dirección general de educación tecnológica industrial
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Elaboró: Prof:Fernando Reyes Juárez. © 2020 Jefa de Docentes: C.D. Martha Méndez Echeverría
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Dirección General de Educación Tecnológica Industrial
Subdirección de Enlace Operativo en el Estado de México Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No 133
“Dr. Manuel Velasco Suárez”
Física 2 Fecha de elaboración:
Agosto 2020
GUÍA DE EXTRAORDINARIO ACADEMIA DE FÍSICA
PRESENTACIÓN
Esta guía de estudio fue planeada y elaborada con la finalidad de orientarte para realizar y aprobar el examen extraordinario
de la materia correspondiente.
La guía está dividida en tres parciales, donde se plantean las temáticas generales y específicas de cada parte del curso y en
donde se proponen una serie de ejercicios y problemas que se deben estudiar y contestar. Los ejercicios propuestos, vienen
desglosados por temas, algunos son para investigar conceptos, otros son preguntas de opción múltiple y por último vienen planteados
problemas, en donde te sugerimos que los desarrolles, agregando datos, fórmula, operaciones, sustitución y resultados. En algunos
temas, se incluyen ejemplos para la solución de ciertos problemas, de tal forma que te permita observar la solución de los mismos. Al
final de la guía encontrarás un formulario de la materia, mismo que podrás ocupar para solucionar tu examen que también se
encuentra al final de la misma.
Es oportuno subrayar que es importante contestar los 18 ejercicios de la guía para que obtengas mejores resultados en el
proceso de evaluación del aprendizaje.
La evaluación para el examen extraordinario para la materia de Física 1 queda como sigue:
1. Entrega de guía con todos los ejercicios resueltos en archivo electrónico*…….80%
2. Contestar examen extraordinario y entregar vía electrónica ** …..……………..20%
*La entrega de guía de extraordinario, debe ser en tiempo y forma, de lo contrario, no se evaluará lo correspondiente.
**El examen extraordinario viene al final de la guía, se entrega contestado en el mismo archivo que la guía.
El archivo pdf que deberás entregar como parte de la evidencia de tu examen extraordinario, deberá tener tu nombre, apellido, grupo y
turno, ejemplo: Federico Pérez, es alumno del 4º. AS, turno matutino, por tanto el archivo se nombrará de la siguiente forma:
PÉREZ_FEDERICO_4oAS_TM.pdf
El archivo se entregará en la fecha que te asignen hacer el examen extraordinario, indicando en el asunto, la materia a presenta,
deberá enviarse al siguiente correo:
fernando.reyes.cb133@uemstis.sems.gob.mx
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INSTRUCCIONES: Realiza los ejercicios que se presentan a continuación de forma ordenada y limpia, si es necesario desarrolla los
procedimientos pertinentes para la solución de problemas.
Primer parcial
A. Masa B. Fuerza
Temas: a) Densidad y peso específico b) Estados de agregación. c) Elasticidad d) Hidrostática e) Presión f) Empuje g) Presión hidrostática h) Prensa hidráulica
Tema: Densidad y peso específico Ejercicio 1.
1. Completa el siguiente cuadro:
Concepto Definición
1. Peso
2. Peso específico
3. Masa
4. Densidad
5. Inercia
Elige la respuesta correcta o contesta los siguientes ejercicios. Al final el tema tendrás una tabla de densidades y pesos específicos que te podrán apoyar.
2. ¿Cuántas veces más pesarán 2m3 de plomo que 2m3 de agua?
a) 7.86 veces.
b) 11.3 veces.
c) 2.7 veces.
d) 8.92 veces.
3. ¿Cuánto pesa un trozo de oro de 3 cm3?
4. Una sustancia desconocida tiene un volumen de 0.5m3 y una masa de 6,800kg, considerando su
densidad, ¿Qué sustancia puede ser?
5. ¿Qué volumen ocupará 0.26kg de hierro?, ¿Cuál es el peso de este volumen?
6. ¿Qué masa tendrá un trozo de hielo que tiene un volumen de 10cm3?
