Problemas Fisica y Quimica.pdf

Problemas de Física y Química

Sagrado Corazón de Jesús

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INDICE

Vectores .............................. .......................................... .......................... ............................. .............................. ......................... ......................... .................. ... 2 Cinemática ............................ ........................................ .......................... ............................. .............................. ......................... ......................... ................. 3 Movimiento rectilíneo uniforme .............................. .............................................. ............................... ......................... ............ .. 3 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado ........................... .......................................... ................... ....8 Tiro parabólico .............................. ......................................... .......................... .............................. .............................. ........................... ............ 13 Movimiento circular uniforme ...................... .................................... ............................. .............................. ....................... ........ 14 Dinámica ............................ .......................................... ............................ ............................. .............................. ......................... ........................ .............. 16 Ley de gravitación universal ........................... .......................................... .............................. .............................. .................... ..... 18 Maquinas mecánicas .............................. .......................................... ........................... .............................. .......................... ................. ...... 19 Palancas ............................. .......................................... ............................ .............................. .............................. ......................... ................... ......... 19 Planos inclinados .............................. ......................................... .......................... .............................. ............................ .................... ....... 19 Cantidad de movimiento .................................... ................................................... .............................. ............................ ....................20 .......20 Energía, trabajo y potencia ........................... .......................................... .............................. .............................. ......................... .......... 21 Estática de fluidos .............................. .......................................... ........................... .............................. ......................... ........................ ..............22 Principio de Arquímedes ............................ ........................................... .............................. .............................. ......................... .......... 22 Presión en fluídos ..................................... .................................................... .............................. .............................. ......................... ............ .. 23 Principio de Pascal ............................... ............................................. ............................. .............................. ......................... ................. ....... 23 Gases Ideales ............................. ........................................ .......................... .............................. .............................. ......................... ................... .........24 Energía, calor y trabajo .......................... ......................................... .............................. .............................. ......................... ................. ....... 25 Equilibrio térmico ............................. ......................................... ........................... .............................. ........................... ...................... ..........25 Calor y temperatura ............................ ........................................ ........................... .............................. ........................... .................... ........ 25 Tabla de calores específicos y calores latentes ...................................... ................................................. ........... 27 Electricidad.............................. ......................................... .......................... .............................. .............................. ......................... ..................... ...........28 Ley de Coulomb.................................... .................................................. ............................. .............................. ......................... ................. .......28 Ley de Ohm .............................. ......................................... .......................... .............................. .............................. ......................... ................. .......28 Circuitos eléctricos .............................. ............................................. .............................. .............................. ......................... .................30 .......30 Ley de Joule...................................... ................................................... ............................ ............................... ......................... ..................... ............32 Ondas, luz y sonido .............................. .......................................... ........................... .............................. ......................... ...................... ............ 33 Ondas ............................. ............................................ ......................... ......................... .............................. ........................... ........................... ................. .. 33 Sonido .............................. ............................................ ............................ ............................. .............................. ......................... ........................ ..............33 Estequiometría .............................. .......................................... ........................... .............................. .............................. ............................. .............. 35 Fórmulas empíricas y moleculares ............................. ............................................ .............................. ....................... ........ 35 Número de moles y de moléculas – Pesos moleculares mol eculares ................................. ................................... .. 37 Tabla periódica, configuración electrónica ............................. ............................................ .......................... ...........38 Ajuste de reacciones .............................. ............................................. .............................. ............................... ......................... .............. ..... 39 Cálculos estequiométricos................ estequiométricos............................ ............................ ............................... .............................. ..................... ...... 40 Disoluciones .............................. ......................................... .......................... .............................. .............................. ......................... ................... .........42 Termoquímica ............................. ........................................ .......................... .............................. .............................. ......................... ................. .......43 Calores de reacción ............................. ......................................... ........................... ............................... .......................... ................... .........43 Ley de Hess.................................... ............................................... .......................... ............................... ............................ .......................... ..............43 Electroquímica ............................... .......................................... .......................... .............................. .............................. ............................. ..............44 Leyes de Faraday ............................. ......................................... ........................... .............................. ............................. ........................ .......... 44 Química orgánica ............................. ........................................ .......................... .............................. .............................. ........................... ............45


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Vectores 1.- Calcula el ángulo que forman los l os vectores v = (−3,4) y w = ( −4,−3) . Sol: 90º r

2.- Calcula el ángulo que forman los l os vectores: r

v = (3,−4) w = ( −8,6) r

Sol: 163’7º

r


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Vectores 1.- Calcula el ángulo que forman los l os vectores v = (−3,4) y w = ( −4,−3) . Sol: 90º r

2.- Calcula el ángulo que forman los l os vectores: r

v = (3,−4) w = ( −8,6) r

Sol: 163’7º

r


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Cinemática Movimiento rectilíneo uniforme

3.- Algunas veces me gusta salir a correr, para mantenerme en forma. Suelo estar 20 minutos, para hacer un recorrido de 4 kilómetros. ¿Cuál es la velocidad a la que me muevo? Sol: 12 km/h 4.- Todos sabemos que la Tierra tarda un día en dar una vuelta completa sobre su eje. Sabiendo que el radio de nuestro planeta es R T = 6380 km. ¿A qué velocidad vamos “montados” sobre el planeta?. Sol: 265.833 Km/h 5.- Ayer me encontraba en la feria, a 200 metros de mi casa a las 2 h de la tarde. Como había quedado con Manolita salí corriendo a 8 km/h hacía su casa, que está aún más alejada de la mía que la feria. Si llegué a su casa a las 2h 15min, ¿A qué distancia está su casa de la mía?. Sol: 2.200 m. 6.- Según la siguiente gráfica. 20 15

) 10 m k ( 5 n ó 0 i c i -5 s o P -10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

-15 -20 Tiempo (h)

Sol: a) –5 km f) 5 km/h

b) –5 km/h g) 10 km

a) ¿Dónde se encuentra el móvil en la quinta hora? b) ¿Qué velocidad lleva el móvil en el primer tramo? c) ¿Qué velocidad en el segundo 9 10 tramo? d) ¿Qué velocidad en el tercero? e) ¿Velocidad en el cuarto? f) ¿Velocidad en el quinto? g) ¿Qué distancia recorre en las dos primeras horas? c) 0 km/h d) –10 km/h e) 0 km/h

7.- Fíjate en la gráfica de la derecha y contesta si son ciertas o falsas las siguientes preguntas. a) A los tres segundos el 30 móvil ha recorrido 20 ) 25 metros. m ( 20 b) La velocidad es de 25 m/s. n o i 15 c c) La velocidad es de 18 i s 10 o km/h P 5 d) El móvil empieza su 0 movimiento en el origen 0 1 2 3 4 del sistema de referencia. Tiempo (s)

Sol:


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8.- Fijándote en el siguiente gráfico contesta a las siguientes preguntas: 30

20

) m k ( 10 n ó i c i 0 s o 0 P

10

20

30

-10

-20

a) ¿Cuál es la posición inicial del móvil?. b) Calcula la velocidad que desarrolla el móvil en cada uno de los tramos de la gráfica. c) Indica el desplazamiento del móvil en las 20 primeras horas. d) Indica en que momentos el móvil se encuentra en el origen.

Tiempo (h)

Sol:

a) 20 km b) -5 km/h, 0 km/h, 2 km/h, 0 km/h, -2’5 km/h c)-10km d) 4 h, 15 h, 30 h

9.- Observa la siguiente gráfica y contesta a las siguientes preguntas: a) A partir de la gráfica de la izquierda, dibuja la correspondiente gráfica velocidad-tiempo.

15

) 5 m k ( n ó i c i 0 s o -5 P

b) Calcula la aceleración del móvil en el tercer tramo. 10

20

30

c) Indica los momentos en los que el móvil se encuentra en el origen.

