Descripción general de ciencias físicas

¿Cuál es la diferencia de energía potencial entre estos tres objetos?

• Una cereza crece en un cerezo.
• Una plataforma de cemento se levanta 50 pies del suelo mediante una grúa.
• Una semilla de caléndula espera que la brisa la libere de su flor.

• La energía potencial es la misma entre todos los objetos.

• La energía potencial es mayor para los objetos más pesados más alejados del suelo.

• La energía potencial es menor para los objetos más alejados del suelo.

• La energía potencial es mayor para la paleta de cemento, pero lo mismo para la cereza y la semilla de caléndula.

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Cuatro amigos empujaron cada uno un barril a una distancia de 25 metros. Si el barril de Barney se acelera a 0.45 m/s² ¿cuál es la masa aproximada de su barril?

La cantidad de tiempo que le tomó a cada persona empujar un barril los 25 metros y la fuerza que utilizó cada persona se registran en la tabla.

Nota Tenga en cuenta el siguiente factor de conversión: 1 kilogramo 2.2 libras.

Masa y Peso

La masa y el peso no son lo mismo, pero a veces se usan uno en lugar del otro fuera de los círculos científicos. La diferencia entre los dos es importante cuando se discuten conceptos científicos. La masa es una medida de la cantidad de materia que forma un objeto. La masa de este objeto sería la misma si estuviera aquí en la Tierra o en el espacio, donde los efectos de la gravedad se reducen considerablemente. Por otro lado, el peso de un objeto está directamente relacionado con la gravedad en la ubicación del objeto. Su peso en la Tierra es mayor que su peso en la Luna porque la gravedad de la Tierra es más fuerte que la gravedad de la Luna.

El peso de un objeto se calcula multiplicando la masa de un objeto (en kilogramos) por la aceleración debida a la gravedad en la ubicación del objeto (en metros por segundo al cuadrado). Dado que el peso es un tipo de fuerza, se mide en newtons.

Información útil:
1 newton (N) = 1 kilogramo (kg) • metros (m) ÷ segundos² (s² )
Aceleración debida a la gravedad en la superficie terrestre: 9.8 m/s²
Fuerza = Masa (en kilogramos) x Aceleración (en metros por segundo al cuadrado)

Trabajo y Potencia

El trabajo, en un contexto científico, es lo que se obtiene cuando algún tipo de fuerza mueve algo a cierta distancia. Por ejemplo, si un melocotón cae de un árbol, la fuerza gravitacional tira del melocotón hacia abajo una cierta distancia (la distancia desde la rama hasta la superficie de la Tierra). Trabaja cuando empuja una caja pesada por el suelo de su casa. El trabajo se mide en newton-metros o “joules,” La potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo y se mide en vatios.

Fórmulas y constantes importantes:

Fuerza = Masa (en kilogramos) x Aceleración (en metros por segundo al cuadrado)

Trabajo = Fuerza (en newtons) x Distancia (en metros)

Potencia = Trabajo (en joules) ÷ Tiempo (en segundos)

• 36 kg

• 40 kg

• 42 kg

• 45 kg

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Andrew levantó 30 bolsas de 8 kg de comida para conejos del suelo a la plataforma de su camión de 1.2 metros en 8 minutos. Jack colocó 25 bolsas de zanahorias de 10 kg en el mismo camión en 6minutos. ¿Quién trabajó más?

• Andrew

• Jack

• No hay suficiente información para determinar la respuesta.

• Ambos hicieron la misma cantidad de trabajo

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Cuatro amigos empujaron cada uno un barril a una distancia de 25 metros. Si el barril de Fred pesa 40 libras, ¿qué tan rápido se acelera el barril?

La cantidad de tiempo que le tomó a cada persona empujar un barril los25 metros y la fuerza que utilizó cada persona se registran en la tabla.

Tenga en cuenta el siguiente factor de conversión: 1 kilogramo 2.2 libras.

Trabajo y Potencia

El trabajo, en un contexto científico, es lo que se obtiene cuando algún tipo de fuerza mueve algo a cierta distancia. Por ejemplo, si un melocotón cae de un árbol, la fuerza gravitacional tira del melocotón hacia abajo una cierta distancia (la distancia desde la rama hasta la superficie de la Tierra). Trabaja cuando empuja una caja pesada por el suelo de su casa. El trabajo se mide en newton-metros o “joules,” La potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo y se mide en vatios.

Fórmulas y constantes importantes:

Fuerza = Masa (en kilogramos) x Aceleración (en metros por segundo al cuadrado)

Trabajo = Fuerza (en newtons) x Distancia (en metros)

Potencia = Trabajo (en joules) ÷ Tiempo (en segundos)

• 0.45 ᵐ⁄ₛ²

• 0.99 ᵐ⁄ₛ²

• 2.20 ᵐ⁄ₛ²

• 2.22 ᵐ⁄ₛ²

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Una pelota de 10 kg debe moverse desde el suelo hasta una altura de 7 metros. Hay dos formas posibles de mover la bola a esa altura: una levantando la bola directamente hacia arriba y la otra empujando la bola hacia arriba en el plano inclinado. Cuando la pelota se levanta hacia arriba, la pelota se mueve directamente contra la fuerza vertical de la gravedad (9.8 ⁠ᵐ⁄ₛ² mass). Cuando la bola se empuja hacia arriba en el plano inclinado, el ángulo en el que se empuja disminuye la cantidad de fuerza gravitacional que actúa sobre la bola en la dirección del empuje. Se realiza la misma cantidad de trabajo en ambos casos, ya sea que la pelota se levante hacia arriba o en ángulo. Si se necesitan 35 newtons menos para empujar la bola hacia arriba por el plano inclinado, ¿cuánto mide el plano inclinado?

