Simulacro 4

El fracking es una técnica que consiste en realizar perforaciones verticales de más de un kilómetro de profundidad en el suelo —para la inyección de agua con químicos y arena a alta presión— con el objetivo de producir fisuras en las rocas subterráneas que contienen partículas de petróleo en su interior, y así extraerlo a la superficie para su comercialización. La siguiente figura muestra la técnica del fracking, y la gráfica el porcentaje de extracción como función del año.

El mayor productor de petróleo del mundo es Estados Unidos, que utiliza ampliamente esta técnica en comparación con las otras técnicas tradicionales, como lo muestra la gráfica de arriba. El uso del fracking viene acompañado de investigaciones de manera constante porque existe una preocupación al considerarse los posibles efectos negativos en términos ambientales. El uso de grandes cantidades de agua, riesgo de temblores generados por las fisuras subterráneas, impacto en la geografía del entorno por la contaminación de lagos y ríos que entran en contacto con los químicos que pueden filtrarse desde el subsuelo hacia la superficie, entre otros.

Luego de hacer la perforación de un pozo vertical, los ingenieros sueltan un sensor de velocidad a través de él y cuando choca con el fondo se registra su valor en ese instante. Con este proceso se puede estimar la profundidad del pozo, pues a mayor profundidad, mayor velocidad del sensor.

¿Por qué se puede afirmar que a mayor profundidad, mayor velocidad?

• Porque se cuenta con un tiempo mayor de exposición a la gravedad sobre el sensor que va en caída libre.

• Porque la gravedad es más intensa al bajar, lo que implica una mayor razón de cambio de velocidad.

• Porque el petróleo genera una fuerza de atracción que le provoca un aumento en su velocidad de descenso.

• Porque mientras el sensor desciende, entra en contacto con agua, arena y químicos, lo que aumenta su velocidad.

La cuchara de una retroexcavadora puede alcanzar una altura máxima luego de haber recogido material del suelo, como se muestra en la imagen.

Como la cuchara es controlada por el motor de un tractor, su velocidad de subida es constante, pero a medida que gana altura cambia su energía potencial gravitacional. De acuerdo con lo anterior, ¿cómo cambian la energía potencial gravitacional y la energía cinética a medida que la cuchara asciende?

• La energía potencial gravitacional disminuye y la energía cinética se mantiene constante.

• La energía potencial gravitacional aumenta y la energía cinética se mantiene constante.

• La energía potencial gravitacional aumenta y la energía cinética aumenta.

• La energía potencial gravitacional disminuye y la energía cinética aumenta.

La acción de detener un carro se debe principalmente a la fricción producida entre las pastillas y los discos de los frenos. Cada vez que se oprime el pedal del freno, las pastillas de los frenos se presionan y rozan con los discos, produciendo un aumento en su temperatura. Para evitar que los discos de los frenos alcancen temperaturas demasiado altas, los carros cuentan con un sistema de enfriamiento para disminuir la temperatura de los discos y mantenerla aproximadamente constante.

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de las siguientes opciones describe el flujo de calor para que se dé el enfriamiento de los discos?

• El sistema de enfriamiento absorbe calor del ambiente.

• Los discos del sistema de frenos ceden calor al sistema de enfriamiento.

• El sistema de enfriamiento y los discos de frenos se ceden calor mutuamente.

• Los discos del sistema de frenos absorben calor del ambiente.

Un estudiante realiza un experimento para analizar cómo cambia la longitud de un cable de cobre, que sostiene una pesa, al ser expuesto a una llama durante diferentes intervalos de tiempo, como se muestra en la imagen.

Él mide la altura de la pesa encontrando que disminuye cuando el tiempo de exposición del cable a la llama aumenta, y realiza la siguiente gráfica

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿qué nombres deben tener los ejes de la gráfica construida por el estudiante?