-15

Tiempo (h)

Sol: a)

b) 0 m/s2

c) t=2,5h - t=18h – t=30h

10.- En las fiestas de mi pueblo es tradición hacer explotar un castillo de fuegos artificiales el último día de las mismas. Siempre tengo miedo de ponerse cerca, de manera que intento alejarme lo máximo posible. Si mi amigo que estaba justo debajo de donde estallaban los cohetes oía la explosión 5 décimas de segundo después de ver las luces, y yo las escuchábamos 6 décimas segundos después: a) ¿A qué altura explotan los cohetes? b) ¿A qué distancia estaba de mi amigo?. Sol: a) 170 m b) 113 m 11.- Juan 11.- Juan decidió por fin mostrar su amor por Gloria. Pero tras declararse, ella lo rechazo, y desesperado salió corriendo a 2 m/s. 15 minutos



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después ella se dio cuenta de su error y salió en su persecución a 12 km/h. a) ¿Cuánto tiempo tarda en alcanzarlo?. b) ¿Lo alcanza antes de que llegue a su casa, que está a 3’5km?. Sol: a) 0’375h b) No. Lo alcanzaría a los 3’75km 12.- Una tormenta se produjo ayer en mi pueblo. Al empezar conté el tiempo que pasaba desde que veía el rayo, hasta que escuchaba el trueno, y resultaron 6 segundos. Una hora después volví a contarlo, y esta vez fueron 10 segundos. ¿Cuánto se había alejado la tormenta?. Sol: 1360 m. 13.- Un día visite Sierra Nevada, y me situé en un acantilado para escuchar mi eco. Cuando grité, el eco apareció 2’4 segundos después. ¿A qué distancia estaba la montaña que tenía frente a mí?. Sol: 408 m 14.- Desde la boca de un pozo lanzo un fuerte grito y escucho mi eco 4 décimas de segundo después. ¿Cuál es la profundidad del pozo. Sol: 68 m. 15.- Un buque oceanográfico se dedica a diseñar mapas marítimos, midiendo la profundidad del océano en distintos puntos. Para ello utiliza el sonar (que como bien sabes funciona igual que el eco, pero en el agua). Si en un determinado lugar el sonar recibe el eco 2’5 segundos después de mandar el impulso sonoro, ¿qué profundidad tiene el océano en ese punto?. La velocidad del sonido en el agua es de 1438 m/s. Sol: 1797’5 m 16.- Representar las gráficas espacio-tiempo y velocidad-tiempo correspondientes a un móvil que se comporta del siguiente modo: a) En 3s recorre 3m con velocidad constante. b) En 2s vuelve al punto de partida con velocidad constante. c) Se detiene en el punto de partida durante 2s. d) En 1s recorre 2 m con velocidad constante. e) Durante 3s se detiene en el punto al que acaba de llegar. 17.- He retado a mi amigo a una carrera de 1000 metros. Como soy un poco orgulloso he decidido dejarle algo de ventaja y le he dicho que saldré 30 segundos después que él. Si mi amigo corre a 9 km/h. ¿A qué velocidad tengo que correr yo para que lleguemos al mismo tiempo?. Sol: 2’70 m/s = 9’73 km/h 18.- Dos automóviles están situados a una distancia recta de 250 km y salen al mismo tiempo en sentido contrario uno al encuentro del otro, con velocidades constantes de 60 km/h y 100 km/h. . a) Calcular a qué distancia del primero se encontarán. b) Hallar el tiempo que emplean en ello. c) Representar conjuntamente el diagrama espacio-tiempo para los dos movimientos. Sol: 3,75 km b) 1,56 Km



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19.- Un tren sale de Madrid a las 12:00 a 80 km/h en dirección a Murcia, mientras que otro sale de Murcia a las 12:30 a 25 m/s en dirección a Madrid. Si entre ambas ciudades hay 400 km. ¿Cuánto tiempo tardan en encontrarse?. ¿Dónde se encuentran?. Sol: t = 2’11h s = 209’4 km de Madrid 20.- Un tren sale de Madrid en dirección a Murcia a las 2 de la tarde a 80 km/h. Al mismo tiempo otro tren sale desde Murcia hacia Madrid a una velocidad de 100 km/h. ¿Dónde se encuentran ambos trenes?. Sol: 177’77 km de Madrid. 21.- Un ladrón roba la sucursal de la CAM y huye en una vespino, a toda velocidad, 60 km/h que es lo que puede. A la media hora llega la policía en su Yamaha 500, y sale en su persecución, a 120 km/h. ¿Cuanto tiempo tarda en alcanzar al ladrón? ¿A que distancia de la sucursal lo alcanza?. Sol: 22.- Dos hermanos salen de su casa al mismo tiempo, uno hacia Murcia, y el otro a Librilla, El primero a 8 Km/h y a que velocidad anda el segundo si al cabo de 1 hora están a una distancia de 12 Km. Sol: 23.- A las 8 de la mañana un automóvil pasa por cierto punto P desplazándose con MRU a 70 km/h. A las 8 horas y 20 minutos otro automóvil pasa por el mismo punto a las velocidad constante de 120 km/h en persecución del primero. a) Calcular el tiempo empleado por cada automóvil para ir desde P al punto de encuentro. b) Hallar la distancia que han recorrido. c) Representar el comportamiento de los dos vehículos en un diagrama espacio-tiempo. Sol: a) 48 min. y 28 min. b) 56 km 24.- Pedro, decidido a pedirla, llamó a Cristina por teléfono para quedar y verse. Decidieron encontrarse en el camino ya que sus casas estaban tan solo a 800m. Cristina salió de inmediato a 4 km/h pensando que por fin Pedro le devolvería los discos que 3 años atrás le dejó. A su vez Pedro salió 3 minutos después a 6 km/h, debido a una inoportuna visita al aseo provocada por la emoción. ¿Dónde se encontraron?. Sol: 25.- Carlos despidió a su novia a las doce, y está se marchó en su coche a 50 km/h. De pronto, él se dio cuenta que ella había olvidado su bolso, y marchó a las doce y cuarto en su persecución a 60 km/h. a) ¿Cuánto tiempo tardó en alcanzarla?. b) ¿Dónde la alcanzó?. Sol: 26.- La liebre, soberbia de su velocidad, reto a la tortuga a una carrera de 1000 metros. Como sabía que ésta no aceptaría la tentó ofreciéndole que se adelantará 200 metros. De esta forma las dos estuvieron de acuerdo. Si ambas empezaron al mismo tiempo, y la tortuga corría a



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40km/h, ¿Qué velocidad debía llevar la tortuga para que la competición acabase en empate?. Sol: 27.- Pepe salió de su casa a 5 km/h para comprar en el supermercado. 15 minutos después María se dio cuenta de que su marido se había olvidado el monedero, y corrió tras él a 8 km/h. ¿A que distancia se encuentra el supermercado si María alcanzó a su esposo justo en el momento en el que este entraba al establecimiento?. Sol: 28.- Un guepardo es capaz de alcanzar un velocidad de 100 km/h, mientras que una gacela tan solo puede mantener los 60km/h. Con esta abismal diferencia los guepardos deberían ser animales obesos de continuos banquetes de gacela. Esto no es así debido a que el guepardo tan solo puede mantener esa velocidad durante unos 15 segundos. Si Guzmán el guepardo tiene una gacela a 120 metros. ¿Debe correr tras ella, o mejor dormir la siesta y esperar mejores oportunidades? Sol: 29.- Un ladrón huye de un banco a 60 km/h. 30 minutos después sale la policía en su persecución a 80 km/h. ¿Cuánto tiempo tarda en alcanzarlo?. Sol: 30.- Ayer quedé con Pedro para ver el concierto de “BelCar Pops”. Salí de mi casa a las 22:00 horas a 9 km/h con dirección a su casa. Cuatro minutos después Pedro sale de la suya a 2 m/s en mi busca. Si nuestras casas están a un 1410 metros. ¿Dónde nos encontramos? ¿A que hora se produce el encuentro?. Sol: A 1050 metros de mi casa. A las 22:07 31.-



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Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

32.- Un coche circula a 60 km/h y se detiene en 4 segundos. ¿Cuál es su aceleración?. Sol: -4’17 m/s2 33.- Calcular la aceleración de un Peugeot 306 que tarda 5 sg en pasar de 0 a 100 Km/h. Sol: 34.- Calcula la aceleración que se necesita para empezar a mover una bici y ponerla a 20Km/h en 2 minutos. Sol: 35.- Calcula la aceleración de un coche que circula a 50 Km/h y tiene que frenar hasta pararse en 10 sg. Sol: 36.- Una piedra cae al suelo con una velocidad de 54 km/h. ¿Desde que altura se dejo caer?. Sol: 37.- Calcula la velocidad a la que queda un coche que se mueve a 60 Km/h, si pisa el freno durante 10 segundos con una aceleración de frenado de -40 km/h2. Sol: 38.- Calcula el tiempo que tarda un coche en pararse si va a una velocidad de 80 Km/h y frena con una aceleración de -400km/h2. Sol: 39.- Calcula el espacio que recorre un autobús que anda a 20 m/s y frena con una aceleración de -5 m/s 2, antes de pararse. Sol: 40.- Una piedra tarda en caer al fondo de un pozo 1’4 segundos. ¿Qué profundidad tiene el pozo?. Sol: 9’6 m 41.- Dejamos caer un piedra desde una altura de 15 metros. ¿Con qué velocidad llega al suelo? Sol: 17’1 m/s 42.- Lanzamos una piedra hacia arriba con una velocidad de 54 km/h. ¿Cuál es la máxima altura que alcanza? ¿Qué velocidad tiene al pasar por una altura de 5 m?. Sol: 43.- En la salida del gran premio de Inglaterra de motociclismo, el corredor que ocupa la primera posición en la “parrilla de salida” monta una máquina capaz de acelerar constantemente a 3 m/s 2. El semáforo cambia a verde y se inicia la salida. ¿Qué velocidad poseerá ese



