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REFUERZO DE VERANO – FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO
Cinemática
1. Una partícula se mueve a lo largo del eje X de tal manera que su posición varía con el tiempo según la ecuación x = 3t2 + 2, donde x se expresa en metros y t en segundos. Halla el módulo de la velocidad media en un intervalo de tiempo entre: a) 2 s y 3 s.-‐ b) 2 s y 2,1 s.-‐ c) 2 s y 2,01 s.-‐ d) 2 s y 2,001 s. Halla el módulo de la velocidad instantánea a los 2 s. 2. Un automóvil que se desplaza en línea recta a la velocidad de 80 km/h, se encuentra en al kilómetro 10 de la carretera. Halla en qué kilómetro se hallará al cabo de 2 h. halla la distancia recorrida en 2 h y cuánto tiempo tardará en llegar al kilómetro 250. 3. La posición de un móvil queda determinada por la ecuación s = 5 + 2t, en unidades del Sistema Internacional. Se desea saber el punto desde el que parte el móvil, la velocidad, la posición pasado un minuto, el espacio recorrido en ese minuto, lo que tarda en recorrer 200 m y cuándo estará a 200 m del origen. 4. La gráfica representa la posición de un móvil a lo largo del tiempo, cuya trayectoria es una recta. Halla: a) La distancia que recorre el móvil y su desplazamiento. b) La velocidad en cada uno de los tramos. c) Construye la gráfica v-‐t d) La velocidad media a lo largo del recorrido. 5. Desde un mismo lugar salen en dirección a un pueblo distante 150 km dos coches. ¿Cuánto tendrá que retrasar la salida uno de ellos, si se desea que lleguen al mismo tiempo a dicho pueblo, sabiendo que sus velocidades respectivas son 60 km/h y 75 km/h. 6. Dos coches salen de Granada a Madrid, uno al encuentro del otro, con movimiento uniforme y velocidades de 75 km/h y 88 km/h respectivamente. Halla el tiempo que tardarán en encontrarse y a qué distancia de Granada se producirá el encuentro si la distancia que separan ambas ciudades es 430 km aproximadamente. 7. Un guepardo observa a un antílope a 200 m de distancia. Cuando el antílope se percata de ello, sale huyendo. Suponiendo que el guepardo puede correr a una velocidad media de 30 m/s y el antílope a 20 m/s, ¿cogerá el guepardo a su presa si esta encuentra una guarida a 500 m? 8. La distancia entre Madrid y Barcelona es de unos 600 km. De los 600 km, 300 km se han hecho con una velocidad media de 120 km/h y los otros 300 km se han hecho con una velocidad media de 80 km/h.. Halla la velocidad media. 9. Para medir la distancia de la Tierra a la Luna se usa un rayo láser que tarda en volver a la Tierra 2,56 s. ¿Cuál es la distancia Tierra-‐Luna?. Velocidad de la luz 3.105 km/s. 10. Un tren de 150 m de largo lleva una velocidad constante de 72 km/h. Desde que la máquina entre en un puente hasta que sale el último vagón transcurren 25 s. ¿Cuál es la longitud del puente? Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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11. La gráfica adjunta expresa el movimiento de un cuerpo: a) ¿Qué clase de movimiento es. b) ¿Cuál es la aceleración en cada tramo? c) Halla el espacio recorrido en los 40 s. 12. Un movimiento de trayectoria recta está descrito por la ecuación s = 5 + 8t + 2t2, en unidades de S. I. Halla: a) ¿Dónde está el móvil cuando se pone en marcha el cronómetro?.-‐ b) ¿Cuánto vale la velocidad en ese instante?.-‐ c) ¿Cuánto vale la aceleración?.-‐ d) ¿En qué instante la velocidad es de 20 m/s?, ¿dónde se encuentra en ese instante?.-‐ e) ¿Cuándo pasará por un punto situado a 100 m del observador?, ¿qué distancia habrá recorrido?, ¿cuánto vale la velocidad?.-‐ f) ¿Cuánto tarda en recorrer, a partir del instante inicial, 25 m?, ¿tardará el doble en recorrer 50 m? 13. En la gráfica v-‐t, indicar qué tipo de movimiento posee en cada tramo y el espacio total recorrido: 14. Un tren sale de una estación con una aceleración de 6 m/s2. ¿Qué velocidad alcanzará en 10 s?. ¿Qué espacio ha recorrido en ese tiempo? 