Ciencias Naturales 3

1. En un estadio de fútbol se realizan olas para animar al equipo como se muestra en la figura.

Las olas en los estadios se pueden modelar como ondas armónicas. Un estudiante lee en un libro que la cresta y el valle son el punto máximo y mínimo de la onda, respectivamente, y que la longitud de onda es la distancia que existe entre dos crestas consecutivas o dos valles consecutivos.

De acuerdo a lo anterior, ¿cuál de las distancias mostradas en la figura es igual a la longitud de onda de una ola en un estadio?

• La distancia 1

• La distancia 1 y 2

• La distancia 2

• La distancia 2 y 3

Un grupo de estudiantes midió la densidad de un gas para un rango de temperaturas entre 0 ºC y 48 ºC. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente gráfica

A partir de los datos de la gráfica, los estudiantes concluyen: “Para temperaturas mayores a 50 ºC, la densidad del gas es constante”. ¿La evidencia mostrada en la gráfica es suficiente para llegar a esta conclusión?

• No, porque es necesario continuar la toma de datos, debido al incremento de la densidad del gas para ciertos rangos de temperatura.

• Sí, porque la tendencia de la gráfica para estas temperaturas apunta a que la densidad es constante.

• No, porque la tendencia de la gráfica muestra que a mayor temperatura, menor densidad

• Sí, porque se puede deducir a partir de los datos que la relación de densidad y temperatura es constante para cualquier rango de temperatura

Se tiene una masa atada a un resorte. En este sistema, la energía total no cambia, pero durante el movimiento se comparte entre el resorte y la masa. Al estirar el resorte, la energía entra en el sistema y se acumula en forma de energía potencial elástica; cuando se suelta, la energía se transfiere a la masa en forma de energía cinética, y la masa se mueve hacia el punto de equilibrio, luego la masa devuelve la energía al resorte y lo comprime. El proceso se repite y genera que la masa oscile alrededor del punto de equilibrio como lo muestra la figura

Si se mide el tiempo desde el instante en que el resorte está estirado y se suelta, ¿cuál de las siguientes gráficas representa el cambio de la energía cinética ( E1 ) y la energía potencial elástica ( E2 ), en función del tiempo?.

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RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 A 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Los motores neumáticos se utilizan en industrias donde es necesario el trabajo sin emisión de residuos tóxicos. El principio de su funcionamiento es almacenar un gas a presión y luego utilizarlo para accionar un motor que se mueve utilizando el trabajo que puede hacer el gas. Las presiones del gas dentro del motor son variables y pueden llegar hasta 10 veces la presión atmosférica, lo que hace muy peligroso su uso, puesto que los riesgos de explosión son considerables si existen fugas de gas en el sistema o si el sistema no puede resistir los cambios bruscos de presiones, debido a los cambios de temperatura.

Un grupo de diseño encontró un reporte científico en el que se explica que puede usarse nitrógeno en el motor sin que ello presente problemas de fugas. Entonces, para evaluar el motor, se plantea esta pregunta: ¿el uso de nitrógeno en vez de aire común aumentará la potencia del motor para cualquier temperatura?

Para responder la pregunta, miden la potencia del motor trabajando con cada gas dentro del intervalo típico de temperaturas de trabajo del motor, y obtienen los resultados que se muestran en la gráfica.

1. A partir de la información del contexto, ¿cómo se debe operar el motor neumático para evitar explosiones?

• Mantener el motor a una temperatura de 200 K para trabajar a la potencia máxima.

• Asegurarse de utilizar únicamente nitrógeno, pues un cambio de gas podría generar fugas

• Evitar fugas y defectos en el motor, pues un cambio de temperatura podría cambiar la presión

• Mantener constante la presión del motor, de manera que el motor no realice trabajo

A partir de los resultados del experimento, los investigadores concluyeron que el uso del nitrógeno en el motor disminuye su potencia para cualquier temperatura de trabajo. ¿Los resultados del experimento son una evidencia suficiente para respaldar la conclusión?

• No, porque para algunas temperaturas la potencia del motor aumenta usando nitrógeno en vez de aire.

• Sí, porque las mediciones se realizaron en el rango de temperatura típica en la cual trabaja el motor

• No, porque es necesario hacer mediciones de la potencia para otros diseños de motores

• Sí, porque para todas las temperaturas, efectivamente, el nitrógeno disminuye la potencia del motor

1. Con el fin de evaluar los peligros de modificar la temperatura del aire de un motor neumático, el grupo de diseño planea aumentar la temperatura del aire dentro del motor, a un ritmo constante en el tiempo. Considerando que el aire se comporta como un gas ideal y que el volumen del aire dentro del motor permanece constante, ¿cómo variará, en función del tiempo, la presión del aire dentro del motor?

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Una estudiante está preocupada por el aumento de temperatura que ha registrado el municipio donde vive en los dos últimos años y quiere exponer este tema en su clase. Para esto, obtiene de internet los datos sobre la temperatura promedio de los cinco primeros meses de los años 2013 y 2014. Esta información la despliega en la tabla que se observa

La estudiante quiere comparar las temperaturas y presentarles a sus compañeros de manera gráfica la información de la tabla. ¿Cuál de las siguientes gráficas representa mejor la información obtenida?

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La sal común, cloruro de sodio (NaCl), es un compuesto sólido en el que los iones sodio (Na+) y cloro (Cl-) se enlazan para formar NaCl . Cuando el NaCl sólido se disuelve en agua (H₂O), Sus iones se disocian como se muestra en el siguiente modelo

Del anterior modelo, se puede deducir que cuando la sal se disocia en agua, los iones Na+

• se unen nuevamente con los iones Cl- y forman NaCl sólido.

• se agrupan a un lado y los iones Cl- a otro lado de la disolución

• son rodeados por varios de iones Cl- ; los iones de Cl- son rodeados por varios iones Na+ y las moléculas de agua se distribuyen alrededor de los iones.

• son rodeados por el oxígeno de las moléculas de agua, y los iones Cl- son rodeados por el hidrógeno de las moléculas de agua

En la tabla se muestran algunos organismos simbiontes y sus características.

De acuerdo con las características presentadas en la tabla, ¿qué representa la simbiosis para estos organismos?

• Un mayor número de especies de los organismos simbiontes

• No depender de los recursos que proporciona el ecosistema

• Facilidades para pasar sus genes al otro organismo

• Ventajas para competir por los recursos del ecosistema

La fuerza que experimenta un objeto que flota en un líquido es igual al peso del volumen del líquido que desplaza al sumergirse en este (ver figura). La magnitud de esta fuerza es igual a d. v. g , en donde d es la densidad del líquido, V el volumen sumergido del cuerpo y g la gravedad

Esto implica que si se tienen dos objetos flotando, pero uno es más pesado que el otro, el volumen del objeto más pesado que se sumerge en el líquido es

• distinto al del objeto menos pesado, porque cuanto más peso, sería necesario sumergir un menor volumen

• distinto al del objeto menos pesado, porque la fuerza que ejercerá el líquido será proporcional al peso

• el mismo del objeto menos pesado, porque la densidad del líquido siempre es la misma

• el mismo del objeto menos pesado, porque esta fuerza no depende de la masa del cuerpo.