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corredor a los 10 segundos de iniciada la carrera?. ¿Cuánto tiempo tardará en alcanzar la velocidad de 216 km/h, si mantiene constante la aceleración?. Sol: 30 m/s, 20 s 44.- Debido al desgaste de los neumáticos, el corredor que ocupa la primera posición no puede acelerar por encima de 2 m/s 2. Si a la salida de una curva se mueve con una velocidad de 72 km/h, ¿con qué velocidad se moverá 3 segundos más tarde? Sol: 26 m/s 45.- Un Boeing 747 necesita alcanzar como mínimo una velocidad de 360 km/h para iniciar el despegue. Si estando parado comienza a rodar, tarda 25 segundos en despegar. a) Calcula la aceleración que proporcionan los motores del avión?. b) Calcula la longitud mínima que debe tener la pista para el despegue. Sol: a) 4 m/s2 b) 1.250 m 46.- Un cuerpo que se mueve con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, recorre 5 metros en 1 segundo, partiendo del reposo. ¿Cuál es su velocidad al cabo de 2 segundos?. Sol: 20 m/s 47.- Lanzamos una piedra hacia arriba con una velocidad de 18 km/h. ¿Qué altura alcanza?. Sol: 1’27 m 48.- Si dejamos caer una piedra desde 50 metros de altura. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo?. ¿Con que velocidad llega?. Sol: 3’16 s 31’6 m/s 49.- Un tren aumenta uniformemente su velocidad de 72 km/h a 108 km/h en 10s. Calcular: a) Su aceleración. b) La distancia recta recorrida en los 10s Sol: a) 1 m/s2 b) 250 m. 50.- Un móvil recorre con MRUA una distancia de 16 m en 4 s, partiendo del reposo. Calcular: a) La aceleración del móvil b) La distancia recorrida en el cuarto segundo. c) El tiempo que tardará en adquirir la velocidad en 12 m/s si mantiene constante la aceleración. Sol: a) 2 m/s2 b) 7 m c) 6 s 51.- Un automóvil se mueve en línea recta a 30 m/s y disminuye uniformemente su velocidad a 10 m/s en un tiempo de 5s . Calcular: a) La aceleración. b) La distancia que recorre en el tercer segundo. c) El tiempo que tardaría en pararse si continúa con la misma aceleración Sol: a) –4 m/s2 b) 20 m c) 7,5 s



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52.- Un automóvil que se desplaza por una carretera recta a la velocidad constante de 30 m/s pasa por cierto punto P, en el mismo instante en que un conche parte del reposo desde este punto con la aceleración constante a 5 m/s 2 . Calcular: a) El tiempo que tardará éste en alcanzar al primero. b) A qué distancia del punto P tiene lugar el encuentro. Sol: a) 12s b) 360 m 53.- Un coche circula a 100 km/h. Inesperadamente ve a una pobre ancianita delante suyo a 50m y pisa el freno. Sabiendo que el coche es capaz de frenar con una aceleración de 9’5 m/s 2. ¿Qué ocurre con la ancianita?. Sol: 54.- Un coche de 800 kg circula a 54 km/h. Al ver a una pobre viejecita el conductor pisa el freno, y el vehículo se detiene en 4 segundos. a) ¿Qué fuerza realizan los frenos para detener el coche? b) ¿Qué distancia recorre el vehículo hasta detenerse? c) ¿Fue atropellada la señora? Sol: 55.- Representar las gráficas velocidad-tiempo y aceleración-tiempo del movimiento de un automóvil que se mueve en línea recta comportándose del siguiente modo: a) Parte del reposo y acelera durante 20 s hasta alcanzar los 108 km/h b) Mantiene esta velocidad durante 10 s . c) Se detiene en 10 s decelerando uniformemente. d) Permanece parado durante 10 s. e) En 5 s acelera hasta alcanzar 90 km/h. f) Se detiene en 25 s disminuyendo uniformemente su velocidad. 56.- Un cuerpo cae libremente desde un punto situado a 25 m de altura. Calcular: a) La velocidad con que llega al suelo. b) El tiempo que tarde en caerl Sol: a) 22,1 m/s b) 2,3 s 57.- Se ha observado que una piedra tarda 3 s en caer libremente dede un puente al agua del río. a) ¿Qué altura tiene el puente sobre el nivel del agua? Sol: 44,1 m 58.- ¿Desde qué altura debe caer libremente un cuerpo para que llegue al suelo a la velocidad de 100 km/h? ¿Qué tiempo invierte en ello? Sol: a) 39,4 m b) 2,8 s 59.- Dejamos caer una piedra desde cierta altura y 1 segundo después dejamos caer otra. Calcular la distancia que las separa al cabo de 4 segundos desde que se dejó caer la primera. Sol: 34,3 m



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60.- Desde cierta altura se lanza verticalmente una piedra hacia abajo, con velocidad inicial de 6 m/s, que tarda 2 s en llegar al suelo. Calcular: a) La altura desde la cual fue lanzada. b) La velocidad con que llega al suelo. c) El espacio que recorre en cada segundo de caída. Sol: a) 31,6 m b) 25,6m/s c) 10,9 m y 20,7 m 61.- Desde la torre de mi pueblo, situada a 40 metros de altura, dejo caer una piedra de 200 gramos. ¿Cuánto tiempo tarda en caer al suelo?. ¿Cuál es la velocidad con la que llega?. Sol: t = 22’13 s v = 177’1 m/s 62.- Desde lo alto de un edificio de 80 m se lanza verticalmente hacia abajo una piedra con velocidad inicial de 7 m/s. Calcular: a) La velocidad con que llega al suelo. b) El tiempo que tarde en llegar. c) Los metros que recorre en los 32 primeros segundos. Sol: a) 40,2 m/s b) 3,4 s c) 33,6 m 63.- Se dispara un proyectil verticalmente hacia arriba con velocidad inicial de 250 m/s. Calcular: a) La velocidad que lleva a los 4 s. b) La altura máxima que alcanzará. c) El tiempo que tardará en alcanzarla. Sol: a) 210,8 m/s b) 3188,8 m c) 25,5 s 64.- Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba alcanzando una altura de 15 m. Calcular: a) La velocidad con que fue lanzada. b) El tiempo que estará en el aire. Sol: a) 17,15 m/s b) 3,5 s 65.- Desde un punto situado a 10 m de altura sobre el suelo lanzamos verticalmente hacia arriba una piedra con velocidad inicial de 19,6 m/s. Calcular: a) ¿Qué altura sobre el suelo alcanzará?. b) ¿Qué tiempo estará en el aire desde que fue lanzada hasta que llega al suelo?. Sol: a) 29,6 m b) 4,46 s 66.- Un coche circula a 90 km/h, y se detiene en 8 segundos. Calcula: a) La aceleración con la que frena. a) El espacio que recorre antes de detenerse. Sol: a) -3’125 m/s2 b) 100 m. 67.- Desde una ventana situada a 5 metros de altura, lanzo hacia arriba una pelota con una velocidad de 36 km/h. a) ¿Cuánto tiempo tarda en caer al suelo?. b) ¿Cuál es la altura que alcanza?. Sol: a) 2’4 s b) 10’2 m



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68.- ¿Cuánto tiempo tarda en caer al suelo una piedra que dejamos caer desde una altura de 20 metros?. Sol: 2 s 69.- Sobre un plano de 30º de inclinación lanzo una pelota hacia arriba con una velocidad de 54 km/h. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sol: 22’96 m 70.- Lanzamos un balón hacia arriba con una velocidad de 20 km/h, por una calle con una inclinación de 15º. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sol: 71.- Lanzamos un balón hacia arriba con una velocidad de 10 m/s, por una calle con una inclinación de 30º. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sol: 72.- Un coche que circula a 54 km/h se detiene en 2 segundos. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sol: 73.- Al botar sobre una cama elástica consigo una velocidad máxima de 54 km/h. Sabiendo que estoy bien cuidado y mi masa es de 85 kg. ¿Cuál es la máxima altura que puedo alcanzar? ¿Cuánto tiempo puedo estar en el aire?. Sol: Altura= 11’5 m t=3’06s 74.Sol:



