tiene energa potencial gravitatoria nula, ya que la altura a que se

encuentra es 0 [m].


La opcin I es verdadera. Los tres cuerpos tienen igual energa potencial gravitatoria por estar a la misma altura (h/2).

La opcin II es verdadera. El cuerpo 1 tiene la misma rapidez del cuerpo 2 en todos los puntos del recorrido, por lo tanto su energa cintica tambin es la misma en todos los puntos del recorrido.

La opcin III es falsa. La rapidez de los cuerpos 1 y 2 es mayor que la del cuerpo 3 en h/2, luego la energa cintica de ellos es mayor que la del cuerpo 3 y como la energa potencial es la misma, implica que la energa mecnica de los cuerpos 1 y 2 es mayor que la del cuerpo 3.


CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

10


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

Las ondas electromagnticas se propagan en el vaco, pero tambin en medios materiales. Las ondas solo transportan energa. La amplitud corresponde a la elongacin mxima. Las ondas sonoras son longitudinales. La longitud de onda es la longitud horizontal que abarca tres nodos consecutivos.

2. La alternativa correcta es B La rapidez del sonido en el aire es 340 [m/s]

3. La alternativa correcta es E La longitud de onda es la longitud horizontal que abarca un ciclo, vale decir, la distancia que se

propaga la onda durante un perodo.

4. La alternativa correcta es D La opcin I es verdadera. La velocidad de propagacin corresponde a la velocidad con que avanza

la onda en el sentido de propagacin. Su valor corresponde al producto entre la frecuencia de la onda y su longitud de onda.

v = f

f =1T

v = =1T

T

La opcin II es verdadera. El perodo es el tiempo que tarda la partcula en describir una oscilacin completa.

T =1f

la opcin III es verdadera.

v = f = v

f

5. La alternativa correcta es A Todos los sonidos son generados por vibracin de objetos materiales. El sonido se propaga

mejor en los medios mas densos, como los slidos o lquidos que el aire.6. La alternativa correcta es C

CAPTULO 4

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

11


=30[m]

v=300.000 =300.000.000 f = = =10.000.000[Hz]=10[MHz]v[ ]

kms

[ ]ms

300.000.00030

7. La alternativa correcta es B Cuando una onda pasa de un medio a otro, mantiene su frecuencia.

vB=20 = 0,2

fB =5[Hz]

[ ]cms

[ ]ms = = =0,04[m]=4[cm]v

f0,25


f0=500[Hz]

vs=340

vR=0

vMOVIL

=40

[ ]ms[ ]ms

[ ]ms

f=f0 ( vs-vRv

s-v

MOVIL)=500( 340+0340-40 ) 570[Hz]


f0=500[Hz]

vs=340

vR=0

vMOVIL

=40

[ ]ms[ ]ms

[ ]ms

f=f0 ( vs-vRv

s+v

MOVIL)=500( 340-0340+40 ) 450[Hz]

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

12


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


T Lm

v

1=

v2= 2T Lm

2

T Lm

= L=2T L

m2

L4

11. La alternativa correcta es C En un espejo plano, la imagen es virtual, derecha, se forma detrs del espejo. La distancia objeto

- espejo es igual a la distancia espejo - imagen.

12. La alternativa correcta es C El espejo cncavo forma imagen real, invertida y de igual tamao si el objeto se ubica en el

centro de curvatura del espejo.

13. La alternativa correcta es B La velocidad del rayo de luz al salir del vidrio es la misma que antes de entrar en l, ya que vuelve

al mismo medio.

14. La alternativa correcta es C Si un cuerpo que vibra se acopla a otro cuerpo vibrante, cuya frecuencia natural es similar, la

amplitud se refuerza y puede llegar a romper la estructura que no resiste la vibracin; este fenmeno se conoce como resonancia.

15. La alternativa correcta es A La opcin I es verdadera. Al cambiar de medio, la onda cambia su velocidad de propagacin. La opcin II es falsa. Si la onda incide perpendicular a la interfaz, mantiene su direccin de

propagacin. La opcin III es falsa. Al cambiar de medio una onda, mantiene la frecuencia.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

13



Al acercar la varilla cargada positivamente, en la esfera se produce una electrizacin por induccin, quedando cargada negativamente en forma denitiva cuando se abre el interruptor y queda interrumpido el movimiento de electrones entre el cuerpo y la tierra.