Tipos de Máquinas Simples:

• Una palanca: compuesta por una barra rígida o un tablón que gira sobre un objeto o punto fijo llamado punto de pivote o fulcro. La barra puede ser recta o curva.

• Un plano inclinado: formado por una superficie plana colocada en ángulo con otra superficie plana.

• Una cuña: similar a un plano inclinado, excepto que se usa una fuerza para empujar la cuña hacia un objeto.

• Un tornillo: un plano inclinado envuelto alrededor de un poste o varilla central o que corre alrededor de una superficie.

• Una rueda y un eje: compuestos por dos ruedas o cilindros de diferentes tamaños que giran juntos. El movimiento de la rueda hace girar el eje, aumentando la capacidad de funcionamiento del eje.

• Una polea: consiste en una rueda ranurada alrededor de la cual se envuelve un cable, un alambre o una cuerda. La rueda (o ruedas) puede fijarse en su lugar o moverse libremente.

Trabajo y Potencia

El trabajo, en un contexto científico, es lo que se obtiene cuando algún tipo de fuerza mueve algo a cierta distancia. Por ejemplo, si un melocotón cae de un árbol, la fuerza gravitacional tira del melocotón hacia abajo una cierta distancia (la distancia desde la rama hasta la superficie de la Tierra). Trabajas cuando empujas una caja pesada por el suelo de tu casa. El trabajo se mide en newton-metros o “joules.” La potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo y se mide en vatios.

Fórmulas y constantes importantes:

Fuerza = Masa (en kilogramos) x Aceleración (en metros por segundo al cuadrado)

Trabajo = Fuerza (en newtons) x Distancia (en metros)

Potencia = Trabajo (en joules) ÷ Tiempo (en segundos)

• 6.86 m

• 8.45 m

• 10.89 m

• 12.89 m

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La ventaja mecánica de un plano inclinado se puede calcular con la siguiente fórmula:

VM = Longitud de la pendiente del plano  ÷  Altura del plano inclinado

¿Cuál es la ventaja mecánica del siguiente plano inclinado?

Máquinas Simples y Ventaja Mecánica

Una máquina, en un sentido científico, es un dispositivo que facilita el trabajo aumentando la magnitud de una fuerza o cambiando su dirección, transfiriendo una fuerza de un lugar a otro o aumentando la velocidad o distancia sobre la que se aplica una fuerza. Las máquinas pueden crear una “ventaja mecánica.” Se logra una ventaja mecánica cuando se aplica una pequeña cantidad de fuerza en una máquina y la máquina aumenta la magnitud de esa fuerza de alguna manera. La ventaja mecánica se puede calcular de la siguiente manera dependiendo de lo que se incremente:

Ventaja Mecánica (MA) = fuerza de salida ÷ fuerza de entrada

Ventaja Mecánica (MA) = distancia de salida ÷ distancia de entrada

• 0.857

• 0.929

• 1.077

• 1.167

¿Cuál de las siguientes es una propiedad química?

Las propiedades físicas son propiedades de la materia que se pueden observar o medir sin cambiar la composición química de la sustancia. Ejemplo: agua helada. El agua sigue siendo agua, esté congelada o no.

Las propiedades químicas son propiedades de la materia que describen la capacidad de una sustancia para participar en reacciones químicas. A menudo, solo son observables cuando cambia la identidad química de la sustancia. Ejemplo: combustión de butano. Completamente diferentes moléculas resultan después de la combustión.

• color

• densidad

• inflamabilidad

• volumen

¿Cuál de los siguientes es el mejor ejemplo de energía potencial gravitacional?

• un melocotón maduro en un melocotonero

• una lombriz de tierra en su túnel subterráneo

• un automóvil estacionado en la calle

• un niño jugando en un arenero

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¿Cuál es la diferencia de energía potencial entre estos tres objetos?

• Una cereza crece en un cerezo.
• Una plataforma de cemento se levanta 50 pies del suelo mediante una grúa.
• Una semilla de caléndula espera que la brisa la libere de su flor.

• La energía potencial es la misma entre todos los objetos.

• La energía potencial es mayor para los objetos más pesados más alejados del suelo.

• La energía potencial es menor para los objetos más alejados del suelo.

• La energía potencial es mayor para la paleta de cemento, pero lo mismo para la cereza y la semilla de caléndula.

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¿Cuál es la diferencia de energía potencial entre estos tres objetos?

• Una cereza crece en un cerezo.
• Una plataforma de cemento se levanta 50 pies del suelo mediante una grúa.
• Una semilla de caléndula espera que la brisa la libere de su flor.

• La energía potencial es la misma entre todos los objetos.

• La energía potencial es mayor para los objetos más pesados más alejados del suelo.

• La energía potencial es menor para los objetos más alejados del suelo.

• La energía potencial es mayor para la paleta de cemento, pero lo mismo para la cereza y la semilla de caléndula.

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