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Tiro parabólico

75.- Un cañón lanza un proyectil con una velocidad de 60 m/s y una inclinación de 30º respecto de la superficie de la tierra. ¿Qué distancia alcanza el proyectil si despreciamos el rozamiento con el aire?. Sol: 318’11 m 76.- Con un arco lanzo una flecha con una velocidad de 72 km/h y una inclinación de 60º. ¿Cuál es la distancia que alcanza?. Sol: 77.-



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Movimiento circular uniforme

78.- Una noria de 30 metros de diámetro recorre 2 vueltas en 5 minutos. Calcula: a) Su velocidad angular. b) La velocidad lineal en una de las tazas de la noria. c) La distancia que recorre en 10 minutos. Sol: 1'33 ⋅10 −2 ⋅ π rad / s b) 0’628 m/s c) 377 m 79.- Una noria de 20 metros de diámetro gira a 2 revoluciones por minuto. Si cada paseo dura un cuarto de hora. ¿qué distancia recorremos durante nuestro viaje en la noria?. Sol: 80.- Suponiendo que la Luna realiza un movimiento circular uniforme alrededor de la tierra. Calcula la velocidad que lleva el satélite en su movimiento. La distancia de la tierra a la luna es de 384.000 km. Sol: 81.- Con los datos del ejercicio anterior calcula ¿cuánto tiempo tarda la Luna en dar una vuelta completa alrededor de la Tierra?. Sol: 82.- Es espectacular montar en la feria en una gran noria, como la que visite el año pasado de 20 metros de diámetro. Dicen que se mueve dando 2 vueltas cada minuto. a) ¿A qué velocidad te mueves montado en ella? b) ¿Qué distancia recorres en 5 minutos? c) ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 270º? Sol: 83.- Para mantener el giro uniforme de una piedra de 500 gramos con una onda de 50 cm de longitud, realizo una fuerza de 100 N. a) ¿Cuál es la velocidad de la piedra? b) ¿Cuántas vueltas da en 2 minutos?. Sol: 84.- Un disco de música gira a 45 revoluciones por minuto, si tiene un diámetro de 40 cm. a) ¿Qué velocidad lineal tiene la parte exterior del disco?. b) ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 6 π radianes?. Sol: 85.- Explica por qué si hacemos girar un cubo con agua alrededor de nuestras cabezas, a pesar de ponerlo boca abajo, si tiene suficiente velocidad, el agua no se derrama, sino que se pega al fondo del cubo. (Ten en cuenta que cuanto más rápido se hace girar el cubo más se queda pegada el agua al fondo del cubo). Sol: 86.- Una noria de 4 metros de diámetro recorre 8 vueltas cada minúto.



a) Calcula su velocidad angular. b) Velocidad a la que van montados los pasajeros. c) Periodo y frecuencia. Sol: a) 0’84 rad/s b) 1’67 m/s c) 7’48 s y 0’13 hz

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Dinámica 87.- Explica razonadamente los siguientes fenómenos indicando el principio de la dinámica en el que se basan: a) Cuando vamos de pie en un autobús a una cierta velocidad y frena, nos caemos hacia delante. b) Al nadar debo hacer fuerza con los brazos hacia atrás para poder avanzar. c) Puedo detener fácilmente una bicicleta en movimiento empujando con mis manos, pero aún no he conseguido detener un camión. 88.- Calcula la fuerza necesaria para acelerar un cochecito de 40 kg de masa con una aceleración de 2 m/s 2. Sol: 80N 89.- Un coche de 800 kg que circula a 54 km/h se detiene en 3 segundos. ¿Cuál es la fuerza que realizan los frenos del vehículo para detenerlo?. Sol: 4000N 90.- Calcula la fuerza que debemos realizar para subir un cubo con agua de un pozo, con una aceleración de 0’5 m/s 2, si su masa es de 15 kg. Sol: 154’5N 91.- Calcula la fuerza que realizan los frenos de un coche de 500 kg de masa, para detenerlo en 5 segundos, si circulaba con una velocidad de 36 km/h. Sol: -1000N 92.- Calcula la velocidad a que queda un coche de 400 kg de masa, que inicialmente estaba en reposo, si se le aplica una fuerza de 500N durante 4 segundos. Sol: 5 m/s 93.- Para sacar agua de un pozo, utilizamos dos cuerdas atadas al caldero, ya que este es muy pesado 50 kg. Juan tira de una cuerda con 200 N de fuerza, y yo que estoy cuadrado con 400 N. ¿Cuánto tiempo tardamos en elevar el caldero si el pozo tiene 10 metros de profundidad?. Sol: 3’02 s. 94.- Calcula el tiempo que tarda en detenerse un vehículo de 800 kg, que circula con una velocidad de 54 km/h. Si se le aplica una fuerza de 400 N. Sol: 30 s 95.- Para levantar una caja de 50 kg dos amigos se ponen de acuerdo y tiran de ella con una fuerza de 200N y 600N respectivamente. Cual es la aceleración resultante. Sol: 6’2 m/s2 96.- Si no fuese por los paracaídas, la velocidad de descenso de la persona que se arroja desde el avión se haría cada vez mayor. Pero gracias a



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ellos la velocidad del paracaidista se mantiene constante. Que fuerza realiza un paracaídas de 20 kg, al frenar a un paracaidista de 60 kg. Sol: 784N 97.- Las gotas de lluvia caen desde una altura muy elevada. Esto provoca que aumenten su velocidad en la caída progresivamente. Según los cálculos realizados, su velocidad debería ser mucho mayor de lo que realmente ocurre en realidad. Esto es debido a que el rozamiento con el aire las frena hasta que quedan con una velocidad constante. ¿Cuál es la fuerza de rozamiento para una gota de 5ml?. Sol: 0’049N 98.- Calcula la fuerza de rozamiento que detiene a una pelota de 200g, que rueda a una velocidad de 18 km/h y se detiene en 20 segundos. Sol: 0’05N 99.- Lanzamos una pelota hacia arriba por una rampa de 15º de inclinación con una velocidad de 18 km/h. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento entre las superficies es de 0’1. Sol: 3’58 m 100.- Lanzamos una pelota de 400 gramos a 36 km/h para que se deslice hacia arriba sobre un plano de 15º de inclinación. a) ¿Cuánto tiempo tarda en detenerse?. b) ¿Qué distancia recorre hasta que se detiene?. Sol: 101.- Cuando dejo deslizar una pelota de fútbol de 400 gramos por el suelo con una velocidad de 4 m/s, recorre 8 metros hasta detenerse. Calcula la fuerza de rozamiento entre el suelo y la pelota. Calcula el coeficiente de rozamiento. Sol: F = -0’4 N µ=0’10 102.- Calcula el coeficiente de rozamiento de una pelota de tenis de 200 gramos, que recorre 40 metros antes de detenerse, cuando la hacemos rodar por el suelo con una velocidad de 27 km/h. Sol: 0’0717 103.- Le he regalado a mi hijo un coche de plástico para que se entretenga lanzándolo por el suelo. El lo lanza a una velocidad de 12 m/s, y el coche tan solo es capaz de recorrer 9 metros hasta detenerse. Si el coche tiene una masa de 2kg. a) ¿Cuál es la fuerza de rozamiento?. b) Calcula el coeficiente de rozamiento del coche con la superficie. Sol: 104.- Calcula el coeficiente de rozamiento entre una bola de madera de 2 kg y el suelo de plaqueta, si al lanzar la bola con una velocidad de 36 km/h se detiene después de recorrer 25 metros. Sol: µ=0’204



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Ley de gravitación universal

105.- Calcula la gravedad en un asteroide de 120.000 Tm y 8 km de diámetro. Sol: 106.- Calcula la distancia de la tierra a la que debemos colocar un satélite de comunicaciones de 3 toneladas, si lo impulsamos con una velocidad de 18000 km/h. Radio de la tierra 6370 km, Masa de la tierra 6 ⋅10 24 kg. Sol: 16000 km del centro de la tierra ó 9630 km de la superficie.