15. Un móvil tiene una aceleración de – 2 cm/s2 y queda en reposo al cabo de 30 s.-‐ a) ¿Cuál es su velocidad inicial?.-‐ b) ¿Qué espacio ha recorrido? 16. Un tren que lleva una velocidad de 72 km/h, recorre desde el momento que frena hasta el momento de pararse, 150 m. Suponiendo que la aceleración es cte, halla su valor y el tiempo que tarda en detenerse. 17. Un motorista va a 72 km/h y accionando el acelerador consigue en 1/3 de minuto la velocidad de 108 km/h. Halla la aceleración durante ese tiempo y el espacio recorrido en ese tiempo. 18. ¿Qué velocidad lleva un coche que, sometido a una aceleración de – 0,4 m/s2, sigue rodando 15 m. ¿Cuánto tiempo tardará en detenerse? 19. Se lanza verticalmente hacia arriba una piedra con una velocidad inicial de 40 m/s. ¿Qué altura alcanzará la piedra?. ¿Cuánto tiempo tardará en llegar de nuevo al suelo? 20. ¿Con qué velocidad inicial hay que lanzar un cuerpo hacia arriba para que llegue a una altura de 45 m del punto de partida?. Halla el tiempo que tardará en regresar de nuevo al punto de partida. 21. Se lanza vertical mente hacia arriba un cuerpo con una velocidad inicial de 30 m/s. Halla el tiempo que tarda en pararse y la altura máxima alcanzada. Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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22. Un tren marcha a una velocidad de 72 km/h y frena a razón de 180 m/min2. Halla: a) Velocidad del tren pasados 3 minutos.-‐ b) Espacio recorrido en ese tiempo.-‐ c) Tiempo que tardará en pararse. 23. Las gráficas siguientes representan la evolución de la velocidad respecto al tiempo para cuatro móviles distintos. Halla para cada uno de ellos: a) Velocidad inicial.-‐ b) Aceleración.-‐ c) Ecuación de la velocidad.-‐ d) La velocidad en el instante 1,5 s.-‐ e) El instante en el que la velocidad de los móviles es de 7 m/s.
24. Un tren parte de una estación con aceleración constante; al cabo de 10 s alcanza una velocidad de 72 km/h, que la mantiene durante 2 minutos. Al llegar a la estación siguiente frena uniformemente recorriendo 200 m hasta pararse. Si el movimiento es rectilíneo, halla: a) La aceleración en el primer tramo.-‐ b) La distancia recorrida mientras acelera.-‐ c) La aceleración en el último tramo.-‐ d) El tiempo que ha estado en movimiento.-‐ e) La distancia recorrida en total.-‐ f) Construye las gráficas v-‐t y a-‐t. 25. Un conductor ve un semáforo en rojo y comienza a frenar a 40 m de él. Si tarda el coche en detenerse 4 s y no comete infracción, halla la máxima velocidad a la circulaba y expresa el resultado en km/h. 26. Dos móviles paren simultáneamente del mismo punto y en el mismo sentido, deslizándose sobre una recta. El 1º está animado de movimiento uniforme con velocidad de 100 cm/s. El 2º se mueve, partiendo del reposo, con aceleración constante de 4 cm/s2. ¿Cuánto tiempo tardarán en reunirse de nuevo y qué espacio habrán recorrido en ese instante? 27. Un móvil parte del reposo y de un punto A, con movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado de aceleración 10 cm/s2; tarda en recorrer una distancia BC = 105 cm en 3 s y, finalmente lega al punto D, CD = 55 cm. Halla: a) La velocidad del móvil en los puntos B, C y D.-‐ b) La distancia AB.-‐ c) El tiempo invertido en el recorrido AB y en el CD.-‐ d) El tiempo total en el recorrido AD. 28. Halla el espacio recorrido por el móvil Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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Estática
1. Un peso de 1000 N cuelga de una cuerda como se indica en las figuras. Halla la intensidad de la fuerza que ejerce cada cuerda para sostener dicho peso.