7. ¿Qué volumen de agua tiene el mismo peso que un m3 de plomo?
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Tabla de densidades y pesos específicos de algunos materiales:
Material Peso Específico (Wesp) (N/m3) Densidad (ρ) (Kg/m3)
Madera 4,200 810
Hielo 9,200 920
Agua 10, 000 1,000
Etanol 8,100 806
Aluminio 27,000 2,700
Hierro 78,600 7,850
Cobre 89,200 8,890
Oro 193, 000 19,300
Mercurio 136,000 13,600
Plomo 113,000 11,300
Tema: Estados de agregación Ejercicio 2.
1. Completa el siguiente cuadro:
Estado de la materia Características Ejemplo
1. Sólido
2. Líquido
3. Gas
2. Elige de la siguiente lista de sustancias y objetos, aquellos que de acuerdo con su estado de
agregación, presenten la menor interacción molecular.
1. El vapor de agua. 2. El Hielo. 3. Un tabique. 4. Gas butano. 5. Una semilla.
a) 1 y 4 b) 1 y 2 c) 2 y 3 d) 3 y 5
3. De los siguientes ejemplos determina cuál mantiene su volumen, pero NO guarda una forma definida
al ser almacenado en diferentes recipientes.
a) El humo de un leño ardiendo. b) Una canica. c) Jugo de naranja. d) El pan.
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Tema: Elasticidad Ejercicio 3.
1. Define los siguientes términos:
a) Elasticidad.
b) Ley de Hooke
c) Constante del resorte.
d) Esfuerzo de tensión.
e) Deformación.
2. Al aplicar una fuerza de 20N a un resorte, con constante igual a 400N/m, ¿Qué distancia se estirara?
3. Si un resorte con constante igual a 70N/m, se estira 0.5m bajo la acción de una fuerza, ¿cuál es la
magnitud de esa fuerza?
4. Un resorte se estira 50cm bajo la acción de una fuerza de 80N, ¿Cuál es el valor de su constante?
Tema: Presión
Ejercicio 4.
1. Investiga el concepto de presión.
2. ¿Cuál es la fuerza de una caja con 0.4 m2 de área en la base, si ejerce una presión de 500 N/m2 al ser
colocada sobre una mesa?
a) 2500 N b) 100 N c) 1250 N d) 200 N
3. Calcula el radio de un contenedor de base circular que siente una presión de 500 N/m2 en su base
cuando está lleno de petróleo. El peso del contenedor con el petróleo es de 1000N.
a) 2.51 m b) 0.64 m c) 0.40 m d) 0.80 m
Tema: Hidrostática
Ejercicio 5.
1. Investiga los siguientes conceptos:
a) Hidrostática
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b) Principio de Arquímedes.
c) Principio de Pascal.
d) Tensión superficial.
e) Capilaridad.
2. En un fluido, las moléculas de la superficie se mantienen unidas por fuerzas que oponen resistencia a que un cuerpo ajeno atraviese la superficie, este fenómeno se denomina:
a) efecto de gravedad. b) capilaridad. c) tensión superficial. d) adherencia.
Tema: Empuje
Ejercicio 6.
1. ¿Cuál es el concepto de empuje?
2. Escribe un ejemplo de la vida cotidiana en donde se pueda verificar la fuerza de empuje de un fluido.
3. ¿Cuál es el empuje de un cubo de metal de 0.5 m3, que se encuentra en el fondo de una alberca, si el Wesp del agua es de 10 000 N/m3?
a) 4000 N b) 20 000 N c) 18,000 N d) 5000 N
4. Un balín de hierro se sumerge en un vaso con agua. Si el volumen del balín es de 4 x 10-6 m3. ¿Cuál es el empuje que ejerce el agua sobre el balín? (consulta el valor de peso específico del Fe en la tabla de arriba)
Tema: Prensa Hidráulica
Ejercicio 7.
