Actividades semana 3 parcial 2, 3ro C Investigación

 Video

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Actividades semana 3 parcial 2, 2do BI Física

 Video 1

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1.      Si el peso de un bloque sobre el plano inclinado de la siguiente figura es de 500 N, con un ángulo de inclinación de 30° ¿Cuál es la fuerza de fricción para el equilibrio estático? R) f =250N

 

 

2.      Un bloque de 6Kg situado sobre un plano inclinado sin fricción está unido a una masa suspendida de2.5Kg. Suponiendo que la polea no produzca fricción e ignorando las masas de la cuerda y la polea… ¿Cuál será la aceleración del sistema? R) a = -0.55m/seg²

 

 

3.      Dos bloques están en equilibrio estático sobre dos planos sin fricción, como se aprecia en la siguiente figura, si el peso W, es 4.0 N, ¿Cuánto pesa W2? R) W₂ = 7 N

 

 

 

 

 

4.      Las masas m1=15Kg y m2=4kg están conectadas como se muestra a continuación con un coeficiente de fricción Mk=0.2, ¿Cuál será la aceleración del sistema cuando el bloque se desliza sobre el plano?

R) a = 0.46 m/s²

 

 

5.      Una caja de Madera que pesa 10Kg resbala hacia abajo sobre una rampa de acero, la cual tiene una inclinación de 20° bajo la influencia de la gravedad. ¿Cuál es la aceleración de la caja?

R) a = 0.50 m/s²

 

 

 

 

6.      Problemas de Física Alberto de Jesús Carranza García 2° Ley de Newton6 – Una masa de 10 Kg se sostiene en un plano sin fricción y se conecta a una segunda masa M promedio del dispositivo ideal de cuerda y polea. El problema es encontrar la masa M, la fuerza de reacción del plano inclinado sobre la masa de 10 Kg y la tensión en la cuerda, si la aceleración de la masa M es de3 m/s2 Hacia arriba. R) M= 2.25 Kg.

 

 

 

 

Actividades semana 3 parcial 2, 3ro BI Física

 Video 1

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Video 2

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ENERGÍA DISCRETA Y RADIACTIVIDAD

En el mundo microscópico la energía es discreta, la luz es la energía electromagnética que emiten los átomos: podemos obtener mucha información sobre la energía que hay el interior de los átomos si examinamos la luz (los espectros) que emite.

 

Espectros de emisión y absorción. - Cuando la luz blanca procedente del sol atraviesa un prisma, se descompone en los colores que la forman. La banda de distintos colores se combina en un espectro continuo.

Podemos hacer que algunas sustancias emitan luz si les suministramos energía calentándolas. Muchos elementos emiten distintos colores que se usan para identificarlos en los ensayos con llama. También solemos producir luz a partir de corrientes eléctricas que suministran energía de distintas formas. Si una corriente eléctrica (de alto voltaje) atraviesa un elemento, en este caso un gas a baja presión en un tubo de descarga, generará su propio espectro de emisión.

Cuando se aplica una elevada diferencia de potencial entre los dos electrodos del tubo de descarga, la energía se transfiere a los átomos o las moléculas del gas y se emite luz. Si examinamos la luz con un espectroscopio, observamos que el espectro emitido no es continuo, sino que consta de un número de líneas brillantes, tal como muestra la Figura. (Se puede fabricar un sencillo espectroscopio de mano con un tubo negro que tenga una rendija y una rejilla de difracción.

El espectro que genera el elemento gaseoso en el tubo de descarga se conoce con el nombre de espectro de líneas y consiste en diversos colores discretos (separados). cada uno de los cuales corresponde a la imagen de la rendija situada frente a la fuente de luz. El intervalo de longitudes de onda que corresponde a las líneas del espectro de emisión es característico, y único, del elemento que hay en el tubo de descarga. Si analizamos el espectro de una luz blanca de amplio espectro que atraviesa una muestra de átomos o moléculas gaseosos mantenidos a baja presión, observaremos que fa/ta la luz de determinadas longitudes de ondas. En su lugar hay una serie de líneas negras muy marcadas. Este patrón de líneas es idéntico al que hemos visto en el espectro de emisión del mismo gas y se denomina espectro de absorción.

