Academia Preuniversitaria Preuniversitaria Bryce 2013
Santa Marta 209 209
EQUIVALENTE MECANICO
PROBLEMA 01
El calor por ser una forma de energía, esta sta pue puede conve onverrtirs tirsee en ene energía rgía mecánica:
Q
( cal )
=
Telf 223334
E
mec mec ( J )
Q = E K + EP + Ee
Desde una altura de 58,8 m, se deja en libertad una esfera de 10kg, la cual desciende, impacta en el piso y juego solo se eleva hasta una altura de 49 m. Determ Determine ine cuánto cuánto de hielo hielo a 0°C se puede puede fundir fundir debi ebido al calor que se disipa en el impacto acto (considerar: 1Joule = 0,24 cal y g = 9,8 m/s2) A) 1,88 g B) 2,88 g C) 3,88 g D) 4,88 g E) 5,88 g PROBLEMA 02
mL + mCe∆T =
mV 2
2
+ mgH +
Kx
2
2
No olvidar que previamente previamente se tiene que que real realiz izar ar un cam cambio de unid unidad ades es,, debido a que el calor generalmente se expresa en calorías y la energía mecánica en Joule (J).
1 J = 0, 24cal 1cal = 4,186 J ≅ 4, 2 J En caso que solo una parte del calor se tran ransform formee en energía mecánica, entonces se aplica el crit riterio del rendimiento (η).
E E
η=
util
total
100%
Un proyectil de 50 g que se desplaza a 200 m/s, se incrusta sobre un bloque de hielo que se encuentra a 0°C. Suponiendo que el 50% de la energía cinética se convierte en calor que es absorbido por el hielo, hallar la masa de hielo que se derrite. A) 2,5 g B) 2 g C) 1,5 g D) 1 g E) 0,5 g PROBLEMA 03
Un clavo de hierro de 20 g y calor especifico 481 J/kg °C está siendo golpeado por un martillo de 2 kg de
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masa. La velocidad de impacto del martillo es m/s. Si la mitad de la energía cinética es convertida en energ energía ía térmi térmica ca del clavo clavo,, ¿cuánt ¿cuántas as veces veces hay que que golpear el clavo para elevar su temperatura en 25 °C? A) 17 golpes B) 20 golpes C) 27 golpes D) 30 golpes E) 37 golpes PROBLEMA 04
Una bala de plomo de masa 5 g se mueve con una energía cinética de 12,6 J, choca contra un blanco y qued quedaa en repo reposo so.. ¿Cuá ¿Cuáll es el incr increm emen ento to en la temperatura de la bala si no hay flojo de calor hacia el medio ambiente? (Ce Pb = 0,03 cal/g °C) A) 40,2 °C B) 20,1 °C C) 30,6 °C D) 50 °C
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E) 15,3 °C
Telf 223334
calcular el incremento de su temperatura (CeBala =100 J/kg°C)
PROBLEMA 05
Un automóvil de 400 kg tiene una velocidad de 5 m/s. Calcular la cantidad de calorías producidas por los frenos cuando se detiene. (1 J = 0,24 cal) A) 1000 cal B) 1200 cal C) 1400 cal D) 1500 cal E) 1700 cal PROBLEMA 06
Con que rapidez habría que arrojar verticalmente hacia abajo un trozo de hielo a 0°C desde 715m de altura para que por efecto del choque se fundiera una fracción igual a 1/10 de la masa total? (desprecie perdidas al medio) (g = 10 m/s2 ) (1 cal = 4,2 J) A) 150 m/s B) 225 m/s C) 230 m/s D) 310 m/s E) 400 m/s PROBLEMA 07
Un bloque de 5 kg de calor especifico Ce = 0,2 cal/g °C es soltado en un plano inclinado liso de 53° con la horizontal. Luego de recorrer 21 m ingresa a una superficie horizontal rugosa hasta que se detiene. Calcular el incremento de temperatura del bloque y desprecie la perdida de energía al medio exterior (g = 10 m/s2) A) 0,2 °C B) 0,5 °C C) 1,5 °C D) 2,4 °C E) 3,2 °C PROBLEMA 08
Un recipiente de capacidad calorífica 200 cal/°C contiene 8 kg de agua a 25 °C, si dicho recipiente es colocado sobre el hornillo de una cocina que suministra 200 W de potencia. ¿Qué tiempo debe transcurrir para que el agua duplique su temperatura? (Considere 1 J = 0,25 cal) (1 cal =4,2 J) A) 500 s B) 1200 s C) 2500 s D) 4100 s E) 5250 s PROBLEMA 09
Una bala moviéndose con una velocidad de 400 m/s choca con una pared y penetra en ella. Suponiendo que el 10% de la energía cinética de la bala se convierte en energía térmica en la bala, calentándola,
A) 15 °C B) 35 °C C) 40 °C D) 50 °C E) 80 °C PROBLEMA 10
Un bloque de hielo de 1kg de calor de fusión 80 cal/g, cae desde una altura de 102,5 m, impactando en un lago helado. La masa aproximada fundido por el impacto, será. (1 J = 0,24 cal) A) 2 g B) 3 g C) 4 g D) 5 g E) 7 g PROBLEMA 11
Una bala de plomo que se desplaza con una rapidez de 400 m/s choca contra la pared consideremos que solo el 95% de su energía cinética se disipa al medio ambiente. Determinar la variación de temperatura que experimenta la bala si su Ce Bala = 0,03 cal/g°C. A) 12 °C B) 25 °C C) 32 °C D) 42 °C E) 53 °C PROBLEMA 12
Una bala de Ce =0,05 cal/g°C viaja con una rapidez de 100 m/s, deteniéndose dentro de una madera. Si el 70% de la energía cinética inicial es absorbida por el medio, determine en cuanto cambio la temperatura de la bala. (1cal = 4,18J) A) 7,18 °C B) 9,24 °C C) 10,5 °C D) 12,7 °C E) 15,3 °C PROBLEMA 13
Un proyectil de 100g impacta contra una pared con una rapidez de 200 m/s. Si luego de introducirse en ella se detiene, determine en cuanto varía su temperatura si se sabe que disipa el 20% de su energía mecánica al medio ambiente. (CeProyectil =0,12 cal/g°C) A) 8 °C B) 26 °C C) 32 °C D) 54 °C E) 73 °C
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