1. Investiga ¿Qué es una prensa hidráulica? y realiza un dibujo con alguna aplicación de la misma.
2. En una empresa se requiere utilizar una prensa hidráulica para levantar una carga de 60000 N,
se sabe que el pistón mayor tiene una área de 2 m2 y el menor una área de 0.04 m2, ¿cuál será
la fuerza que se tendrá que utilizar en el pistón menor para levantar la carga?
a) 1200 N b) 75000 N c) 1000N
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d) 600000 N 3. ¿Qué área se requiere para levantar un automóvil de 2000 N de peso con un gato hidráulico, si se
aplica una fuerza de 80 N en un área de 0.02m2?
Segundo parcial
A. Hidrodinámica B. Termología
Temas: a) Gasto volumétrico b) Ecuación de continuidad. c) Teorema de Bernoulli d) Teorema de Torricelli e) Temperatura f) Escalas termométricas
Tema: Gasto volumétrico
Ejercicio 8.
1. Define los siguientes términos:
a) Flujo Laminar.
b) Flujo Turbulento
c) Gasto.
2. ¿Qué área tendrá una tubería por donde pasa agua con una tasa de flujo de 7x10-4 m3/s y con una
velocidad de 2 m/s?
a) 3.5 x 10-7 m2
b) 3.5 x 10-4 m2
c) 3.5 x 10-2 m2
d) 3.5 x 10-3 m2
3. En la tubería de tu casa, se sabe que la sección transversal (área) tiene 0.3 m2, por ésta fluye agua
con una velocidad de 0.004 m/s, ¿Qué volumen pasará por la sección transversal cada minuto?
4. ¿Cuál es el diámetro de una tubería cilíndrica en la que fluye agua con una velocidad de 8m/s y cuya
tasa de flujo es de 5 x 10-3 m3/s?
5. A través de un tubo de 8 cm de diámetro, fluye aceite con una velocidad promedio de 4m/s, ¿Cuál es
el gasto o tasa de flujo en m3/s y m3/ h?
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Tema: Ecuación de continuidad.
Ejercicio 9.
1. Define ¿qué es la Ecuación de continuidad?
2. ¿Cuál será la velocidad del petróleo al final de una tubería con diferentes diámetros, si al inicio, el
área del ducto es de 1.5m2 y la velocidad es de 3.2 m/s, mientras que al final de la tubería el área
es de 0.7m2
3. ¿Cuál será el área de sección transversal de una tubería con diferentes diámetros, por donde
circula alcohol etílico, si al inicio, el área del ducto es de 1.8m2 y la velocidad es de 3.5 m/s,
mientras que al final de la tubería la velocidad es de 15m/s?
Tema: Teorema de Bernoulli
Ejercicio 10.
1. Define ¿qué es el Principio de Bernoulli?
2. Escribe la ecuación de Bernoulli y determina ¿Qué significa cada uno de sus términos?
3. Escribe 3 ejemplos de la aplicación de la ecuación de Bernoulli en la vida cotidiana.
Tema: Teorema de Torricelli
Ejercicio 11.
1. Define, ¿qué es el principio de Torricelli?
2. Un agujero en un recipiente, tiene un área de sección transversal de 0.0002m2, ¿Con qué tasa de flujo
fluye el agua del recipiente si el nivel del agua en el mismo esta 2.5m por encima de la abertura?
Tema: Temperatura
Ejercicio 12.
En los siguientes enunciados, selecciona la opción correcta de los que se encuentran entre paréntesis.
1. _______________________(La temperatura/el calor) es una magnitud que está relacionada con lo caliente o frío de un cuerpo.
2. ______________________(El calorímetro/el termómetro) es un instrumento para medir la temperatura.
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3. Se dice que un cuerpo está en equilibrio térmico con otro cuando se encuentra a la misma _________________(temperatura/presión)
4. La temperatura más baja posible, corresponde a los ____________(0°C/0°K) 5. El termómetro clínico fue inventado por _________________(AndresCelcius/Thomas Albuff)
Tema: Escalas termométricas
Ejercicio 13.
1. ¿Qué termómetro esta graduado de 35°C a 42°C?
a) Termómetro de laboratorio de Física. b) Pirómetro óptico. c) Termómetro de máxima y mínima. d) Termómetro clínico.