2. Dos fuerzas tienen de módulos 3 N y 5 N y sus direcciones forman ángulos de 30º y 60º, respectivamente, con la horizontal. Halla la resultante de su suma. 3. La resultante de dos fuerzas paralelas de 6 y 4 N es de 2 N. ¿Es posible?. Halla el punto de aplicación de la resultante. 4. Dos personas A y B transportan un peso de 150 N colgado de una barra de 3 m cuyos extremos apoyan en sus hombros. ¿En qué punto de la barra debe colgar la masa para que A soporte el triple de peso de B? 5. Dos fuerzas de sentido contrario están aplicadas a los extremos de una barra de 5 m de longitud. Si los módulos de las fuerzas son 10 y 5 N, halla el módulo de la fuerza resultante y su punto de aplicación. 6. Dos individuos transportan una carga de 120 N, suspendida de una barra que se apoya por los extremos en los hombros de los mismos. Sabiendo que la carga dista de uno doble que del otro, calcula el peso que soporta cada individuo. 7. La resultante de dos fuerzas paralelas de sentido contrario tiene de valor 27 N y está situada a 1 m de la fuerza mayor. ¿Cuánto vale la fuerza menor si la distancia que separa ambas fuerzas es de 3 m?
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Dinámica
1. Un cuerpo de 5 Kg de masa está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal. Se le aplica una fuerza de 10 N, paralela a la superficie. Halla la velocidad que poseerá a los 3 s. Se desprecian rozamientos. 2. El motor de un automóvil de 1250 Kg de masa es capaz de suministrar una fuerza de 6.000 N, pero los rozamientos con el suelo ejercen una fuerza en sentido contrario al avance de 1.000 N. ¿Cuál es la aceleración que adquiere el automóvil? 3. Sobre un cuerpo de 3 Kg de masa actúan dos fuerzas en sentido contrario, una de 8 N y otra de 20 N. ¿Qué aceleración adquiere la masa? 4. ¿Puede juzgarse la masa de un cuerpo por su tamaño?. Si un cuerpo A es el doble de grande que otro B, ¿significa que mA = 2mB? 5. Si un cuerpo carece de aceleración ¿Se puede asegurar que no actúa ninguna fuerza sobre él? 6. En la publicidad de un nuevo modelo de coche, cuya masa es de 1296 Kg, se afirma que partiendo del reposo es capaz de alcanzar los 100 Km/h en 9 s acelerando constantemente. Halla la fuerza ejercida por el motor. No existen rozamientos. 7. ¿Cuánto tiempo debe actuar una fuerza de 100 N sobre un cuerpo de 20 Kg de masa, inicialmente en reposo, para que alcance una velocidad de 72 Km/h? 8. Un cuerpo de 2 Kg. de masa se encuentra sobre un plano inclinado 30o. El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano es 0,2. Halla: a) la aceleración con que desciende si lo dejamos libre. b) La fuerza que hay que ejercer sobre él para que descienda con velocidad constante. 9. Empujamos una masa de 50 Kg apoyada sobre una superficie horizontal, ejerciendo una fuerza de 120 N. Si el coeficiente de rozamiento entre la mesa y la masa es de 0,16, ¿con qué aceleración se mueve la masa? 10. Con una fuerza de 198 N se eleva un cuerpo a 20 m en 20 s. Halla el peso de dicho cuerpo. 11. Un cuerpo de 5 Kg de masa ha realizado los movimientos que se describen: v(m/sg) v(m/sg) v(m/sg) 15 15 15 10 10 10 5 5 5 t(sg) t(sg) t(sg) 3!!!!!4!!!!5 5 Halla en cada caso la fuerza a la que ha estado sometido el cuerpo. 12. Un cuerpo de 10 kg de masa se desliza bajando sobre un plano inclinado 30º sobre la horizontal. El plano tiene una longitud de 5 m y a continuación de él hay un plano horizontal. El coeficiente de rozamiento del cuerpo con el plano es de 0,25, y del cuerpo con el plano horizontal de 0,3. El cuerpo comienza a m overse desde la parte superior del plano inclinado. Determinar: a. Velocidad del cuerpo al llegar al final del plano inclinado. b. Espacio recorrido en el plano horizontal hasta que se para. Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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13. Un giradiscos gira a 33 r.p.m. y tiene un diámetro de 30 cm. Halla: a) Periodo y frecuencia del movimiento circular. b) La velocidad lineal de un punto situado en el borde del disco. c) El ángulo descrito en 2 s. d) el espacio recorrido por un punto del borde del disco en 2 s. e) La aceleración normal de un punto del borde. 