En la electrizacin por contacto o por induccin se requiere que al menos un o de los cuerpos est cargado elctricamente en forma previa.


Los cuerpos elctricamente pueden ser conductores o aislante, esto depende de que tan ligados estn los electrones a sus correspondientes ncleos, de modo que permiten o no el traspaso de electrones de un cuerpo a otro.


Si la esfera se encuentra aislada y cargada positivamente, al hacer contacto con la mano, sta atrae las cargas negativas de la tierra, las cuales uyen a travs de la mano.


El cuerpo cargado elctricamente atrae al cuerpo neutro, al hacer contacto, ambos se electrizan con cargas de igual signo y por lo tanto se repelen.

CAPTULO 5

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

14


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


L = 3400[m]

r = 14[mm] A = r2 = 3,14 142 = 615,44 [mm2]

= 0,017 [ ]mm2m R=

LA

= 0,017 3400

615,44 = 0,094[ ]

V= iR i = VR

= 80,094

85[V]


REQ

= 407

[ ]

i = 32

[A]

P = i2R = ( 32 )2

407

= 90

7 [W]


VTOTAL

= 12+18=30 [V]

RTOTAL

= 1 + 18 + 1 = 20 [ ]

i = V

R

= 30

20 = 1,5 [A]

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

15



La opcin I es falsa. Como P= V2

R

y la diferencia de potencial es constante, la potencia ser mxima cuando la resistencia equivalente sea mnima, y esto se logra conectando las resistencias en paralelo.

La opcin II es falsa. Como P= V2

R

y la diferencia de potencial es constante, la potencia ser mnima cuando la resistencia equivalente sea mxima, y esto se logra conectando las resistencias en serie.

La opcin III es verdadera. La potencia del circuito se logra sumando las potencias individuales de los artefactos.

Por lo tanto las opciones falsas son I y II


R= L

= 4L

d2

R= 3L

= 48Ld2

( d2 )2

( d4 )2

R

R =

48Ld2

4Ld2

= 4Ld2

d2

48L = 112

R=12R

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

16


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


El transformador es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna, est formado por dos bobinas enrolladas en torno a un ncleo de hierro.

Por la bobina llamada primaria circula una corriente cuyo voltaje se desea transformar, produciendo un campo magntico variable en el ncleo de hierro, lo cual induce una corriente alterna en la otra bobina llamada secundaria, desde donde la corriente sale transformada.


La opcin I es verdadera. Si se introduce un ncleo de hierro en una bobina, su campo magntico hace que ste se magnetice, lo que aumenta el campo magntico resultante.

La opcin II es verdadera. La intensidad del campo magntico al interior de una bobina est dada

por B= 0NiL

lo tanto, al aumentar i, aumenta B.

La opcin III es falsa. La intensidad del campo magntico al interior de una bobina est dada por,

B= 0NiL

por lo tanto, al disminuir N, disminuye B.


La opcin I es verdadera. El campo magntico al interior de un solenoide generado por una corriente es uniforme.

La opcin II es falsa. La intensidad del campo magntico al interior de un solenoide est dada por , B= 0Ni

L, por lo tanto, al aumentar L, disminuye B.

La opcin III es verdadera. La intensidad del campo magntico al interior de un solenoide est dada por B= 0Ni

L, por lo tanto, al aumentar N, aumenta B.

CAPTULO 6

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

17



La densidad de lneas de campo es un indicador de la intensidad del campo magntico. En un imn las lneas se separan a partir de un polo y convergen en el otro, indicando de la intensidad del campo es mayor cerca de los polos.


La opcin I es falsa. En el ao 1831, el fsico ingls Michael Faraday (1791 1867), e independientemente en Estados Unidos el fsico Joseph Henry (1797 1878), descubrieron que cuando se hace pasar un imn a travs de una espira se produce una corriente elctrica.

La opcin II es falsa. Los imanes slo atraen los objetos que son magnetizables.

La opcin III es verdadera. El alternador es una aplicacin tecnolgica del magnetismo, que permite generar una corriente elctrica alterna.


El electroimn es un solenoide con ncleo de hierro, de modo que al circular corriente por el conductor, magnetiza el ncleo de hierro, haciendo que ste adquiera propiedades magnticas. La intensidad del campo magntico depende de la intensidad de corriente que circule por el solenoide.