2. ¿En qué escala el cero corresponde a la fusión del hielo?
a) Rankine b) Fahrenheit. c) Celcius. d) Kelvin.
3. El buteno hierve a 4°C, ¿Cuál es su temperatura Kelvin correspondiente?
4. Una persona tiene fiebre cuando su temperatura corporal es de 42°C, ¿Cuál es su temperatura
Fahrenheit correspondiente?
Tercer parcial
A. Termología B. Termodinámica
Temas: a) Dilatación longitudinal b) Calor y sus formas de trasmisión. c) Cantidad de calor. d) Trasmisión de calor e) Equilibrio térmico y energía interna f) Máquinas térmicas
Tema: Calor y sus formas de trasmisión
Ejercicio 14.
1. Investiga los siguientes conceptos:
a) Calor
b) Caloría
c) Joule
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2. Completa el siguiente cuadro, acerca de las formas de trasmisión de calor: Formas de trasmisión Definición Ejemplo de la vida cotidiana
1. Conducción
2. Convección
3. Radiación
Tema: Dilatación longitudinal
Ejercicio 15.
1. Investiga los siguientes conceptos:
a) Expansión térmica
b) Coeficiente de expansión lineal
2. Calcular el incremento de longitud de un alambre de aluminio que mide 60 m a una temperatura de
12°C, cuando se incrementa su temperatura a 32°C. Su coeficiente de expansión lineal del aluminio es
2.24 x 10-5 °C-1
Tema: Cantidad de calor
Ejercicio 16.
1. Investiga los siguientes conceptos:
a) Capacidad calorífica
b) Calor específico
2. Determina la capacidad calorífica de un bloque de aluminio que incrementa su temperatura 10°C
cuando se le proporcionan 9000 J de calor.
3. Determina la cantidad de calor ganado por 1 kg de plomo (en joules) para elevar su temperatura de
20°C a 120°C.
4. ¿Cuál es la masa de un cuerpo de calor específico 125.58 J/kg°C que al proporcionarle 4200 J de
calor incrementa su temperatura 15°C?
Tema: Equilibrio térmico y energía interna
Ejercicio 17.
1. Investiga los siguientes conceptos:
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a) Equilibrio térmico
b) Energía Interna
c) Conservación de la energía
Tema: Máquinas térmicas
Ejercicio 18.
1. ¿Qué es una máquina térmica? Explica.
2. Menciona al menos tres aplicaciones de la vida cotidiana en donde se vea reflejado el funcionamiento
de una Máquina térmica.
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Examen extraordinario Física 2
Nombre del
estudiante:
Grupo: FECHA:
Instrucciones: Contesta como se te solicita las siguientes preguntas:
1. ¿Qué significa para ti la palabra temperatura? Explica tu respuesta.
2. ¿Qué significa para ti la palabra calor? Explica tu respuesta.
3. De un horno se saca al rojo vivo un alfiler y un tornillo grande, ambos de acero. Ambos tienen la misma temperatura y se dejan caer en recipientes idénticos con la misma cantidad de agua la misma temperatura, ¿Cuál aumentará más rápidamente la temperatura del agua? Explica tu respuesta.
4. Si tu mamá intenta abrir un frasco de mermelada y no lo logra, ¿Qué tendrías que hacer, calentar o enfriar la tapa? Explica tu respuesta.
5. ¿Por qué puedes colocar tu mano brevemente dentro de un horno caliente (para pizzas o pollo) sin lastimarte, pero te quemarías si tocaras el metal interior del horno? Explica tu respuesta.
6. Imagina que estas involucrado en una misión de rescate de las víctimas de un accidente aéreo.
Mientras esperas la llegada de refuerzos necesitas conservar el mayor tiempo posible, a baja temperatura, unos medicamentos muy delicados. Para conseguir este objetivo sólo dispones en ese momento de cobijas de lana y recipientes metálicos encontrados en la cabina del avión. Dónde crees que se conservarán las medicinas frescas más tiempo, ¿dentro de los recipientes metálicos o envueltas en las cobijas de lana?