14. Una centrifugadora de 100 cm de radio gira a la velocidad de 120 vueltas/min.. Hallar la velocidad lineal de un punto de la periferia. 15. Un reloj de torre tiene tres esferas de radios 1 m, 0,5 m y 0,25 m destinados a medir respectivamente horas, minutos y segundos. ¿Qué velocidad lineal tienen las manecillas de cada esfera y cuál es la velocidad angular en vueltas por minuto de la manecilla del segundero? 16. En las ferias suele verse la siguiente atracción: cuatro o cinco ponis, con niños en sus lomos, van en círculo, y una persona los sujeta con cuerdas desde el centro de la circunferencia. a) ¿ Por qué no van los ponis hacia la persona que está en el centro si ésta tira de ellos hacia si?. b) Si los ponis dan una vuelta cada 3 s, ¿cuál es su velocidad angular en unidades internacionales y en r.p.m.? c) ¿Cuál es el periodo y frecuencia del movimiento? 17. Todos los seres de la Tierra, en su movimiento de rotación alrededor de su eje, llevan una velocidad lineal y una velocidad angular. ¿¿Cuál de ellas es común en todas?. ¿Cuál no lo es? 18. Halla la velocidad lineal y angular de la rueda de un coche de 60 cm de radio cuando circula a 72 km/h. 19. ¿Qué espacio recorre en 30 sg. un punto exterior de una rueda de bicicleta de 50 cm de radio que lleva una velocidad angular de 10 rad/s. 20. Halla la velocidad angular de la Tierra alrededor del Sol suponiendo que la trayectoria es circular. 21. ¿A qué distancia de la Tierra se encuentra un punto, sobre la recta que une los centros de la Tierra y la Luna, en que la intensidad del campo gravitatorio terrestre es doble que la intensidad del campo gravitatorio en la Luna? Distancia entre centros TierraLuna = 3,84.105 km y la masa de la Tierra = 81 masas lunares. 22. La masa del Sol es 324440 veces mayor que la de la Tierra y su radio 108 veces mayor que el terrestre. ¿Cuál será la altura alcanzada por un proyectil que se lanzase verticalmente hacia arriba desde la superficie solar, a una velocidad de 720 km/h? 23. Una persona pesa en la Tierra 588 N. ¿Cuál será su peso en un astro sabiendo que el radio de dicho astro es 0,27 el radio de la Tierra y su masa 0,812 la masa de la Tierra? 24. Una masa de 54 Kg dista 1 m de otra masa de 72 kg. ¿Cuál es la fuerza de atracción gravitatoria entre ellas?. Si ambas masas están libres para moverse, ¿Cuáles son sus respectivas aceleraciones en ausencia de otras fuerzas? 25. ¿A qué altura sobre la superficie terrestre debe situarse una persona para que su peso disminuya a la mitad? 26. Hallar la masa de un planeta sabiendo que su radio es el doble del de la Tierra y que un cuerpo de 80 kg. de masa pesa en dicho planeta 1000 N. RT =6370 km. 27. Si cuando aplicamos a un determinado muelle una fuerza de 20 N le provoca un alargamiento de 30 cm, calcular: a) La fuerza que producirá un alargamiento de 20 cm. b) El alargamiento producido por una fuerza de 100 N Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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Fluidos
1. Si la densidad del agua del mar es 1,12 gr/cm3: a) ¿cuál es la presión que soporta un batiscafo a 5.000 m de profundidad? b) ¿qué fuerza tendría que hacer un marinero para abrir una escotilla de 0,5 m2 de superficie a esa profundidad? c) Si un elefante tiene una masa de 6.300 kg, ¿Cuántos elefantes podríamos levantar con esa fuerza?
2. Un elevador hidráulico tiene dos émbolos de superficies 10 cm2 y 600 cm2, respectivamente. Se quiere levantar un coche situado sobre el émbolo grande que tiene una masa de 1.200 kg. a) ¿Qué presión ejerce el coche sobre el elevador? b) ¿Cuánto vale la presión sobre el émbolo pequeño? c) ¿Qué fuerza hay que aplicar sobre el émbolo pequeño para igualar esa presión? d) Pascal afirmaba que un solo hombre podía levantar a 100 hombres, utilizando un elevador hidráulico cuyo émbolo mayor tenga una superficie 100 veces mayor que el émbolo pequeño, ¿es cierto, por qué?
3. El Ictíneo fue el primer submarino español, creado por Monturiol, que se sumergió en el puerto de Barcelona en 1.859. Tenía una superficie de 15 m2. Supongamos que descendiera a 20 m de profundidad. a) ¿Qué volumen de agua tenía encima? b) Si la densidad del agua de mar es de 1,12 gr/cm3, ¿qué masa de agua tenía encima? c) ¿Cuánto pesaba toda esa agua? d) ¿Qué presión soportaba el Ictíneo?
