Resolucion de Problemas FISICA I

FISICA II
“RESOLUCION DE PROBLEMAS”
DILATACION LINEAL:
1. A una temperatura de 15o C una varilla de hierro tiene una longitud de 5m ¿Cuál será la longitud al aumentar la temperatura a 25oC?
SOLUCION:
FORMULA:
Lf = L0 [1+a (Tf – T0)]
DATOS:
aFe= 11.7 x 10-6 oC-1
L0 = 5m
T0 = 15oC
Tf= 25oC
Lf=?
SUSTITUCION Y RESULTADO.
Lf= 5m [1+0.0000117oC – 15oC]
=5.000585M
Su dilatación esigual a:
Lf–L0 = 5.000585m – 5m
=0.00085m
2. ¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 14oC, si con una temperatura de 42oC mide 416m?
SOLUCION:
FORMULA:
Lf = L0 [1+a (Tf – T0)]
DATOS:
Lf =?
Tf= 14oC
T0 = 42oC
L0 = 416 m
aCu= 16.7 x 10-5oC-1
SUSTITUCION Y RESULTADO:
Lf= 416m [1+0.0000167oC-1(14oC – 42oC)
=415.80547M
Se contrajo 0.19453 m,es decir,
Lf– L0 = 415.80547m – 416m
= -0.19453m
3. Un puente de acero de 100m de largo a 8oC, aumenta su temperatura a 24oC ¿Cuánto medirá su longitud?
SOLUCION:
FORMULA:
Lf = L0 [1+a (Tf – T0)]
RESPUESTA:
Lf = 100.0184 m
4. ¿Cuál es la longitud de un riel de hierro de 50 m a 40o, si desciende la temperatura a 6oC? ¿Cuánto se contrajo?
SOLUCION:
FORMULA:
Lf = L0 [1+a (Tf –T0)]
RESPUESTA:
Lf = 49.980011
Se contrajo 0.01998 m

DILATACION DE ÁREA:
1. A una temperatura de 17oC una ventana de vidrio tiene una área de 1.6m2. ¿Cuál será su área final al aumentar su temperatura a 32oC?
SOLUCION:
FORMULA:
Af= A0 [1+y(Tf –T0)
DATOS:
Yvidrio=14.6x10-6 oC-1
A0 = 1.6m2
T0 = 17oC
Tf = 32oC
Af=?
SUSTITUCION Y RESULTADO:
Af = 1.6m2[1+14.6x-6 oC-1(32oC – 17oC)]
Af=1.6m2 (7+219x10-6)
=1.6m2x1.000219
=1.6003504m2
2. A unatemperatura de 23oC una puesta de aluminio mide 2m de los largo y 0.9m de ancho ¿Cuál será su área final al disminuir su temperatura a 12oC?
SOLUCION:
FORMULA:
Af= A0 [1+y(Tf –T0)
DATOS:
Ya1 = 44.8x10-6 oC-1
A0 = l.l= 2m x 0.9m = 1.8m2
T0 = 23oC
T0 = 12oC
Tf= 12oC
Af =?
SUSTITUCION Y RESULTADO:
Af= 1.8m2 [1+44.8x10-6oC-1(12oC – 23oC)]
Af = 1.8m2 (1 – 0.0004928) = 1.79911296m2
3. Una lámina de acero tiene un área de 2m2 a una temperatura de 8oC. ¿Cuál será su área final al elevarse su temperatura a 38oC?
SOLUCION:
FORMULA:
Af= A0 [1+y(Tf –T0)
RESPUESTA:
Af = 2.00138m2
4. A una temperatura de 33.5oC un portón de hierro tiene una área de final al disminuir su temperatura a 9oC?
SOLUCION:
FORMULA:
Af= A0[1+y(Tf –T0)
RESPUESTA:
Af= 9.994267m2

DILATACION CUBICA:
1. Una barra de aluminio de 0.01m3 a 16oC se calienta a 44oC. Calcular:
a) ¿Cuál será su volumen final?
b) ¿Cuál fue su dilatación cubica?
SOLUCION:
FORMULA:
a) Vf= V0 [1+B(Tf – T0)]
b) V = Vf – V0
DATOS:
B = 67.2x10-6 oC-1
V0 = 0.01m3
T0 = 16oC
Tf= 44oC
Vf =?
V =?
SUSTITUCION Y RESULTADOS:
a) Vf=0.01m3[1+0.0000672oC-1(44oC – 16oC)]
=0.0000188m3
b) V = Vf –V0 = 0.0100188m3 – 0.01m3
= 0.000188m3
=1.88x10-5m3
2. Una esfera hueca de acero a 24oC tiene un volumen de 0.2m3. calcular:
a) ¿Qué volumen final tendrá a -4oC en m3 y el litros?
b) ¿Cuánto disminuyo su volumen en litros?
SOLUCION:
FORMULA:
a) Vf= V0 [1+B(Tf – T0)]
b) V = Vf – V0
DATOS:
B = 34.5 x 10-6 oC-1
V0 = 0.2 m3
T0 =24oC
Tf= -4oC
Vf =?
V =?
SUSTITUCION Y RESULTADOS:
a) Vf = 0.2m3[1+0.0000345oC-1(-4oC – 24oC]
=0.1998068m3
CONVERSIONES Y UNIDADES
0.1998065m3 x 1000l/1m3
Vf = 199.8068
b) 0.2m3 x 1000l/1m3= 200l
V = 199.8068l – 200l = -0.1932l
3. ¿Cuál será el volumen final de 2 litros de alcohol etílico si sufre un calentamiento de 18oC a 45oC? Diga también cuanto vario su volumen enlitros y en cm3.
SOLUCION:
FORMULA:
a) Vf= V0 [1+B(Tf – T0)]
b) V = Vf – V0
DATOS:
B = 746 x 10-6 oC-1
V0 = 2l
T0 = 18oC
Tf= 45oC
Vf =?
V en litros y en cm3=?
SUSTITUCION Y RESULTADOS:
Vf = 2l [1+0.00746oC-1(45oC – 18oC)
= 2 .040284l
V = 2.040284l – 2l = 0.040284l
CONVERSION DE UNIDADES:
0.040284l x 1000m3/1l
V = 40.284m3
4. A una temperatura de...