Examen global del 3er trimestre de Física y Química de 3º ESO ANombre: Fecha:

1. En los átomos, los electrones, de carga negativa, orbitan alrededor del núcleo, que tiene carga positiva, debido a una fuerza electrostática de atracción entre el núcleo positivo y los electrones negativos.Mira el siguiente átomo de hidrógeno, formado por un protón y por un electrón:

Como puedes ver, la distancia entre el núcleo y el electrón es de 5,3∙10-11 m. La carga del protón es 1,6∙10-19 C y la carga del electrón es -1,6∙10-19 C (como puedes ver tienen la misma carga pero diferente signo).a) Calcula la fuerza electrostática de atracción entre el protón del núcleo y el electrón que lo orbita. (0,75 puntos)b) Como los protones y los electrones tienen masa, también hay entre ellos una fuerza gravitatoria. Sabiendo que la masa del protón es 1,672∙10-27 kg y que la masa del electrón es 9,109∙10-31 kg, calcula la fuerza gravitatoria entre ellos en el átomo de hidrógeno del problema. Compara esta fuerza con la fuerza electrostática que has calculado en el apartado a). ¿Qué conclusión extraes, al compararlas, de la importancia de cada una de estas fuerzas en el átomo? (0,75 puntos)2. Júpiter es un planeta de masa 1,9∙1027 kg y de radio 71492 km. Calcula la aceleración de la gravedad a una altura de 200 km sobre Júpiter.Calcula también el peso de un satélite de 100 kg de masa que se encuentre a esa altura sobre Júpiter. Si necesitas cambiar de unidades en este problema, es obligatorio usar factores de conversión.(1,5 puntos)3. Cuando una masa de 3∙104 cg se cuelga de un muelle, éste se alarga 40 cm.a) Calcula la constante elástica del muelle. (1 punto)b) Si de este muelle se cuelga otra masa de 900 Dag (quitando previamente la anterior masa), calcula cuánto se estirará. (1 punto)

4. Para la siguiente gráfica v-t:

Calcula la aceleración en cada tramo (A, B y C).Calcula el espacio recorrido en cada tramo (A, B y C).Calcula la velocidad media en cada tramo (A, B y C) y en todo el recorrido.(1,5 puntos)5. Para la siguiente gráfica e-t:

¿Qué tipo de movimiento hay en cada tramo?Calcula en cada tramo la velocidad media y calcula la velocidad media de todo el recorrido. (1,5 puntos)6. Un objeto se mueve a velocidad de 21 Hm/min. Calcula su velocidad final si durante 8 segundos acelera con a=2,5 m/s2. (1 punto)7. Un perro anda con velocidad constante de 80 cm/s. Calcula el tiempo que tarda en ir de su casa al parque, si la distancia es de 230 dam. (1 punto)

Examen global del 3er trimestre de Física y Química de 3º ESO A (solución)Nombre: Fecha:

1. En los átomos, los electrones, de carga negativa, orbitan alrededor del núcleo, que tiene carga positiva, debido a una fuerza electrostática de atracción entre el núcleo positivo y los electrones negativos.Mira el siguiente átomo de hidrógeno, formado por un protón y por un electrón:

Como puedes ver, la distancia entre el núcleo y el electrón es de 5,3∙10-11 m. La carga del protón es 1,6∙10-19 C y la carga del electrón es -1,6∙10-19 C (como puedes ver tienen la misma carga pero diferente signo).a) Calcula la fuerza electrostática de atracción entre el protón del núcleo y el electrón que lo orbita. (0,75 puntos)

F e=K ∙|q1|∙|q2|

d2 =9 ∙109 ∙ 1,6 ∙ 10−19 ∙1,6 ∙10−19

¿¿

b) Como los protones y los electrones tienen masa, también hay entre ellos una fuerza gravitatoria. Sabiendo que la masa del protón es 1,672∙10-27 kg y que la masa del electrón es 9,109∙10-31 kg, calcula la fuerza gravitatoria entre ellos en el átomo de hidrógeno del problema. Compara esta fuerza con la fuerza electrostática que has calculado en el apartado a). ¿Qué conclusión extraes, al compararlas, de la importancia de cada una de estas fuerzas en el átomo? (0,75 puntos)

Fg=G ∙m1 ∙m2

d2 =6,67 ∙10−11 ∙ 1,672∙10−27 ∙ 9,109 ∙ 10−31

¿¿

Si comparamos las dos fuerzas:F e

F g= 8,2∙10−8 N

3,6 ∙10−47 N=2,28 ∙1039

La fuerza electrostática es ¡2,28∙1039! veces más grande que la fuerza gravitatoria. Esto quiere decir que la fuerza que hace girar a los electrones alrededor del núcleo es la fuerza electrostática ya que la fuerza gravitatoria es despreciable frente a la fuerza electrostática.