• Eje horizontal: Temperatura (grados centígrados)
  Eje vertical: Tiempo de exposición a la llama (minutos)

• Eje horizontal: Altura (centímetros)
  Eje vertical: Temperatura (grados centígrados)

• Eje horizontal: Tiempo de exposición a la llama (minutos)
  Eje vertical: Altura (centímetros)

• Eje horizontal: Altura (centímetros)
  Eje vertical: Tiempo de exposición a la llama (minutos)

Un estudiante realiza el siguiente experimento: coloca dos cuerpos cilíndricos pequeños con igual carga positiva en los extremos de un palo de madera. Después, acerca una pequeña esfera cargada positivamente. Luego, el estudiante dibuja la magnitud y dirección de la fuerza ejercida por el cilindro 2 sobre la esfera, como se muestra en la siguiente figura.

¿Cuál es la magnitud y dirección de la fuerza que ejerce el cilindro 1 sobre la esfera, en relación a la fuerza que ejerce el cilindro 2?

• Mayor que la magnitud de la fuerza generada por el cilindro 2 y hacia arriba de la esfera.

• Igual a la magnitud de la fuerza generada por el cilindro 2 y hacia la izquierda de la esfera.

• Igual a la magnitud de la fuerza generada por el cilindro 2 y hacia abajo de la esfera.

• Menor que la magnitud de la fuerza generada por el cilindro 2 y hacia la derecha de la esfera.

Un profesor explica que la inducción electromagnética se genera cuando existe un cambio en el campo magnético. Para probarlo, utiliza una bobina de cobre con un bombillo led, a la cual le pasa por el centro un imán; al hacerlo, el led se enciende, pero cuando deja quieto el imán el led se apaga, tal y como indica la figura.

¿Por qué el led deja de emitir luz cuando el imán se encuentra estático?

• Porque cuando un campo magnético se encuentra estático no genera el campo eléctrico que enciende el bombillo led.

• Porque la bobina pierde las propiedades de conductividad eléctrica cuando el campo magnético se encuentra estático.

• Porque el campo magnético del imán pierde sus propiedades magnéticas cuando deja de moverse continuamente.

• Porque el campo eléctrico que produce la bobina se cancela con el campo magnético del imán cuando este está quieto.

En la imagen que se muestra a continuación, se observa el sistema compuesto por el Sol y la Tierra.
La órbita que hace la Tierra alrededor del Sol se describe como una relación entre la velocidad de traslación de la Tierra y la fuerza que experimenta la Tierra por la atracción gravitacional del Sol.

¿Cuál de los siguientes diagramas describe la dirección de la velocidad de traslación y de la fuerza presentes en el movimiento de la Tierra alrededor del Sol?

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La formación de mareas en la Tierra depende de la fuerza gravitacional que ejercen la Luna y el Sol. La atracción generada modifica el nivel de los mares y océanos. Respecto a la formación de mareas,
¿cuál de las imágenes representa mejor las fuerzas gravitacionales sobre la Tierra?

Las flechas representan la fuerza de atracción ejercida por el Sol y la Luna

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Un estudiante realiza un experimento para analizar la aceleración inicial de una burbuja de aire dentro de un tubo lleno de aceite, para diferentes ángulos de inclinación del tubo, como se muestra en la figura. Ella obtiene los resultados que se muestran en la tabla.

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cómo será la aceleración inicial de la burbuja si el ángulo continúa aumentando?

• Menor, porque la fuerza gravitacional disminuye.

• Mayor, porque se aproximará a la aceleración gravitacional.

• Igual, porque la velocidad de la burbuja no cambia.

• No experimenta aceleración, porque esta se mantiene constante.

Isabel necesita instalar tres bombillas idénticas en un salón de eventos, en el que se requiere una bombilla en la parte de atrás y dos en la parte de adelante. Ella realiza el siguiente diagrama del circuito:

• La corriente de la bombilla 1 es igual que la corriente de la bombilla 2.

• La corriente de la bombilla 1 es el doble que la corriente de la bombilla 3.

• La corriente de la bombilla 1 es un tercio de la corriente generada por la fuente de energía.

• La corriente de la bombilla 1 es la mitad de la corriente generada por la fuente de energía.