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Maquinas mecánicas

Palancas 107.- Manolito me ha dejado en la puerta de mi casa una caja de 100 kilogramos. Ha sido muy descuidado por dejarla en tan inapropiado lugar. Por eso le he mandado que con un palo de 2 metros, la levante y la arroje al contenedor. Si el pobre Manolito tan solo puede desarrollar una fuerza de 80N. ¿Dónde debe colocar el fulcro para que la palanca sea eficaz?. Sol: 108.- Le dije a Pedrito que jugásemos con el balancín del jardín de su casa de 3 metros de longitud, pero me dijo que no le apetecía porque siempre que jugábamos se pasaba todo el tiempo arriba, ya que el tan solo pesaba 32kg y yo hacía tiempo que me mantenía en 80 kg. Le contesté que no se preocupara, que pensaría en como colocar el fulcro para que los dos quedásemos equilibrados. Si no queremos dejar triste a Manolito, ayúdame a calcular la posición de ese dichoso fulcro. Sol: 109.- Con una palanca de 4 metros queremos levantar una masa de 40 kg, realizando tan solo una fuerza de 10 N. ¿Dónde debe estar situado el fulcro?. Sol: 110.- En mi casa de campo hay una piedra de 140 kilogramos que quiero quitar de la puerta. Para ello utilizo un palo de 2 metros apoyado en una piedra pequeña. Si mi fuerza máxima es de 200 newtons, ¿a qué distancia del extremo del palo debo colocar la piedra de apoyo para levantar la piedra que estorba en mi paso?. Sol:

Planos inclinados 111.- Calcula la fuerza que debe hacer Manolita para subir una caja de 40 kg por un plano inclinado de 9 metros de longitud y 1’5 metros de altura. ¿Cuál es la ventaja mecánica de dicho plano?. Sol: 112.- Lanzo una pelota por un plano de 30º de inclinación hacia arriba con una velocidad de 5 m/s. ¿Qué distancia recorre hasta detenerse?. Sol: 2’55 m



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Cantidad de movimiento 113.- Colocamos sobre una tapia una lata vacía de refresco de 100 gramos, y disparamos sobre ella una flecha de 20 gramos, con una velocidad de 40 km/h. ¿Con qué velocidad se mueven ambos objetos después del impacto, si la flecha queda pegada a la lata? Sol: 114.- Con un cañon de 4 toneladas lanzamos un obus de 200 kg a una velocidad de 120 km/h. ¿Con qué velocidad retrocede el cañon?. Sol: 115.- Lanzamos un dardo de 100 gramos sobre una diana de 2 kg, a una velocidad de 40 km/h. ¿Con qué velocidad se moverán ambos objetos después del impacto?. Sol: 116.- Una escopeta de feria de 2 kg dispara un perdigón de 10 gr, a una velocidad de 300 km/h. ¿Con qué velocidad retrocede la escopeta?. Sol: 117.- Un cañón de 200 kilogramos dispara una bala de 5 kilogramos con una velocidad de 400 kilómetros por hora. ¿Con que velocidad retrocede el cañón?. Sol:



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Energía, trabajo y potencia 118.- Calcula el trabajo realizado por un ciclista de 50 kg, para recorrer una distancia de 2 km a velocidad constante, sabiendo que la bicicleta pesa 50 N. Coeficiente de rozamiento µ=0’1. Sol: 119.- Calcula la potencia desarrollada por el motor de un coche de 500 kg, que mantiene una velocidad constante debido a la fuerza de rozamiento, y se desplaza 2 kilómetros en un minuto. Coeficiente de rozamiento: 0’6. Sol: 120.- Una montaña rusa comienza desde una altura de 20 metros. ¿A qué velocidad ira cuando esta a 5 metros del suelo?. Sol: 121.- Un coche de 400 kilogramos que circula a 20 m/s se detiene en 4 segundos. ¿Calcula el trabajo que realizan los frenos para detener el coche?. Sol:



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Estática de fluidos Principio de Arquímedes

122.- Calcula el peso aparente de una persona de 50 kilogramos de masa, cuando al bañarse sumerge en el agua 25 dm 3 de su cuerpo. Sol: 123.- Calcula el volumen de un tablón de madera de 800 kg/m 3 de densidad, que queda sumergido en el agua. Si su masa es de 40 kg. Sol: 124.- Una piedra de 50 kg de masa coloca en el fondo de una piscina sobre una bascula, que marca en ese momento 20 kg. ¿Cuál es el volumen de la piedra?. Sol: 125.- Calcula la proporción de un iceberg que queda sumergida en el agua. ρhielo = 920 kg/m3. Sol: 126.- Eugenio dice a sus amigos que es capaz de levantar una piedra de mármol de 120 kg. Como sus amigos no confiaban mucho en él, todos se dirigieron a la piscina municipal, y Eugenio se vistió con su traje de buzo, se sumergió en el agua. Todos quedaron maravillados y un poco engañados después de ver que había cumplido su palabra. ¿Qué fuerza realizó Eugenio para levantar la piedra?. Densidad del mármol: 2700 kg/m3. Sol: 127.- Arrojamos un tapón de corcho de 20 gramos a una piscina. ¿Cuál es el volumen de corcho que queda fuera del agua cuando este flota?. Densidad del corcho: 240 kg/m3. Sol: 128.- Quiero construir un barco de acero. Para ello utilizo 500 kg de este material. ¿Cuál debe ser como mínimo el volumen de mi barco para que se mantenga a flote en el agua?. Sol: 129.- Mi yate tiene una masa de 500 kg. ¿Qué volumen del yate queda bajo el agua cuando navego por el mar?. (Densidad del agua de mar 1020 kg/m3). Sol: 130.- Para el día de su santo, Belén le regaló a Jose una pulsera de oro. Pero el con su mente científica y algo desconfiado decidió comprobar si era oro autentico midiendo su densidad. Para ello colocó la pulsera en una balanza, marcando 200 gramos. Después volvió a medir su masa, pero está vez sumergida en un vaso de agua, marcando 190 gramos. ¿Cuál era la densidad de la pulsera?. Sol: 20000kg/m3



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Presión en fluídos

131.- Calcula la presión que soporta un buzo sumergido a 25 metros de profundidad. Sol: 132.- Calcula la presión a la que se ve sometido un submarino de 50 toneladas, cuando está sumergido a una profundidad de 1500 metros. Sol: 133.- A qué profundidad se encuentra un buzo que soporta una presión de 55.000 Pa?. Sol: 134.- Calcula la presión a la que está sometido un niño de 25 kilogramos buceando en una piscina a 4 metros de profundidad. Sol: Principio de Pascal

135.- ¿Que peso podemos levantar mediante un elevador hidráulico, si ejercemos una fuerza de 20N sobre un embolo de 10cm 2, y el embolo mayor tiene 0’5 m2?. Sol:



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Gases Ideales 136.- Un gas ocupa medio metro cúbico cuando se somete a 4 atmósferas de presión a 30º C. ¿Qué volumen ocupará cuando se encuentre a 2 atmósferas y 60º C?. Sol: 1’15 m3 = 1150 l 137.- Calcula el volumen que ocupan 132 gramos de dióxido de carbono a 20 grados bajo cero, y 3 atmósferas de presión. Sol: 20’75 l 138.- Calcula el volumen que ocupan 144 gramos de oxigeno gaseoso, cuando se someten a 2 atmósferas, a una temperatura de 20º C. Sol: 54 l 139.- Calcula la presión a la que deben someterse 56 gramos de monóxido de carbono, para que a 25º C ocupen un volumen de 10 litros. Sol: 4’88 atm 140.- En un recipiente cerrado tenemos 12 gramos de Helio a 2 atmósferas de presión y 20º centígrados. Calcula el volumen que ocupa. Sol: 141.- Calcula la temperatura a la debemos tener 48 gramos de oxigeno gaseoso en un recipiente a 4 atmósferas de presión, ocupando un volumen de 0’2 m3. Sol: 142.- Calcula el volumen de 48 gramos de oxigeno gaseoso, a una temperatura de 30º C y una presión de 0’5 atmósferas. Sol: 143.- Calcula la temperatura a la que se encuentran 16 gramos de oxígeno, si al someterlo a 2 atmósferas de presión, ocupa un volumen de 5 litros. Sol: 144.- Calcula el volumen que ocupan 140 gramos de monóxido de carbono (CO) sometidos a 0’5 atmósferas y 20º centígrados. Sol: 240’ 26 litros.