2. Júpiter es un planeta de masa 1,9∙1027 kg y de radio 71492 km. Calcula la aceleración de la gravedad a una altura de 200 km sobre Júpiter.Calcula también el peso de un satélite de 100 kg de masa que se encuentre a esa altura sobre Júpiter. Si necesitas cambiar de unidades en este problema, es obligatorio usar factores de conversión.(1,5 puntos)

d=R+h=71492+200=71692km∙ 1000 m1km

=71692000 m

g=G∙ Md2 =6,67 ∙ 10−11 ∙ 1,9 ∙1027

716920002 =24,66 ms2

P=Fg=G∙ M ∙md2 =m∙g=100 ∙24,66=2466 N

3. Cuando una masa de 3∙104 cg se cuelga de un muelle, éste se alarga 40 cm.a) Calcula la constante elástica del muelle. (1 punto)b) Si de este muelle se cuelga otra masa de 900 Dag (quitando previamente la anterior masa), calcula cuánto se estirará. (1 punto)

m=3 ∙ 104 cg ∙ 1kg105cg

=0,3 kg P=m∙g=0,3 ∙9,8=2,94 N=F

40 cm∙ 1m100 cm

=0,4 m

F=k ∙ ∆ l→ k= F∆ l

=2,94 N0,4 m

=7,35 N /m

b) m=900 Dag ∙ 1kg100 Dag

=9kg P=m ∙ g=9 ∙ 9,8=88,2 N

F=k ∙ ∆ l→ ∆ l= Fk

= 88,2 N

7,35 Nm

=12 m

4. Para la siguiente gráfica v-t:

Calcula la aceleración en cada tramo (A, B y C).Calcula el espacio recorrido en cada tramo (A, B y C).Calcula la velocidad media en cada tramo (A, B y C) y en todo el recorrido.(1,5 puntos)

a A=0 (seve que la velocidad permanececonstante e igual a 6 ms )

aB=∆ v∆ t

=v f −v0

t f −t 0= 1−6

18−10=−0,625 m

s2

aC=0(se veque lavelocidad permanece constantee igual a 1 ms)

El espacio recorrido en cada tramo en una gráfica v-t es igual al área que encierra la gráfica con el eje X.

e A=10∙ 6=60 m

eB=5 ∙8

2+8 ∙1=28 m

eC=10 ∙ 1=10 m

vmA=e A

t A= 60m

10 s=6 m

s¿

es constantee igual a 6 ms

, por tanto la velocidad media

también es6 ms

¿

vmB=eB

tB= 28 m

8 s=3,5 m

sobserva queal ser la aceleraciónconstante enel tramoB , por ser la gráfica

una línea recta ,la velocidad media en Btamb ién se podría haber calculado así :

vmB=v0+v f

2=6+1

2=3,5 m

s

vmC=eC

tC= 10 m

10 s=1 m

s¿

es constantee igual a1 ms

, por tanto la velocidad media

también es1 ms

¿

vmtotal=etotal

t total=

(60+28+10 ) m28 s

=3,5 ms

5. Para la siguiente gráfica e-t:

¿Qué tipo de movimiento hay en cada tramo?Calcula en cada tramo la velocidad media y calcula la velocidad media de todo el recorrido. (1,5 puntos)En el primer tramo el móvil lleva velocidad constante, puesto que la gráfica es una línea recta.En el segundo tramo vemos que el cuerpo está parado (el espacio que recorre no varía).En el tercer tramo volvemos a tener un movimiento con velocidad constante puesto que la gráfica es una línea recta.En el cuarto tramo el móvil está parado puesto que el espacio recorrido no varía.En el quinto y último tramo la velocidad del móvil ya no es constante puesto que la gráfica tiene forma de curva.

vm1=v1=∆ e∆ t

=e f−e0

t f−t0=

(10−0 ) m(1−0)s

=10 ms

vm 2=v2=0

vm3=v3=∆ e∆ t

=e f −e0

t f −t0=

(24−10 ) m(4−3)s

=14 ms

vm4=v4=0

vm 5=∆ e∆ t

=e f −e0

t f −t 0=

(30−24 )m(7−5) s

=3 ms

vmtotal=etotal

t total= 30 m

7 s=4,3 m

s6. Un objeto se mueve a velocidad de 21 Hm/min. Calcula su velocidad final si durante 8 segundos acelera con a=2,5 m/s2. (1 punto)

v0=21 Hmmin

∙ 100 m1Hm

∙ 1min60 s

=35 ms

a=v f −v0

t→ v f =v0+a ∙ t=35+2,5 ∙ 8=55 m

s7. Un perro anda con velocidad constante de 80 cm/s. Calcula el tiempo que tarda en ir de su casa al parque, si la distancia es de 230 dam. (1 punto)

e=230 dam ∙ 1000 cm1dam

=230000 cm

v= et

→ t= ev=230000 cm

80 cms

=2875 s ∙ 1 min60 s

=47,9 min