4. Tenemos una lámina alargada de un material desconocido. La ponemos sobre el agua y vemos que flota, pero con dificultades. Ahora nos dan una bola del mismo material y del mismo peso que la lámina ¿Flotará? Y si la bola pesa diez veces más que la lámina ¿flotará?
5. Tenemos tres piezas de materiales y tamaños diferentes A, B y C. Inicialmente las sumergimos en agua y observamos como, al cabo de unos instantes, la pieza A ha ascendido a la superficie y flota; la pieza B permanece donde la hemos depositado y la pieza C se ha hundido. Podemos afirmar que: a) La pieza C pesa más que la A. b) La pieza A es mas densa que la B. c) Podemos decir con poco margen de error que la pieza B tiene una densidad de 1 gr/cm3. d) La pieza A pesa menos que el agua. Por eso flota. e) La masa de la pieza B es mayor que la de la pieza A.
6. Con una madera de densidad 0,7 gr/cm3. se talla un cubo de 1 dm de arista. Este cubo flota en el agua y en aceite de densidad 0,9 gr/cm3. ¿Qué altura tiene la porción sumergida en cada caso?. ¿qué fuerza hay que ejercer sobre el cubo, cuando está sumergido en aceite, para que se sumerja por completo?
7. Un cuerpo pesa en el aire 280 pondios; en el agua 190 pondios y en alcohol 210 pondios. Halla la densidad del cuerpo y del alcohol.
8. Se desea averiguar la aceleración con que asciende o desciende un globo de las siguientes características: Volumen 10 m3, peso de la barquilla y accesorios 30 kp. El globo está lleno de hidrógeno de densidad 0,089 gr/litro. Densidad del aire 1,3 gr/litro.
9. Un náufrago de 65 kg de masa ha conseguido salvarse subiéndose a una tabla de densidad 0,5 gr/cm3. y de dimensiones 4 m de larga, 2 m de ancha y 0,5 m de alta. De repente otro náufrago de 90 kg de masa intenta subir a la tabla. ¿Se hundirá esta?. En caso negativo indicar la longitud de la parte que está sumergida. Tomar para la densidad del agua 1 gr/cm3.
10. Un globo lleno de hidrógeno tiene un volumen de 800 m3 y el material del globo y la barquilla pesan 5600 N. Halla: a) La fuerza ascensional. b) ¿Podría llegar a los 17 km de altura?. Datos: densidad del aire 1,3 g/l; densidad del hidrógeno 0,09 g/l. Supón que a 17 km de altura la densidad del aire es 20 veces menor que al nivel del mar. Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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Energía térmica – Calor
1. Un cuerpo ha absorbido 200 cal y otro 100 cal. ¿Cuál de los dos adquiere mayor temperatura? 2. Se comunica el mismo número de calorías a 1 kg de plomo y a otro de agua. ¿En cuál de los dos aumentará más la temperatura?. ¿Cuál de los dos nos proporcionará mayor sensación de calor? 3. Un kilogramo de agua y otro de plomo bajan desde la temperatura de 80 ºC a 0 ºC. ¿Cuál de los dos desprende más calor? 4. ¿Qué cantidad de calor desprende 1 litro de agua al pasar de 100 ºC a 15 ºC? Ce del agua= 1 cal/gr ºC 5. ¿Qué temperatura tenía un bloque de 3 kg de plomo si después de aplicarle 20900 J tiene una temperatura de 65 ºC?
6. Si con el calor producido al quemar 500 gr de madera calentamos 30 l de agua, que está a la temperatura de 2 ºC, ¿ Qué temperatura adquirirá?. Supóngase que la combustión de 1 gr de madera suministra 400 cal y que se aprovecha 1/4 del calor desprendido. Ce= 1 cal/gr ºC.
7. Un recipiente contiene 800 gr de agua a 7 ºC. Si sumergimos en ella 500 gr de cierto metal que se halla a 100 ºC, la temperatura final es de 12 ºC. ¿Cuál es el calor específico del metal?
8. Queremos obtener 140 l de agua a 38 ºC mezclando agua a 18 ºC con agua a 88 ºC. Halla en número de litros que hemos de agregar de cada clase.
9. Un proyectil de plomo de 30 gr. de masa se incrusta en un blanco con una velocidad de 300 m/sg. Si la mitad del calor producido pasa al proyectil, ¿cuánto se elevará la temperatura?