N

P= 100

VP= 100 [V]

NS= 200

NP

VP

= N

S

VS

V

S=

VP N

S

NP

= 100200

100 = 200[V]


V= 200[V]

R= 50 [ ] i =

V

R =

200

50 = 4[A]


Un solenoide o bobina es un alambre enrollado en forma de cilindro, en el cual se genera un campo magntico uniforme en su interior.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

18


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


0 i2a

B =

B = =

B

B = = = 1

4 B = 4B

0 i2 a

0 2 i 2 a

2

20 ia

2 0 ia

0 i2a

a2 0 i

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

19



m= 50 [kg]

c= 0,113

Tf= -4 [C]

Ti= 36 [C]

[ ]calgC

Q=mc( Tf -

Ti )=50.000 0,113 (-4-36)= -226.000[cal]= 226[kcal]

El signo negativo indica que es calor cedido.


[ ]cal

gC

mHIELO

= 50 [g]

cHIELO

= 0,53

THIELO

= -160 [C]

mAGUA

= 500 [g]

cAGUA

= 1 [ ]calgC

TAGUA

= 20 [C]

mHIELO

c

HIELO (T

MEZCLA -

T

HIELO) + m

AGUA c

AGUA (T

MEZCLA -

T

AGUA)=0

50 0,53 (x + 160) + 500 1 (x - 20)=0

x 11[C]

CAPTULO 7

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

20


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


Para transformar hielo a 0 [C] en agua a 0 [C]

Q1= m L

f = 30080=24.000 [cal]

Para elevar la temperatura del agua de 0[C] a 100[C]

Q2= m c

T= 300 1 100=30.000 [cal]

Para transformar agua a 100[C] en vapor a 100[C]

Q3= m L

v = 300 540=162.000 [cal]

Para elevar la temperatura del vapor de 100[C] a 130[C]

Q4= m c

T= 300 1 30=9.000 [cal]

La cantidad de calor necesaria es

QTOTAL

=Q1+Q

2+Q

3+Q

4=225.000 [cal]=225[kcal]


mAGUA

c

AGUA (T

MEZCLA -

T

AGUA) + m

PLATA

c

PLATA (T

MEZCLA -

T

PLATA)=0

200 1 (x + 10) + 50 0,06 (x - 75)=0

x 11[C]


Esta forma de propagacin es exclusiva de los uidos, en los que sus molculas se encuentran bastante separadas entre si, lo que les permite moverse y trasladarse desde un lugar a otro. As se explica el tiraje de las chimeneas, la calefaccin de las habitaciones mediante estufas de cualquier tipo, la formacin de los vientos y las brisas y la formacin de las corrientes marinas.


La solidicacin es el proceso de transformacin de un lquido en slido por desprendimiento de calor. De esta manera, si retiramos calor de un lquido su temperatura disminuye y se inicia la solidicacin. La experiencia indica que esta temperatura es la misma a la que se produjo la fusin. Durante la solidicacin la temperatura permanece constante y el calor latente de solidicacin es igual al calor latente de fusin.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

21



La temperatura es una magnitud fsica que da cuenta de la mayor o menor agitacin de las molculas o tomos que constituyen un cuerpo y se relaciona con su estado trmico. No se debe confundir con la cantidad de calor que la determina ni con la energa calrica total asociada.


El calor es una forma de energa y como tal se puede generar por transformacin de otros tipos de energa, como elctrica en el caso de las estufas.

Si un vehculo posee energa cintica (movimiento), al aplicar los frenos la fuerza de roce transforma la energa cintica en energa calrica.


La transmisin del calor de una estufa se realiza por radiacin y conveccin. No se puede realizar por conduccin, ya que esta forma de transmisin del calor ocurre solo en sustancias slidas.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

22


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


Estudios cientcos recientes de los elementos ms antiguos que se evidencian en nuestro planeta, estiman la formacin de la Tierra hace unos 4.650 millones de aos.

Se presume que la Tierra se form de la primitiva nebulosa a partir de la cual se originaron, primero el Sol y ms tarde los planetas, en un proceso de 4 fases; de las cuales la primera corresponde a la acreacin, que consisti en la condensacin de las partculas de la nube originando un protoplaneta rodeado de una atmsfera rica en gases nobles e hidrgeno.


La geosfera est constituida por tres zonas principales: la corteza es la regin ms supercial; el manto que se extiende bajo la corteza hasta unos 2.900 km de profundidad y el ncleo que es la regin ms interna del planeta, su espesor es de aproximadamente 3.500 km.


