Ejercicios de Física y Química – 1º Bachillerato
Resuelve los siguientes problemas. Comprueba tu solución y despliega la resolución para ver el desarrollo paso a paso.
- MRUA – Aceleración constante. Parte desde reposo con a=2.0 m/s² durante t=8.0 s. ¿Cuál es la velocidad al final y la distancia recorrida?
Solución: v=16 m/s; s=64 m.Ver resolución
Se utiliza el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA). La velocidad final se calcula con v = v_0 + a·t, y la posición con s = v_0·t + ½·a·t². Como v_0=0, v = 2.0·8.0=16 m/s y s=½·2.0·(8.0)²=64 m. - Tiro horizontal. Una pelota se lanza horizontalmente desde una mesa de altura h=1.25 m con velocidad inicial v_0=5.0 m/s. Calcula el tiempo de caída y el alcance horizontal.
Solución: t≈0.505 s; alcance≈2.53 m.Ver resolución
El movimiento vertical es una caída libre: t = √(2h/g) = √(2·1.25/9.8)≈0.505 s. El alcance horizontal es x = v_0·t = 5.0·0.505≈2.53 m. - Fuerza y rozamiento. Una caja de 20 kg se impulsa con F=90 N sobre una superficie horizontal, con una fuerza de rozamiento constante f=30 N. Calcula la aceleración.
Solución: a=3.0 m/s².Ver resolución
La segunda ley de Newton: ΣF = m·a. La fuerza neta es F – f = 90 – 30=60 N. La aceleración es a = ΣF/m = 60/20=3.0 m/s². - Energía potencial elástica. Un muelle con k=200 N/m y elongación x=0.10 m lanza un bloque de m=0.50 kg. ¿Qué velocidad adquiere?
Solución: v=2.0 m/s.Ver resolución
La energía elástica almacenada es E = ½ k x² = ½·200·(0.10)²=1 J. Esta se transforma en energía cinética: ½ m v² = E. Por tanto, v=√(2E/m)=√(2·1/0.5)=2.0 m/s. - Choque inelástico. Una pelota de 0.20 kg que se mueve a 10 m/s choca con una de 0.80 kg en reposo. Tras el choque se adhieren. Calcula la velocidad conjunta.
Solución: v_f=2.0 m/s.Ver resolución
Se aplica conservación del momento lineal. El momento inicial es m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0.20·10 + 0.80·0=2 kg·m/s. Después del choque, (m_1+m_2)v_f=2 → v_f=2/(0.2+0.8)=2 m/s. - Peso en la Luna. Si una persona pesa 700 N en la Tierra, calcula su masa y su peso en la Luna (g_Luna≈1.62 m/s²).
Solución: m≈71.4 kg; W_Luna≈116 N.Ver resolución
La masa es m=W_Tierra/g_Tierra=700/9.8≈71.4 kg. El peso en la Luna es W_Luna=m·g_Luna=71.4·1.62≈116 N. - Gas ideal. Una muestra de gas de n=2.0 mol se encuentra a T=300 K en un recipiente de V=10 L. Calcula la presión (usa R=0.0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹).
Solución: p≈4.92 atm.Ver resolución
La ecuación del gas ideal es pV=nRT. Despejando p: p=nRT/V=2.0·0.0821·300/10≈4.92 atm. - Calorimetría. ¿Cuánto calor se necesita para calentar 250 g de agua (c=4.18 J/g·K) desde 20 °C hasta 80 °C?
Solución: q≈6.27×10⁴ J (62.7 kJ).Ver resolución
El calor es q = m c ΔT=250·4.18·(80-20)=250·4.18·60≈62700 J. - Estequiometría de combustión. En la reacción C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O, si quemamos 44 g de propano (1 mol), ¿cuántos moles y gramos de CO₂ se generan?
Solución: n(CO₂)=3 mol; m(CO₂)=132 g.Ver resolución
Según la ecuación balanceada, 1 mol de propano genera 3 moles de CO₂. Con masa molar 44 g/mol para CO₂, la masa producida es 3·44=132 g. - pH de ácido fuerte. Calcula el pH de una disolución 0.010 M de HCl.
Solución: pH=2.00.Ver resolución
El ácido clorhídrico es fuerte, por lo que [H⁺]=C=0.010 M. El pH se calcula como pH=−log₁₀[H⁺]=−log₁₀0.010=2.00.