10. ¿Qué cantidad de calor hay que suministrar a una masa de hielo de 50 gr que está a –10 ºC para que se transforme en vapor de agua a 100 ºC? Datos: Ce del agua 1 cal/gr ºC; Ce del hielo 0,5 cal/gr ºC; Lf del hielo 80 cal/gr; Lv del agua 540 cal/gr
11. En un vaso hay 200 gr de agua a 50 ºC. Puesto a la intemperie se convierte en hielo a una temperatura de –5 ºC. Halla el calor desprendido.
En un calorímetro con 500 g de agua a 18 ºC se introducen 150 g de cobre a 100 ºC. Si la temperatura final es de 20,2 ºC, ¿cuál es el calor específico del cobre?
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REFUERZO DE VERANO – AMPLIACIÓN DE FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO
Reacciones químicas 1. Responde a estas cuestiones: a. ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 0,1 moles de nitrato de bario? b. ¿Cuántos moles de átomos de nitrógeno hay en 0,1 moles de nitrato de bario? c. ¿Cuántos moles de átomos de oxígeno hay en 0,15 moles de nitrato de bario? d. ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 5,22 gr de nitrato de bario? e. ¿Cuántos átomos de bario hay en 0,1 moles de nitrato de bario? 2. ¿Dónde existe mayor número de átomos: a) ¿En 0,5 moles de dióxido de azufre? b) ¿En 14 g de nitrógeno? c) ¿En 67,2 litros de helio medidos en c.n.? d) En 4 g de hidrógeno? 3. Arden 50 litros de hidrógeno medidos en c.n. a) ¿Qué cantidad de agua se producirá?. b) ¿Qué volumen de aire medido en esas condiciones se necesitará para la combustión?. El aire tiene un 20% en volumen de oxígeno. O =16; H =1 4. Han reaccionado 12 gr de calcita pura (carbonato cálcico) con exceso de ácido clorhídrico. Halla: a) volumen de dióxido de carbono obtenido a 20 ºC y 0,9 atm. de presión. b) La cantidad de agua producida en la reacción. c) La cantidad de cloruro cálcico obtenido. Ca = 40; Cl = 35,5; O = 16; H =1. 5. Han reaccionado totalmente 6,35 gr de cinc con ácido clorhídrico diluido, dando cloruro de cinc e hidrógeno. a) Halla la cantidad de cloruro de cinc obtenido en la reacción. b) ¿Qué volumen de hidrógeno podrá ser obtenido a 17 ºC y 1 atm de presión?. Cl = 35,5 Zn = 65. 6. Para obtener oxígeno en el laboratorio suele partirse del clorato potásico, que al calentarse da además cloruro potásico. a) Halla los g de clorato potásico necesarios para obtener 2 litros de oxígeno en c.n. b) ¿Cuántos g de cloruro potásico han resultado? Reacción: clorato potásico-‐-‐-‐> oxígeno + cloruro potásico. K = 39; Cl = 35,5; O =16. 7. Se calcinan 2 g de carbonato cálcico hasta la descomposición total. Halla: a) Los g de óxido de calcio que pueden obtenerse. b) Los gr de dióxido de carbono desprendido. c) Volumen de dióxido de carbono si se mide a 47 ºC y 0,9 atm. Ca = 40; O = 16; C = 12. Reacción: carbonato cálcico-‐-‐-‐>óxido de calcio +dióxido de carbono.
8. Se queman al aire libre 10 kg de antracita, cuya riqueza en carbono es del 95%. Halla: a) volumen de dióxido de carbono formado en la combustión completa de la antracita. b) El volumen de aire necesario para la reacción. El aire contiene un 20% en volumen de oxígeno.