La Termosfera es la capa superior de la atmsfera (80 a 1.500 km de altura), posee pocos elementos qumicos, el hidrgeno se encuentra ionizado; absorbe la radiacin UV, los rayos gamma y rayos X; en esta capa se producen las auroras boreales y australes.


La corteza y el manto superior conforman la llamada Litosfera. La unin discontinua de material slido (corteza) y plstico (astensfera) se reconoce como Discontinuidad de Mohorovicic.


El ncleo interno de composicin slida contiene los elementos ms pesados del planeta. En el centro de la Tierra hay un ncleo de hierro slido a 4.000 C de temperatura con un radio de 1.370 kms aproximadamente.


Durante las ltimas dcadas, la Geologa ha experimentado un desarrollo revolucionario producido por el concepto de Tectnica de Placas. La hiptesis tiene su antepasado cientco en la Teora del desplazamiento de los continentes o tambin conocida por Deriva continental presentada por Alfred Wegener a la comunidad cientca en 1912. Luego de investigar las

CAPTULO 8

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

23


similitudes entre las formas de las costas africanas y sudamericanas postul que alguna vez hubo un nico supercontinente al que denomin Pangea. El cual comenz a fracturarse hace unos 200 millones de aos. Los fragmentos habran comenzado un lento movimiento alrededor de la supercie terrestre.


Los mrgenes convergentes ocurren a lo largo de las profundas fosas ocenicas, que siempre son alargadas y bordean las cadenas volcnicas. En estas zonas, dos placas convergen y una la de mayor densidad sub-escurre bajo la otra (subduccin).


Existen tres tipos de ondas ssmicas. Sin embargo las ms conocidas son las llamadas de cuerpo. Se componen de ondas primarias (P) y secundarias (S). Las ondas P corresponden a ondas longitudinales, que pueden propagarse por medios slidos y lquidos, generando esfuerzos de compresin y descompresin del medio elstico, en este caso del material cortical. Tambin se les denomina ondas de presin; son las primeras en ser detectadas pues tienen mayor velocidad de propagacin que las ondas S.


La opcin I es verdadera. Los sismos corresponden a fenmenos de tipo endgeno, en el que la ruptura del equilibrio elstico de una determinada regin cortical produce la liberacin de energa que se maniesta por medio de ondas mecnicas propagndose omnidireccionalmente. Pese a tratarse de movimientos bruscos, espordicos y de corta duracin, se desarrollan a partir de imperceptibles procesos cuasi estticos de acumulacin de energa por aos (o siglos), reejando con ello la dinmica interna de nuestro planeta.

La opcin II es verdadera. La intensidad de un sismo se relaciona con los efectos y daos producidos en un lugar determinado. Vara por lo tanto con la distancia al hipocentro y con las caractersticas del medio a lo largo del cual se propaga el sismo.

La opcin III es verdadera. La magnitud de un sismo es medida mediante la escala de Richter y representa la energa ssmica liberada en cada movimiento telrico y se basa en el registro del sismgrafo.


El volcn es la parte ms externa de un sistema magmtico de grandes dimensiones: EL magma proviene de la fusin parcial de las rocas del manto terrestre; es el principal componente de la Litosfera, que la forman la corteza y el manto superior.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

24


ECH

Pr

euni

vers

itar

ios,

Edi

cin

20

09


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9


Los lsofos griegos postulan a la Tierra como un globo inmvil alrededor del cual giran los cuerpos celestes. Esta teora conocida como sistema geocntrico permaneci inalterable durante 2.000 aos y postulaba que los planetas, el sol, la luna y las estrellas se mueven en rbitas circulares perfectas con velocidades perfectamente uniformes, estando la tierra en el centro exacto del movimiento de los cuerpos celestes.


En el renacimiento, el aporte de Nicols Coprnico hizo un cambio radical al postular que se puede explicar mejor el movimiento planetario al atribuir una posicin central al sol con los planetas orbitando en torno a l (modelo heliocntrico).


Los planetas tienen un movimiento de rotacin que consiste en su giro respecto a un eje. Este movimiento determina la duracin del da del planeta.


Mercurio es el planeta ms cercano al Sol y el segundo ms pequeo del sistema solar. No posee atmsfera. Su alta densidad indica que su ncleo ocupa casi la mitad del planeta. Su temperatura vara entre los 430 C y 180 C.