Se compara la emisión de los espectros de emisión y absorción del mismo elemento, y la forma en que se pueden observar si se usa un prisma (podemos reemplazar el prisma por una rejilla de difracción)

 

Al estudio de los espectros se le denomina espectroscopia, y los instrumentos que se usan para

medir las longitudes de onda de los espectros se conocen como espectrómetro

 

Energía discreta y niveles de energía discreta

Fotones. - Antes de explicar el origen de los espectros de líneas debes entender un concepto realmente importante en física: todas las radiaciones electromagnéticas, incluida la luz, transfieren energía en cantidades discretas (separadas) que se denominan fotones. Esta transferencia de energía no es continua. En términos más generales, usamos el término cuanto para describir la mínima cantidad posible de cualquier entidad que solo puede tener valores discretos. Podemos afirmar que la luz está cuantizada.

El hecho de que la luz pueda comportarse como si fuera «grumosa», como si estuviera compuesta de «partículas», contradice la teoría ondulatoria de la luz en la que nos hemos basado para explicar la difracción y la interferencia. Cabe destacar que no hay una única teoría de la luz que explique todas sus propiedades, y a este dilema se le conoce como dualidad onda partícula.

La energía, E, que transporta un fotón de radiación electromagnética depende solo de su frecuencia, f, de tal modo que:

E= hf

h es una constante fundamental muy importante que controla las propiedades de las radiaciones electromagnéticas. Se conoce como constante de Planck y su valor, 6,63 x 10³⁴ J, y como la c = f.λ, se puede reescribir como E= hc/ λ ó λ hc/E.

 

Ejercicios Tarea 1.1

1.    Calcula la energía que transporta un fotón de microondas con una longitud de onda de 10 cm (como el de un teléfono móvil):

a. en J

b. en eV.

Datos: λ = 0,10m h = 6,63 x 1034 J c = 3.108 m/s Incógnita: E = J E = eV

 

 

2.    a ¿Qué frecuencia de radiación electromagnética tiene fotones con una energía de1,0.10⁵ eV?

b ¿Qué nombre asignamos a ese tipo de radiación?

Datos: E = 1.105 eV h = 6,63 x 1034 J c = 3.108 m/s Incógnita: f =

 

 

3.    Un horno microondas usa fotones electromagnéticos de energía 1,6 x10²⁴ J. ¿Cuál es la longitud de onda de esta radiación?

4.    El dióxido de carbono de los gases de efecto invernadero absorbe radiación que tiene una frecuencia de 1 600 nm.

a ¿Cuánta energía transportan los fotones absorbidos?

b ¿En qué parte del espectro electromagnético se encuentra esta radiación?

 

5.    Una determinada línea visible del espectro del oxígeno tiene una longitud de onda de 5,13.10^-7 m. ¿Cuánta energía transfiere un fotón de esta radiación?

 

6.    Una bombilla emite luz con una potencia de 4 W. Estima el número de fotones que se emiten por segundo.

 

Transiciones entre niveles de energía La emisión de un fotón de luz libera energía de un átomo, lo que significa que la cantidad de energía dentro del átomo disminuye. El hecho de que los espectros de los elementos se dispongan en forma de líneas separadas nos indica que la energía solo se puede emitir (como fotones) a partir de átomos en cantidades definidas y discretas. Podemos llegar a la conclusión de que la emisión de cada fotón tiene lugar cuando un átomo cambia de un nivel de energía determinado a otro nivel de energía también determinado, pero menor, que es lo que conocemos como transiciones entre niveles de energía.

La emisión de fotones de diferentes energías de átomos del mismo elemento permite deducir que cada átomo tiene muchos niveles de energía posibles. En el ejemplo simplificado de la Figura, podemos observar cómo un átomo con cuatro niveles distintos de energía puede tener seis transiciones posibles entre los niveles de energía y que, por lo tanto, los átomos con estos niveles de energía pueden emitir fotones de seis energías diferentes (longitudes de onda).