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Energía, calor y trabajo Equilibrio térmico

145.- Calcula la temperatura a la que queda el agua cuando mezclamos 20 litros a 30º centígrados, y 80 litros a 60º centígrados. Sol: Calor y temperatura

146.- Calcula la energía necesaria para hacer que un kilogramo de aceite a 24º C pase a 49º C, sabiendo que el calor especifico del aceite es 2.508 J/kgºC. Sol: 147.- Si unimos en un mismo recipiente medio kilo de agua a 20º C y un Kilo a 50º C. ¿A que temperatura quedará la mezcla? Sol: 148.- Calcula la temperatura que alcanzan 3 kg de agua, inicialmente a 10ºC, contenida en un recipiente térmicamente aislado, si sobre ella se realiza un trabajo de 8000J. Sol: 149.- Tengo 10 litros de agua a 30º C, y quiero añadirle otros 4 litros a una cierta temperatura, para que la mezcla me quede a 20º C. ¿A que temperatura deben estar estos últimos 4 litros?. Sol: -5 ºC 150.- Se introducen 1’5 litros de agua en un hervidor Magefesa de 2200 vatios. Si el agua tardó 3 minutos y 50 segundos en hervir. ¿A que temperatura se encontraba el agua?. Debe suponerse que todo el calor es absorbido por el agua. Sol: 151.- Calcula la energía necesaria para hacer que 4 kg de hielo a –15 ºC, pasen a vapor de agua a 120ºC. Sol: 152.- Calcula la energía necesaria para que 500 gramos de agua a 40º C pasen a una temperatura de 120ºC. Sol: 153.- Calcula el calor específico de un material, si son necesarios 85 kJ de calor para elevar la temperatura de 5 kg del material de 20ºC a 30ºC. Identifica el material. Sol: 1700 J/(kgºC) – Madera o proteinas. 154.- La cabeza de un martillo de 0’8 kg, lleva una velocidad de 9 m/s justo antes de chocar contra un clavo, pero se detiene inmediatamente



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después. Estime el máximo aumento de temperatura que podría experimentar el clavo, de 15 g, después de 15 golpes sucesivos. Sol: Unos 77ºC 155.- Calcula la energía necesaria para fundir 15 kg de plata, inicialmente a 20ºC. Sol: 156.- Calcula la energía necesaria para calentar 2 litros de agua de 20º C hasta 110ºC. Sol: 5222060 J = 5222 kJ 157.- Durante un ejercicio físico una persona disipa 180 kcal, en 30 min., mediante la evaporación de agua por la piel. Estima la cantidad de agua que perdió. Sol: Unos 330g 158.- ¿Qué masa de vapor a 100ºC debe agregarse a 1 kg de hielo a 0ºC para producir agua líquida a 20ºC? Sol: 144g 159.- Un patinador sobre hielo de 57kg se mueve a 8m/s y se desliza hasta detenerse. Si el hielo está a 0ºC y sabiendo que absorve el 50% del calor generado por la fricción, ¿Cuánto hielo podría fundirse?. Sol: Unos 3,6 g 160.- Calcula la cantidad de calor que desprenden 2 kg de vapor de agua a 130ºC, si se enfría hasta 30ºC. Sol: 161.- Para calentar agua de 20ºC a 50ºC cantidad de agua se calentó?. Sol:

se necesitarón 42kJ. ¿Qué


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Tabla de calores específicos y calores latentes Calores específicos a temperatura ambiente Sustancia

Calor específico J/kgºC

Aluminio Acero Nitrógeno (gas) Oxígeno (gas) Agua (líquido) Hielo Vapor de agua Aceite oliva Alcohol Aire Hormigón Vidrio Hierro Cobre Plata Plomo Mármol Madera Mercurio Cuerpo humano (promedio) Proteinas

907 500 1040 915 4180 2300 1963 2508 2424 1000 800 700 472 388 234 130 860 1700 140 3470 1700

Calor Latente Sustancia

Helio Nitrógeno Alcohol Mercurio Agua Plata Plomo Oro Oxigeno Hierro Tungsteno

Calor fusión (kJ/kg)

Calor vaporización (kJ/kg)

25’5 104 11’8 334 105 23 1063 14 289 184

21 201 85’3 272 2257 2335 731 64’4 210 6340 4800

Punto fusión Punto ebullición (ºC) (ºC)

-209’9 -114 -39 0 961 327 1063 -218’8 1808 3410

-268’9 -195’8 78 357 100 2193 1620 2660 -188’3 3023 5900



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Electricidad Ley de Coulomb

162.- Situamos una carga de 2C a una distancia de 100 metros de otra de 0’5C, ¿Se atraen o repelen estas cargas?. ¿Con qué fuerza lo hacen?. Sol: 900000 N 163.- ¿Con qué fuerza se atraen una carga de 25mC y otra de –4C, si están situadas a una distancia de 4 cm?. Sol: 5’625*1011 N 164.- Calcula la carga que debe tener una partícula, para que otra que tiene una carga de 4C, situada a 500 metros de distancia, la atraiga con una fuerza de 288000 N. Sol: -2C 165.- ¿Cuál es la carga de dos partículas igualmente cargadas que estando situadas a 1 km de distancia, se repelen con una fuerza de 225000N? Sol: 5C ó –5C 166.- ¿A que distancia se encuentran dos cargas, una de 3 mC y otra de 4mC, si se atraen con una fuerza de 200 N?. Sol: 23’23m 167.- El electrón tiene una carga de, igual que el protón. Si en el átomo de Hidrógeno estos según Bohr están a una distancia de 0528 ⋅ 10 −10 m , ¿cuál es la fuerza con la que se atraen estas dos partículas?. Sol: 8'26 ⋅ 10 -8 N Ley de Ohm

168.- Por una sección de un hilo conductor de cobre circula una carga de 250 C en 2 minutos. ¿Cuál es la intensidad de corriente que circula por el conductor? Sol: 2’08 A 169.- ¿Qué tiempo ha de transcurrir para que por una sección de un conductor que soporta una intensidad de 20 mA pasen 6 C de carga?. Sol: 300s ó 5 min. 170.- ¿Cuál es la intensidad para un conductor por el que circulan 50 C de carga en 4 minutos? Sol: 0’21 A 171.- ¿Qué carga circula por un conductor en 1 hora, si soporta una intensidad de 0’4 mA?. Sol: 1440 C



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172.- Calcula la resistencia de un circuito por el que circulan 0’3 culombios en 1 minuto, cuando se aplica una diferencia de potencial de 12 voltios. Sol:2400 Ω 173.- Calcula la carga que circula por la sección de un conductor en 2 minutos, si está sometido a una diferencia de potencial de 4 voltios y ofrece una resistencia de 8 ohmios. Sol: 60 C 174.- Por un conductor circulan 4 culombios en 8 segundos, cuando se le aplica una diferencia de potencial de 12 voltios. ¿Cuál es la resistencia de dicho conductor?: Sol: 24 Ω 175.- ¿Cuál es la resistencia que ofrece un conductor por el que circulan 3 culombios en 2 minutos, cuando se le somete a una diferencia de potencial de 4 voltios?. Sol: 160 Ω 176.- ¿Cuál es la longitud de un conductor de 2 mm 2 de sección por el que circulan 10 mA al aplicarle una diferencia de potencial de 2 voltios?. La resistividad del conductor es: ρ = 2 ⋅10 −8 Ω ⋅ m Sol: 20.000 m 177.- ¿Qué diferencia de potencial debo aplicar a un circuito para que circulen 4 mA por un conductor de 1 mm 2 de sección y 50 metros de longitud, sabiendo que su resistividad es de ρ = 5 ⋅ 10 −6 Ω ⋅ m ?. Sol: 1 V.


