Solución_U3
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EJERCICIOS RESUELTOS UNIDAD 3
Daniel Andrés Bello Guarín
1057595820
Grupo:
100413_62
Física General
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD
Ingeniería ambiental
Sogamoso
17 de Abril de 2015
Tema 1: Movimiento oscilatorio
Ejercicio No 2:
1. Un oscilador armónico simple tarda 12.0 s en someterse a cinco vibraciones
completas. Encuentre a) el periodo de su movimiento, b) la frecuencia en Hertz y
c) la frecuencia angular en radianes por segundo.
a) Periodo= 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
b) Frecuencia= 1
𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜
c) Frecuencia Angular= 𝑊 = 2𝜋. 𝑓
Valores conocidos:
Tiempo= 12 seg.
Numero de vibraciones= 5
Periodo= ?
Frecuencia= ?
Frecuencia angular= ?
* Reemplazamos:
a) 𝑇 = 12.0 𝑠
5= 2.4 𝑠
b) 𝑓 =1
𝑇
𝐹 =1
2.4= 0.416 𝐻𝑧
c) 𝑤 = 2. 𝜋. (0.417)
𝑤 = 2.62 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Tema 2: Movimiento ondulatorio
Ejercicio No 8:
2. Una estación sismográfica recibe ondas S y P de un terremoto, separadas 17.3
s. Suponga que las ondas viajaron sobre la misma trayectoria con magnitudes de
velocidad de 4.50 km/s y 7.80 km/s. Encuentre la distancia desde el sismógrafo al
hipocentro del terremoto.
Tema 3: Temperatura
Ejercicio No 13:
3. El punto de fusión del oro es 1 064°C, y su punto de ebullición es 2 660°C. a)
Exprese estas temperaturas en kelvins. b) Calcule la diferencia entre estas
temperaturas en grados Celsius y en kelvins.
* Punto de fusión:
°𝑘 = °𝑐 + 273
°𝑘 = 1064 °𝑐 + 273
°𝑘 = 1337 °𝑘
- El punto de fiusion de oro en °k es de 1337 °𝑘
* Punto de ebullición:
°𝑘 = °𝑐 + 273
°𝑘 = 2660 °𝑐 + 273
°𝑘 = 2933 𝑘
- El punto de ebullición del oro es de °𝑘 = 2933 𝑘
b) Diferencia de las temperaturas en °𝑐 y °𝑘
2660 °𝑐 − 1064 = 1596°𝑐
2933 °𝑘 − 1337°𝑘 = 1596 °𝑘
Tema 4: Primera ley de la termodinámica
Ejercicio No 21:
4. Un sistema termodinámico se somete a un proceso en el que su energía interna
disminuye 500 J. Durante el mismo intervalo de tiempo, 220 J de trabajo se
consume en el sistema. Encuentre la energía transferida hacia o desde él por calor
* Datos:
∆𝑈 = 500 𝐽
𝑊 = 220 𝐽
𝑄 =?
∆𝑈 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎.
𝑊 = 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
𝑄 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎
* Primera ley de la termodinámica:
𝑄 = ∆U + W
* El trabajo es positivo debido a que es realizado sobre el sistema:
𝑄 = ∆U + W
𝑄 = 500 𝑗 + 220 𝑗
𝑄 = 720 𝐽
Tema 5: Teoría cínetica de los gases
Ejercicio No 24:
5. Calcule la masa de un átomo de a) helio, b) hierro y c) plomo. Proporcione sus
respuestas en gramos. Las masas atómicas de estos átomos son 4.00 u, 55.9 u y
207 u, respectivamente.
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 =4 𝑔/𝑚𝑜𝑙
6,023. 1023𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠/𝑚𝑜𝑙= 6.644. 10−24 𝑔/𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠
1 átomo de helio tiene una masa de 0,6644 * 10- 23 gramos
μ = unidad de masa atómica
1 μ = 1,66 . 10−24g
𝑚𝐻𝑒𝑙𝑖𝑜 = 6.644. 10−24𝑔.1μ
1.66 . 10−24𝑔= 4μ
Masa del elio= 4 μ
* Hierro:
𝑚ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜
#𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜=
56 𝑔/𝑚𝑜𝑙
6.023 . 1023 𝑎𝑡𝑚/𝑚𝑜𝑙= 93.023 . 10−24𝑔/𝑚𝑜𝑙
1 átomo de hierro tiene una masa de 93,023 * 10- 24 gramos
μ = unidad de masa atómica
1 μ = 1,66 . 10−24g
𝑚ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 = 93.023 . 10−24𝑔 .1μ
1.66 . 10−24𝑔= 56 μ
masa de hierro = 56 μ
plomo
𝑚𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜
#𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜=
207 𝑔/𝑚𝑜𝑙
6.023 . 1023𝑎𝑡𝑚/𝑚𝑜𝑙= 343.853 . 10−24𝑔/𝑎𝑡𝑚
1 átomo de plomo tiene una masa de 343,853 * 10- 24 gramos 4
μ = unidad de masa atómica
1 μ = 1,66 . 10−24g
𝑚𝑝𝑙𝑜𝑚𝑜 = 343.853 . 10−24𝑔.1μ
1.66 . 10−24𝑔= 207.14 μ
Masa de plomo = 207,14 μ
BIBLIOGRAFIA:
* Ángel Franco García. (2005). Oscilaciones. 15 de Abril de 2015, de Curso
Interactivo de Física en Internet Sitio web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/oscilaciones/oscilacion.html
* DIEGO ALEJANDRO TORRES GALINDO. (NOVIEMBRE DE 2012). FISICA
GENERAL. 15 de Abril de 2015, de UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A
DISTANCIA Sitio web:
datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/MODULO_FISICAGENERAL_ACTUALI
ZADO_2013_01.zip
* Ángel Franco García. (2008). Física estadística. 15 de Abril de 2015, de Curso
Interactivo de Física en Internet Sitio web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/estadistica.html#calor