Saturno es el segundo planeta ms grande y el nico con anillos visibles desde la Tierra: Dos de sus anillos son brillantes y uno opaco.


Urano es el sptimo planeta y el tercero ms grande. Est inclinado de forma tal que el ecuador forma casi un ngulo recto con la trayectoria de la rbita (98), por lo tanto en algunos momentos su parte ms caliente es uno de sus polos y su campo magntico se inclina 60 en relacin a su eje.

CAPTULO 9

SOLUCIONARIO

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

25



Jpiter es el planeta ms grande, tiene ms materia que todos los otros planetas juntos y su volumen es mil veces el de la Tierra.


Venus es el segundo planeta del sistema solar y el ms semejante a la Tierra en cuanto a tamao, masa, densidad y volumen; pero no tiene ocanos y su densa atmsfera provoca un efecto invernadero que eleva la temperatura hasta los 480 C.


Desde el Big-Bang, que se establece como el inicio del universo han transcurrido aproximadamente 15.000 millones de aos, sin embargo, la formacin del sistema solar se estima en unos 4.500 millones de aos, a partir de una nube de gas y polvo.


La opcin I es verdadera. La Hiptesis de sin supone que originariamente al Tierra t la Luna eran un solo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la fuerte aceleracin rotatoria que en aquel momento experimentaba nuestro planeta: la parte desprendida se qued con parte del momento angular del sistema inicial y, por lo tanto, sigui en rotacin que, con el paso del tiempo, se sincroniz con su perodo de traslacin.

La opcin II es verdadera. La hiptesis de la captura supone que la Luna era un astro independiente, formado en un momento distinto al de la Tierra y en un lugar alejado. La Luna habra tenido una rbita en torno al Sol, la cual fue modicada por efectos gravitacionales de los planetas gigantes, que alteraron todo el sistema planetario. La Luna viaj por el espacio hasta aproximarse a la Tierra y fue capturada por la gravitacin Terrestre.

La opcin III es verdadera. La hiptesis de la acrecin binaria supone su formacin al mismo tiempo que la Tierra, a partir del mismo material y en la misma zona del sistema solar.


La tercera ley de Kepler permite establecer que el movimiento de los planetas se puede describir en trminos matemticos y establece que el cuadrado del perodo de revolucin de un planeta en torno al Sol es directamente proporcional al cubo del radio medio de su rbita (T2 = k R3

m). Por lo tanto, mientras ms lejos del Sol se encuentre un planeta, ms tiempo le

tomar en completar una rbita.

CPEC

H

Preu

nive

rsit

ario

s, E

dici

n 2

00

9


00

9

26

Solucionario Plan Comn Fsica


La gravedad del Sol y de la Luna, conjuntamente con la posicin de ambos astros respecto a la Tierra dan origen a las mareas.


La opcin I es verdadera. La ley de gravitacin universal est dada por F = G M

1M

2

r2, luego, si

la masa de los cuerpos aumenta, aumenta la fuerza de atraccin entre ellos.

La opcin II es falsa. La ley de gravitacin universal est dada por F = G M

1M

2

r2, luego, si la

distancia entre los cuerpos aumenta, disminuye la fuerza de atraccin entre ellos.

La opcin III es verdadera. La ley de gravitacin universal est dada por F = G M

1M

2

r2, luego, si

la distancia entre los cuerpos disminuye, aumenta la fuerza de atraccin entre ellos.

14. La opcin correcta es D

Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro.

Eclipse de Sol: cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, el cono de su sombra se proyecta sobre una zona de la Tierra, y las personas que habitan esa zona quedan en la oscuridad, como si fuese de noche, porque la Luna eclipsa (tapa) al Sol. Este astro se ve como cubierto por la Luna.

Eclipse de Luna: Cuando la luna cruza el cono de sombra de la tierra, desaparece de la vista de los habitantes del hemisferio no iluminado (noche) los cuales pueden presenciar, en su totalidad el eclipse.


F = G M

1M

2

r2

F = G M

1M

2

(2r)2 = G

M1M

2

4r2

F

F = =

GM1M

2

r2

4r2

GM1GM

2

= 4

1 F=

F

4M1M

2

4r2G

G M

1M

2

r2

solucionario libro fs 2009

Documents