 

Cada transición tiene como resultado la emisión de un fotón con una determinada longitud de onda. La transición de E4 a E1 implica la máxima cantidad de energía, y por lo tanto, el resultado es una luz con la frecuencia más alta y la longitud de onda más corta. La transición de E4 a E3, que implica la mínima energía, emite luz con la frecuencia más baja y la longitud de onda más larga. En general, si hay una diferencia de energía, ∆E, entre los dos niveles, entonces la frecuencia, f, de un fotón implicado en una transición entre estos dos niveles viene dada por la siguiente fórmula:

∆E= hf

El mínimo nivel de energía posible se denomina estado fundamental del átomo y es, lógicamente, el nivel más bajo que se muestra en el diagrama. Los átomos se encuentran normalmente en su estado fundamental y es necesario excitar/os (suministrarles energía), bien mediante calor, o bien mediante una corriente eléctrica, para elevarlos a un nivel superior de energía que se denomina estado excitado. Posteriormente el átomo por lo general vuelve rápidamente a su nivel de energía más bajo emitiendo un fotón.

Los diferentes niveles energéticos de los átomos se explican por los cambios en la disposición de los electrones alrededor del núcleo, de modo que también se suele hacer referencia a los niveles de energía del átomo como niveles de energía de /os electrones.

Cuando un átomo absorbe energía, su energía potencial eléctrica aumenta debido a las fuerzas de interacción entre el núcleo, cargado positivamente, y los electrones, con carga negativa. Cuando se emite un fotón, la energía potencial eléctrica disminuye.

Podemos explicar los espectros de absorción de la manera siguiente: los átomos alcanzan niveles energéticos superiores mediante la absorción de fotones con la misma energía que los que emite el propio átomo cuando experimenta una transición entre los mismos niveles energéticos. El átomo volverá a emitir rápidamente un fotón, pero en una dirección aleatoria, y por lo tanto se reducirá la intensidad de la radiación que se desplaza en la dirección original.

Los átomos de elementos distintos tienen a su vez distintos niveles energéticos. Esto supone que las diferencias entre los niveles de energía son únicas para cada elemento, por lo que cada elemento (en estado gaseoso) genera un espectro distinto y característico. Estos espectros se pueden usar para identificar la presencia de un elemento concreto en una muestra que se ha vaporizado.

El análisis de la luz que emiten las estrellas se usa para determinar los elementos que contienen (este análisis se estudia con más detalle en Astrofísica

La medida de las diversas longitudes de onda de las líneas espectrales de un elemento (con un espectrómetro) se puede usar para determinar las magnitudes del elevado número de transiciones de nivel de energía que tienen lugar dentro de los átomos. A partir de esta información se puede crear un diagrama detallado de niveles de energía. En la Figura se muestran los niveles de energía dentro del átomo de hidrógeno, que es el más sencillo. Observemos que todos los niveles tienen valores negativos, lo que indica que se debe suministrar energía al átomo para elevar un electrón a un nivel más alto de energía potencial y que se considera que la energía potencial eléctrica de un electrón libre es cero. La energía que se debe suministrar a un átomo para que un electrón pase de su estado fundamental al estado excitado más elevado se conoce como energía de ionización del átomo, porque es la energía que se necesita para liberar el electrón de la atracción del núcleo, es decir, la energía necesaria para ionizar el átomo

 

De acuerdo al gráfico determine:

a ¿Cuál es la energía de ionización del átomo de hidrógeno?

b ¿Cuál es la frecuencia del fotón que se emite cuando los átomos descienden del nivel de energía de –3,4eV al estado fundamental?

c El hidrógeno absorbe radiación con una longitud de onda de 6, 7.10⁷ m. Identifica la transición en la que tiene lugar.

d ¿Cuántas transiciones de energía son posibles en teoría entre los niveles que se muestran?

 

 

Tarea 1.2

a ¿Qué longitud de onda de radiación se emite en la transición que se muestra?

b ¿En qué zona del espectro electromagnético está esta radiación?

e Cuando la radiación de frecuencia 1,18.10¹⁵ Hz atraviesa el vapor de mercurio frío, se absorbe. Identifica la transición que tiene lugar en este proceso.

d ¿Cuál es la longitud de onda más larga de radiación que se puede emitir en una transición entre los niveles que se indican?