9. Diez gramos de un mineral que tiene un 60% de cinc, se hacen reaccionar con una disolución de ácido sulfúrico del 96% en peso de riqueza y densidad 1,823 g/c.c. Halla: a) El peso de sulfato de cinc producido. b) El volumen de hidrógeno producido, si las condiciones del laboratorio son 25ºC y 740 mm de Hg. c) El volumen de disolución de ácido sulfúrico necesario para la reacción. S = 32; O = 16; H = 1; Zn = 65. Reacción: ácido sulfúrico + cinc-‐-‐-‐> sulfato de cinc + hidrógeno Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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10. En la tostación de la pirita, disulfuro de hierro, se produce la reacción: disulfuro de hierro + oxígeno-‐-‐-‐>óxido férrico + dióxido de azufre. Para 1 Tm de pirita que contenga un 70% de disulfuro, halla: a) Volumen de dióxido de azufre desprendido. b) Cantidad de hierro extraíble del óxido férrico formado. c) Volumen de aire, medido en c.n., necesario para tostar toda la pirita. Fe = 56; S = 32; O = 16. 11. Responde a las siguientes cuestiones: a. Halla el número de átomos existentes en 120 gr de Ca. b. Halla el número de moléculas existentes en 85 gr de amoniaco. c. Halla el número de moléculas de dióxido de nitrógeno existentes en 11,2 litros de dióxido en c.n. 12. Halla la densidad, en c.n., del trióxido de dinitrógeno. 13. Sabiendo que el ácido bromhídrico reacciona con el hierro metal para originar bromuro férrico e hidrógeno, halla las cantidades que intervienen en la reacción si se disponen de 10 g de hierro. Br = 80. 14. ¿Qué volumen de oxígeno, medido a 780 mm de Hg y 30 ºC, se necesitan para oxidar 4 g de hierro a óxido férrico. 15. Se tiene una muestra de galena, sulfuro plumboso, con una riqueza en mineral del 75%. a) ¿Qué cantidad de óxido plumboso se obtendrá al tostar media tonelada de galena? b) ¿Qué volumen de dióxido de azufre medido a 740 mm de Hg y 27 ºC se obtendrá? Pb = 207 galena + oxígeno –––––– > dióxido de azufre + óxido plumboso 16. Halla el número de oxidación de cada elemento en los compuestos: Dicromáto potásico. Bromato de sodio. Peroxodisulfato de sodio (Na2S2O8). Óxido cuproso. Ión nitrato. Ión sulfato. Ión fosfato. Aluminio. 17. Indica quién es el oxidante y el reductor en la reacción de una sal férrica y una sal estannosa a una sal ferrosa y una sal estánnica. 18. Indica si se da una oxidación o una reducción en los siguientes procesos: a) un átomo pasa a un ión positivo.-‐ b) En la descarga de un ión negativo.-‐ c) en la descarga de un ión positivo. 19. Indica cuál es el oxidante u cuál el reductor en las siguientes reacciones: a. Cloro + sulfito de sodio + agua à ácido clorhídrico + sulfato de sodio b. Estaño + yodo à yoduro estánnico. c. Fósforo + ácido nítrico à ácido fosfórico + dióxido de nitrógeno + agua d. Yoduro potásico + dióxido de manganeso + ácido sulfúrico à yodo + sulfato manganoso + sulfato potásico + agua. e. Ácido clorhídrico + dicromato potásico à cloruro crómico + cloro + cloruro potásico + agua
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Energía mecánica – trabajo 1. Dos cuerpos tienen la misma masa, siendo la velocidad de uno doble que la del otro. ¿Cómo son sus respectivas energías cinéticas?
2. Sea un cuerpo de 10 kg de masa inicialmente en reposo. Sobre él ejercemos una fuerza de 100 N durante 10 s. a) Halla el trabajo realizado sobre el objeto. b) Si transcurridos 10 s frenásemos el objeto hasta adquirir una velocidad de 5 m/s, ¿qué trabajo habría realizado el objeto sobre nosotros?
3. Un cuerpo de 4 kg de masa se mueve hacia arriba por un plano inclinado 20º. Sobre el cuerpo actúan las siguientes fuerzas: una horizontal de 80 N, una paralela al plano de 100 N en el sentido del movimiento y la fuerza de rozamiento, de 10 N. El cuerpo se traslada 20 m a lo largo del plano. Halla el trabajo que realiza cada fuerza, así como el trabajo resultante.
4. Sobre un vehículo de 1000 kg de masa, que circula con una velocidad de 20 m/s, actúa una fuerza constante de 10.000 N en el sentido del movimiento. El vehículo recorre 100 m. El coeficiente de rozamiento entre los neumáticos y el suelo es 0,3. Halla: a) El trabajo realizado por la fuerza aplicada. b) El trabajo realizado por el rozamiento. c) El trabajo realizado por la fuerza resultante. d) La velocidad del coche cuando ha recorrido 100 m.
5. Un vehículo de 1200 kg de masa se mueve por una carretera horizontal a la velocidad de 108 km/h. Si el coeficiente de rozamiento con el suelo es 0,2 y en un momento determinado deja de actuar la fuerza del motor, sin aplicar los frenos, halla: a) La energía cinética que llevaba inicialmente. b) La fuerza de rozamiento. c) El trabajo de la fuerza de rozamiento. d) La distancia recorrida hasta detenerse el vehículo.