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Circuitos eléctricos

178.- Calcula la resistencia total de la siguiente asociación de resistencias: 4Ω

3Ω 3Ω 3Ω

2Ω

6Ω

Sol: 7’275 Ω 179.- Calcula la resultante de la siguiente asociación de resistencias: 4Ω

3Ω

4Ω

6Ω

2Ω

6Ω

Sol: 5’73 Ω 180.- Resuelve el siguiente circuito: 20 V

Ω

3

Ω

4

2Ω

8Ω

2Ω

Sol: Rt = 8’66 Ω 181.- Resuelve el siguiente circuito: 10 V 5Ω

2Ω 2Ω

Sol: 10 Ω

10 Ω

4Ω



182.- Resuelve el siguiente circuito eléctrico:

2

Ω

5

Ω

3

Ω

Sol: 8’3 Ω

1Ω

2Ω

3Ω

4Ω

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Ley de Joule

183.- Un lavavajillas funciona conectado a la red eléctrica de 220 voltios, bajo una intensidad de 10 amperios. a) Calcula la energía que consume en las 2 horas que dura una sesión de lavado. b) ¿Cuál es el gasto económico de esta sesión, si un kw ⋅ h cuesta 8 céntimos de euro?. Sol: a) 15840 KJ=4’4 kw ⋅ h b) 0’35 euros



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Ondas, luz y sonido Ondas

184.- Calcula la velocidad de una onda de 50 hz, cuya longitud de onda es 2 metros. Sol: 100 m/s. 185.- Una onda tarda 0’01s en realizar una oscilación completa. Sabiendo que se desplaza a 20 m/s, calcula: a) Su periodo. b) Su frecuencia. c) Su longitud de onda. Sol: a) 0’01s b) 100 hz c) 0’2 m 186.- Una onda longitudinal de frecuencia 200 hz tiene una longitud de onda de 10 m. ¿Con qué velocidad se propaga?. Sol: 2000 m/s 187.- Una antena emite ondas electromagnéticas ( v = 3 ⋅ 10 8 m / s ) en una frecuencia de 200 khz. ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas emitidas?. Sol: 1500 m 188.- Calcula la velocidad de propagación de una onda cuya longitud de onda es 1 m y posee una frecuencia de 200 hz. Sol: 200 m/s 189.- La velocidad de propagación de las ondas de la radio es la misma que la de la luz. Dos emisoras de radio emiten con ondas de 500 y 300 hz. Calcula la diferencia entre sus longitudes de onda. Sol: 400 m Sonido

190.- El oído humano es capaz de oír sonidos de frecuencias comprendidas entre 20 y 20.000 hz. Calcula las longitudes de onda a que corresponden estas frecuencias. Sol: 191.- Ves un relámpago, y 10 segundos más tarde oyes el estampido del trueno. ¿A qué distancia estás de la tormenta?. Sol: 3’4 km 192.- Sabiendo que la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s y en el agua de 1435 m/s. Calcula la longitud de onda para un determinado sonido de 425 hz. Sol: Aire 0’8 m Agua 3376 m 193.- Un cazador efectúa un disparo a 500 metros de un observador, y este tarda 2 segundos en oirlo. Deducir la velocidad del viento y razonar si sopla a favor del movimiento de la bala, o en contra.



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Sol: 90 m/s en contra 194.- Calcula la frecuencia y el periodo de una onda sonora propagándose a 340 m/s en el aire, si su longitud de onda es 34 cm. Sol: f = 100 hz T = 0’01 s 195.- Un diapasón vibra a razón de 1024 vibraciones por segundo. Si la onda sonora que origina tiene en el aire una longitud de onda de 32 cm. ¿Con qué velocidad se propaga?. Sol: 327’7 m/s 196.- Un observador deja caer una piedra desde la boca de un pozo en cuyo fondo existe agua. Al cabo de 5 segundos escucha el choque de la piedra contra el agua. ¿A qué profundidad está el agua del pozo?. Sol: 110’5 m 197.- Un día de tormenta se observa que el tiempo transcurrido entre la emisión del rayo y la percepción del trueno es de 12 segundos. ¿A qué distancia está la tormenta?. Sol: 4080 m 198.- ¿Qué longitud de onda corresponde a la nota “la” si su frecuencia es de 430 hz?. Sol: 0’79 m



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Estequiometría Fórmulas empíricas y moleculares

Fórmulas: % =

n ⋅ PA PM

⋅ 100

199.- La glucosa está formada por C, O y H, en la siguiente proporción: 40% de C, 53’3% de O y 6’6% de H. Sabiendo que su peso molecular es 180 u.m.a. ¿Cuál es su fórmula molecular?. Sol: C6H12O6 200.- El butano está formado por un 82’7% de carbono y un 17’3 de hidrógeno, si su peso molecular es 58 u.m.a. ¿Cuál es su fórmula molecular?. Sol: C4H10 201.- El ácido acético es el que se encuentra y da sus propiedades al vinagre. Si su composición está formada por un 40% de carbono, un 53’3% de oxígeno y un 6’6% de hidrógeno. ¿Cuál es su fórmula molecular?. El peso molecular del ácido acético es 60 u.m.a. Sol: C2H4O2 202.- Indica en que porcentaje se encuentran cada uno de los elementos que forman la molécula del etanol, C 2H6O, que se encuentra en todas las bebidas alcohólicas. Sol: C-52’2%, H-13%, O-34’8% 203.- Nuestro estómago utiliza el ácido clorhídrico para ayudar en el proceso de digestión de los alimentos en el estómago. ¿Cuál es el porcentaje de cada uno de los elementos que constituyen esta molécula?. Sol: Cl-97’3%, H-2’7% 204.- La urea es uno de los principales productos excretados por el organismo a través de la orina. Su fórmula molecular es CON 2H4. ¿En qué porcentaje se encuentran cada uno de los elementos que constituyen la molécula? Sol: C-20%, O-26’7%, N46’7%, H-6’7% 205.- Un ácido muy corrosivo está formado por hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, en la proporción siguiente: H-1’6%, N-22’2%, O-76’2%. ¿Cuál es el ácido del que hablamos?. Sol: Ácido nítrico. HNO3 206.- En nuestras casas utilizamos un compuesto de hidrógeno y nitrógeno para las labores de limpieza, estos están en la proporción siguiente: H17’6%, N-82’4%. ¿Cuál es ese producto?. Sol: Amoniaco. NH3



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207.- Uno de los disolventes orgánicos mas popularmente utilizados es la conocida acetona, elimina la pintura de uñas. Tiene la siguiente composición: 62’1% de carbono, 10’3% de hidrógeno y 27’6% de oxígeno. ¿Cuál es su fórmula empírica?. Sol: C3nH6nOn 208.- El benceno es un compuesto orgánico muy importante para la formación de otros compuestos, y por sus propiedades como disolvente. Calcula su formula empírica, sabiendo que el carbono está en una proporción del 92’3% y el hidrógeno en 7’7%. Sol : CnHn 209.- Un compuesto formado por hidrógeno, carbono y oxígeno, tiene una masa molecular de 62 uma. Indica el nombre tradicional del compuesto, si cada elemento se encuentra en la siguiente proporción: Hidrógeno - 3’22 % Carbono – 19’35 % Oxigeno – 77’42 % Sol: Ácido carbónico (H2CO3)



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Número de moles y de moléculas – Pesos moleculares

210.- Calcular la masa que tiene un mol de las siguientes sustancias: a) Oxido de Calcio – CaO b) Hidróxido de Aluminio - Al(OH)3 c) Ácido Nítrico - HNO3 d) Sulfuro de Plomo (IV) - PbS 2 Sol: 211.- ¿Cuantos átomos de hierro hay en un clavo de 23 gramos de este material? Sol: 212.- En un trago normal ingerimos 25 cl de agua. ¿Cuantas moléculas de agua ingerimos en cada trago?. Sol: 213.- Un salero contiene 40 gramos de sal común (cloruro de sodio). ¿Cuantos átomos de sodio contiene el salero?. Sol: 214.- Para realizar la fotosíntesis, una planta absorbe diariamente 5 litros de dióxido de carbono. ¿Cuál es la masa de esos cinco litros medidos en condiciones normales?. Sol: 215.- ¿Que volumen ocupan un millón de moléculas de gas propano, cuya formula es C3H8? Sol: 216.- Calcula la masa atómica de las siguientes sustancias: a)Metano - CH4 b) Oxigeno - O2 c) Dióxido de Carbono - CO2 d) Agua - H2O e) Pentoxido de dinitrogeno - N2O5 f) Acido Nitrico - HNO 3 g) Carbonato sódico - Na2CO3 h) Acido Clorhidrico - HCl i) Cloruro Sódico - NaCl j) Hierro - Fe k) Oxido ferrico - Fe 2O3 l) Etanol - C2H6O m) Bromo - Br2 n) Tetrabromuro de Carbono o) Hidrogeno - H2 p) Sodio - Na q)Hidróxido sódico (Sosa) - NaOH r) Aluminio - Al s) Tricloruro de Aluminio - AlCl3 t) Acido sulfúrico - H 2SO4 Sol: 217.- Calcular el número de moles de: a) 32 gramos de Metano b) 132 gramos de dióxido de carbono c) 49 gramos de ácido sulfúrico d) 114 gramos de sal común e) 256 gramos de oxigeno Sol:



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218.- Cuantas moléculas hay en: a) 32 gramos de Metano. b) 132 gramos de dióxido de carbono. c) 8 gramos de hidrógeno. d) 8’5 gramos de amoniaco. e) 78 gramos de sosa. Sol: 219.- Calcula la masa de: a) Una molécula de agua. b) Una molécula de oxígeno. c) Un millón de moléculas de dióxido de carbono. d) Un billón de átomos de nitrógeno. Sol: 220.- ¿Cuántas moléculas de agua se encuentran en una gota de 1 gramo de esta sustancia? ¿Cuál es la masa en gramos de una molécula de agua?. Sol: a) 3'34 ⋅10 22 b) 2'99 ⋅ 10 −23 Tabla periódica, configuración electrónica