 

Actividades semana 3 2 parcial, 1ro B, C Física

lección escrita de vectores posición y vector desplazamiento. 

Video 1. 1ro B

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Actividades semana 02 Parcial 02, 3ro C.

 Video

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Tarea Resumen de la clase virtual

Actividades semana 02 Parcial 02, 2do BI. Física

 Video 1

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1.     
Una caja con masa de 50 kg es arrastrada a través del piso por una cuerda que forma un ángulo de 30º con la horizontal. ¿Cuál es el valor aproximado del coeficiente de rozamiento cinético entre la caja y el piso si una fuerza de 250 N sobre la cuerda es requerida para mover la caja con rapidez constante de 20 m/s como se muestra en el diagrama? a) 0,26 b) 0,33 c) 0,44 d) 0,59 e) 0,77

2.      Dos masas idénticas, m, son conectadas a una cuerda sin masa que pasa por poleas sin fricción, como se muestra en la figura. Si el sistema se encuentra en reposo, ¿cuál es la tensión en la cuerda? a) Menor que mg b) Exactamente mg c) Mayor que mg pero menor que 2mg d) Exactamente 2mg e) Mayor que 2mg.

3.      Un estudiante hala una caja de madera sobre una superficie horizontal con velocidad constante por medio de una fuerza P. ¿Cuál de las siguientes opciones es correcta? (Examen final, verano 2006) a) P > f y N < w b) P > f y N = w c) P = f y N > w d) P = f y N = w e) P < f y N = w

4.      Tres fuerzas actúan como se muestra en la figura sobre un anillo. Si el anillo se encuentra en equilibrio, ¿cuál es la magnitud de la fuerza F? a) 7261 N b) 5948 N c) 2916 N d) 5048 N e) 4165 N 35º 4165 N F T 90º

5.      Suponga que los bloques A y B de la figura tienen las masas MA = 10 kg y MB = 2 kg, el coeficiente de rozamiento estático entre el bloque A y la superficie es 0.4. Determine el mínimo valor de F para poner el sistema en movimiento. a) 19.6 N b) 39.2 N c) 58.8 N d) 78.4 N e) 98.0 N.

1.      Problemas de Física Alberto de Jesús Carranza García 2° Ley de Newton1.- Si el peso de un bloque sobre el plano inclinado de la siguiente figura es de 500 N, con un ángulo de inclinación de 30° ¿Cuál es la fuerza de fricción para el equilibrio estático? R) f =250N

2.      Un bloque de 6Kg situado sobre un plano inclinado sin fricción está unido a una masa suspendida de2.5Kg. Suponiendo que la polea no produzca fricción e ignorando las masas de la cuerda y la polea… ¿Cuál será la aceleración del sistema? R) a = -0.55m/seg 

3.      Dos bloques están en equilibrio estático sobre dos planos sin fricción, como se aprecia en la siguiente figura, si el peso W, es 4.0 N, ¿Cuánto pesa W2? R) W₂ = 7

4.      Las masas m1=15Kg y m2=4kg están conectadas como se muestra a continuación con un coeficiente de fricción Mk=0.2, ¿Cuál será la aceleración del sistema cuando el bloque se desliza sobre el plano?

R) a = 0.46 m/s² 

5.      Una caja de Madera que pesa 10Kg resbala hacia abajo sobre una rampa de acero, la cual tiene una inclinación de 20° bajo la influencia de la gravedad. ¿Cuál es la aceleración de la caja?

R) a = 0.50 m/s²

6.      Problemas de Física Alberto de Jesús Carranza García 2° Ley de Newton6 – Una masa de 10 Kg se sostiene en un plano sin fricción y se conecta a una segunda masa M promedio del dispositivo ideal de cuerda y polea. El problema es encontrar la masa M, la fuerza de reacción del plano inclinado sobre la masa de 10 Kg y la tensión en la cuerda, si la aceleración de la masa M es de3 m/s2 Hacia arriba. R) M= 2.25 Kg.