6. Un trineo de 20 kg de masa se desliza cuesta abajo desde una altura de 20 m el trineo parte del reposo y tiene una velocidad de 16 m/s al llegar al final de la pendiente. Halla la pérdida de energía debida al rozamiento.
7. Halla la velocidad con que sale, después de haber atravesado un tablón de 5 cm de grueso que opone una resistencia media de 1800 N, una bala que, al llegar al tablón, tenía una velocidad de 550 m/s y su masa es de 15 g.
8. Halla el trabajo que hay que realizar para elevar un cuerpo de 2 kg de masa hasta una altura de 2 m: a) con velocidad constante. b) con una aceleración de 1 m/s2.
9. Sobre un muelle vertical se apoya, con velocidad nula, un cuerpo de 10 kg de masa. El muelle experimenta una compresión de 5 cm. Halla la deformación del muelle si el cuerpo se deja caer desde una altura de 100 cm.
10. Un balón de 0,7 kg de masa rueda por el césped a una velocidad de 5 m/s. Halla la variación de energía cinética que experimente el balón y el césped. Si el balón recorre 75 m antes de detenerse, halla la fuerza de rozamiento, supuesta constante, que ha estado frenándolo durante su recorrido.
11. Al tirar horizontalmente con una fuerza de 10 N, de un cuerpo apoyado en una superficie horizontal, se desplaza 10 m. Halla el trabajo realizado si la masa del cuerpo es de 2 kg y el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es 0,1.
12. Un cuerpo de 15 kg de masa cae desde una altura de 15 m y llega al suelo en 2 s. ¿Qué fuerza de rozamiento hace el aire?. ¿Cuánta energía se ha perdido?. ¿Qué velocidad llevaba el cuerpo al llegar al suelo?. Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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Energía de las ondas
1. Calcula la frecuencia y el período de una radiación cuya longitud de onda es de 3000 nm. 2. La velocidad del sonido en cierto material es de 1500 m/s. Calcula el periodo y la longitud de onda de una onda sonora de 1000Hz. 3. Una onda luminosa que se propaga en el vacío tiene una longitud de onda de 580 nm ¿Cuáles son su periodo y su frecuencia? 4. a) Un rayo de luz monocromática emerge al aire, desde el interior de un bloque de vidrio, en una dirección que forma un ángulo de 30º con la normal a la superficie. Dibuja en un esquema los rayos incidente y refractado y calcula el ángulo de incidencia y la velocidad de propagación de la luz en el vidrio. b) ¿Existen ángulos de incidencia para los que no sale luz del vidrio? Explica este fenómeno y calcula el ángulo límite. 5. Un rayo incide perpendicularmente contra la superficie plana del agua de un pantano. ¿Cuál es la dirección y sentido del rayo refractado? 6. El índice de refracción de un vidrio es 1,52. ¿Cuál es la velocidad de la luz en ese vidrio? 7. Una onda electromagnética tiene en el vacío una longitud de onda de 5·∙10-‐7 m. a) Explique qué es un onda electromagnética y determine la frecuencia de la onda indicada. b) Al entrar la onda en un medio material su velocidad se reduce a 3c/4. Determine el índice de refracción del medio y la frecuencia y la longitud de onda en ese medio. 8. ¿Cuál es la diferencia de velocidad que experimenta la luz cuando pasa del aire al agua? Datos: nagua=1’3 9. Un rayo de luz blanca incide desde el aire sobre una lámina de vidrio con un ángulo de incidencia de 28°. a) Calcula los ángulos de refracción de los rayos rojo y azul, componentes de la luz blanca. b) ¿Qué ángulo formarán entre sí en el interior del vidrio los rayos rojo y azul? Datos: Los índices de refracción absolutos del vidrio para estos colores son nr=1’612 y na=1’671. 10. Un rayo de luz incide, con un ángulo de 30º, sobre la superficie de una disolución de metanol cuyo índice de refracción es 1,33. ¿Cuáles son los ángulos de reflexión y refracción? 11. Un rayo de luz monocromática, que se propaga en un medio de índice de refracción 1,58, penetra en otro medio, de índice de refracción 1,24, formando un ángulo de incidencia de 15º en la superficie de discontinuidad entre ambos medios. Determina el valor del ángulo de refracción y calcula el valor del ángulo límite para estos medios. 12. Un foco sumergido de una piscina está orientado de manera que su luz incide con un ángulo de 40º con la superficie del agua. Determina el ángulo que forma con la vertical esa luz cuando sale de la piscina. (El índice de refracción de la luz en el agua es 1,3).
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