221.- Escribe la configuración electrónica de un átomo de oxigeno. Sol:


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Ajuste de reacciones

222.- Ajusta las siguientes reacciones: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

CH4 + H2O + Na2CO3 Fe + C2H6O CH4 + Na + KBr + NaOH Al +

O2 → CO2 + H2O N2O5 → HNO3 + HCl → NaCl + CO2 O2 → Fe2O3 + O2 → CO2 + H2O Br2 → CBr4 + H2 H2O → NaOH + H2 H2SO4 → HBr + K2SO4 + HCl → NaCl + H2O Cl2 → AlCl3

223.- Ajusta las siguientes reacciones: a) HCl + Al2O3 → AlCl3 + H2O b) H2SO4 + Al → Al2(SO4)3 + H2 c) CaCO3 + HCl → CO2 + CaCl2 d) PbS + O2 → SO2 + PbO e) KClO3 → KCl + O2

+

H2O

+

H2O



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Cálculos estequiométricos

224.- En la siguiente reacción calcula: H2O + N2O5 → HNO3 a) ¿Cuántos moles de ácido nítrico se forman a partir de 5 moles de pentaóxido de dinitrógeno con agua en exceso?. b) ¿Cuántos moles de agua se necesitan para reaccionar con 7 moles de pentaóxido de dinitrogeno?. c) ¿Cuántos moles de agua y pentaóxido de dinitrogeno son necesarios para formar 4 moles de ácido nítrico?. d) ¿Cuántos moles de pentaoxido de dinitrógeno reaccionan con 27 gramos de agua?. e) ¿Cuántos gramos de agua reaccionan con 54 gramos de pentaóxido de dinitrógeno? f) ¿Cuántos gramos de agua y pentaóxido de dinitrógeno se necesitan para reaccionar con 126 gramos de ácido nítrico?. Sol: a) 10 moles b) 7 moles c) 2 moles y 2 moles d) 1’5 moles e) 9 g f) 18 g y 108 g 225.- Para la siguiente reacción calcula: Na + H2O → NaOH + H2 a) ¿Cuántos gramos de sodio se necesitan para formar 240 gramos de hidróxido sódico?. b) ¿Cuántos gramos de hidrógeno se desprenden al combinar 69 gramos de sodio con agua en exceso? c) ¿Cuántos gramos de sodio y agua son necesarios para desprender 30 gramos de hidrógeno?. d) ¿Cuántos gramos de hidróxido sódico e hidrógeno se forman al combinar 46 gramos de sodio y 45 gramos de agua?. Sol: a) 138 g b) 3 g c) 690 g – 540 g d) 80 g – 2 g 226.- En la siguiente reacción: CH4 + O2 → CO2 + H2O a) Si mezclamos 48 gramos de metano, con 160 gramos de oxigeno. ¿Cuál de los compuestos está en exceso y cual en defecto?. b) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono se forman?. Sol: 227.- a) En la siguiente reacción “Na + H2O → NaOH + H2”, se combinan 57’5 gramos de sodio, con 54 gramos de agua. ¿Calcula la cantidad, en gramos, de hidrógeno que se desprende?. b) ¿Qué volumen ocupa esa cantidad de hidrógeno a 20º C y 1 atmósfera de presión?. Sol: 228.- Para la siguiente reacción contesta a las preguntas: N2O3 + NaOH → NaNO2 + H2O a) Indica el tipo de reacción de que se trata. b) Ajusta la reacción. c) ¿Cuántos gramos de nitrito sódico se forman a partir de 80 gramos de hidróxido sódico? Sol: a) acido-base b) 1-2-2-1 c) 138 g



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229.- En la siguiente reacción se mezclan 14 gramos de nitrógeno, con 4 gramos de hidrógeno, contesta a las preguntas: N 2 + H2 → NH3 a) ¿Qué compuesto está en exceso y en que cantidad? b) ¿Qué volumen de NH3 se obtiene medido a 1 atmósfera de presión y 20º C?. Sol: a) El hidrógeno sobra 1 gramo b) V = 24’026 litros



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Disoluciones 230.- Calcula la cantidad de carbono que debemos mezclar con 30 toneladas de hierro para fabricar un acero al 5%. Sol: 1579 kg. 231.- ¿Qué cantidad de una disolución 0’4 molar de cloruro sódico necesitamos para tener 30 gramos de sal?. Sol: 0’77 l 232.- Calcula el volumen de agua que debemos utilizar para preparar una disolución 0’5 molar, con 229’8 gramos de cloruro sódico (sal común). Sol: 8 l 233.- Calcula la cantidad de carbono (soluto) y de hierro (disolvente) que necesitamos para formar 500 kg de un acero al 5%. Sol: mC = 25 kg mFe = 475 kg 234.- Calcula la molaridad de una disolución de 72 gramos de oxigeno gaseoso en 200 litros de agua. Sol: 1'125 ⋅ 10 −2 M 235.- Calcula la cantidad de carbono necesaria para formar un acero al 4% en masa, con 200 kg de hierro. Sol: 8’33 kg


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Termoquímica Calores de reacción

236.- Se queman 36 gramos de carbono al aire libre y a la presión de una atmosfera. Calcular la energía que se produce. La reacción de combustión del carbono es la siguiente: C

Sol:

+

O2 mC

n=

CO2

→

PM C

=

36 12

∆H = -94 kcal/mol

= 3 moles

Q = n ⋅ ∆ H = 3 ⋅ 94 = 282 kcal

237.- Calcular la energía que se necesita para descomponer 72 gramos de vapor de agua en hidrógeno y oxígeno a 1 atmósfera y 25º centígrados. H2 (g)

+

1/2O2 (g)

→

H2O (g)

∆H = -57’8 kcal

Sol: La reacción anterior es la de formación de vapor de agua. La que nosotros necesitamos es la de descomposición, que en lugar de desprender, necesitará 57’8 kcal/mol. Por tanto: n=

m H 2O PM H 2O

=

72 18

= 4 moles

Q = 4 ⋅ 57'8 = 231'2 kcal

Ley de Hess

238.- Calcula la entalpía de formación del N 2O5 (g) a partir de los siguientes datos: 2N2

+

5O2

a) N2 b) 2NO c) 4NO2

+ + +

→

O2 O2 O2

→ → →

2N2O5 2NO 2NO2 2N2O5

(reacción de formación del N 2O5) Qp=+180’5KJ/mol Qp=-110’2KJ/mol Qp=-114’1KJ/mol

Sol: Si sumamos 2a+2b+c obtenemos la reacción de formación del N2O5. Por tanto la entalpía de formación del N 2O5 será: Q p = 2 ⋅ 180'5 + 2 ⋅ (−110'2) + ( −114'1) = 26'5 KJ

Como en la reacción se forman dos moles de N 2O5 y la entalpía de formación hay que expresarla por mol, dividimos entre dos. ∆ H º =

26'5 2

= 13'25 KJ

mol


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Electroquímica Leyes de Faraday

239.- Determinar la intensidad de corriente que en media hora deposita electrolíticamente 280 mg de plata. ¿Cuántos miligramos de cobre, de una disolución de sulfato de cobre (II) se depositaria con la misma carga?. PAAg = 107’87 uma PACu = 63’55 uma Sol: A) m = 280 mg = 0'28 g t = 0'5 h = 1800 s

PA

eq Ag =

=

107'87

= 107'87

1 nº oxidacion 0'28 m = = 2'6 ⋅10 −3 eq Neq = eq Ag 107'87

g eq

3

Q = 96485 ⋅ Neq = 96485 ⋅ 2'6 ⋅10 − = 250 C I=

B) Q = 250 C

Q t

=

eqCu =

250

1800 63'55 2

m = eqCu ⋅

= 0'14 A = 31'775 g

Q 96485

eq

= 31'775 ⋅

250 96485

= 0'0823 g

240.- ¿Qué intensidad de corriente es necesaria para depositar 162 gramos de aluminio en 5 horas? m = 162 g t = 5 h = 18000 s

PA

eq Al =

=

27

3 nº oxidacion 162 m = = 18 eq Neq = 9 eq Al

=9

g eq

Q = Neq ⋅ 96485 = 18 * 96485 = 1736730 C I=

Q t

=

1736730 18000

= 96'5 A

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