Explica tu respuesta.
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7. Escribe dos materiales conductores y dos aislantes del calor:
Aislantes: ________________________
Conductores: ______________________
8. Completa el siguiente cuadro, haciendo la conversión de unidades:
Temperatura del hielo que funde:
°C 32°F K
Temperatura del agua hirviente: °C 212°F K
Resuelve los siguientes problemas, indicando, datos, fórmula, operaciones y resultado o
contestando y explicando tu respuesta. Cada problema cuenta 2 aciertos.
9. ¿Cuál es el área de contacto de un objeto que ejerce una presión de 5000 Pa, con un peso de 7000 N? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)
10. Al aplicar una fuerza de 70N a un resorte, con constante igual a 380N/m, ¿Qué distancia se estirara? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)
11. Una persona tiene fiebre cuando su temperatura corporal es de 40°C, ¿Cuál es su temperatura Fahrenheit y en Kelvin correspondiente? (Valor del problema, 2 aciertos, incluye tu procedimiento)
12. Describe en un párrafo, ¿Qué tan importante es estudiar Física para tu vida?
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Formulario FísicaII. Concepto Fórmula Concepto Fórmula
Peso de un objeto
W = m g m = masa g = gravedad; donde g = 9.81 m/s2, o 32 pies/s2
Presión P=
F
A
A= área
F = fuerza o peso aplicado
Densidad ρ = 𝑚
𝑉
m = masa
V = volumen
Peso específico
Wesp = 𝑊
𝑉
Wesp = 𝑚 𝑔
𝑉
W = peso del objeto
V= volumen
m = masa
g = gravedad
Ley de Hooke (elasticidad)
F = k x
F= fuerza o peso que
actúa
k = constante del resorte
x = alargamiento o
elongación
Presión
hidrostática
P = Wesp h
P = ρ g h
Wesp = peso específico
h = altura del fluido
Empuje E = Vρ g = mg
m= masa
V = volumen; g =
gravedad
ρ = densidad
Prensa
hidráulica
Presión de entrada =
Presión de salida
𝐹1
𝐴1= 𝐹0
𝐴0
𝐹1 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝐴1
= é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝐴1
𝐹0 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝐴0
= é𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝐴0
Dilatación o expansión térmica
ΔL = Lo α ΔT
ΔL= aumento o
contracción de longitud.
Lo= Longitud inicial.
α = coeficiente de
expansión lineal
ΔT= Variación de la
temperatura.
Capacidad
calorífica C=
Q
ΔT
Q = calor absorbido o
cedido. ΔT = cambio de
temperatura.
Concepto Fórmula Concepto Fórmula
Tasa de flujo o gasto
R = A v
Ecuación de continuidad
A1 v1 = A2 v2
A1= área mayor de
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R= V
t
A = área de sección
transversal de tubería
v = velocidad del flujo t = tiempo V = volumen del fluido
A = π r2
r = radio de la tubería.
sección transversal 1
A2= área menor de
sección transversal 2
v1 = Velocidad de flujo
1
v2 = Velocidad de flujo
2
Torricelli
𝒗 = 2 𝑔
𝒗 = velocidad de salida
del fluido.
= altura del fluido
desde un agujero al nivel
del fluido.
Conversión de Centígrados a kelvin
TK= T°c + 273
TK = Temperatura en
Kelvin
T°c = Temperatura en
grados centígrados
Conversión de Kelvin a Centígrados
T°c= TK - 273
TK = Temperatura en
grados Kelvin
T°c = Temperatura en
grados centígrados
Conversión de Centígrados a Fahrenheit.
T°F= 9/5 T°c + 32
T°F = Temperatura en
grados Fahrenheit
T°c = Temperatura en
grados centígrados Conversión de Fahrenheit a Centígrados
𝑇°𝐶 =5 (𝑇°𝐹 − 32)
9
T°F = Temperatura en
grados Fahrenheit
T°c = Temperatura en
grados centígrados
Calor Específico Ce=
Q
mΔT
Q = calor absorbido o
cedido. ΔT = cambio de
temperatura.
m = masa
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