Apuntes de Fã Sica Para Biologã a (1)

8/17/2019 Apuntes de Fã Sica Para Biologã a (1)

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

Apuntes de Física para Bioo!ía " Lic# Fís# $uio Ae%andro Vadi&ie'o Areano

1. ¿Cuál(es) de las medidas siguientes tiene 3 cifras significativas: 0,003 m,

0,32 cm, 0,320 cm, 3,21mm ó 3,213 mm?

SOLUCIÓN

Los ceros a la izquierda no son significativos. Por eso, las medidas con 3 cifrassignificativas son 0,320 cm y 3,21 mm.

2. Justificar la verdad falsedad de las siguientes !r!sicines:

(i) "na cnstante num#rica es de dimensión igual a 1.

(ii) $a e%actitud re&uiere !recisión, !er la !recisión n re&uiere

e%actitud.

(iii) "n errr de cali'ración es un ti! de errr aleatri.

(iv) l estad del medi am'iente en &ue se realian ls e%!eriments da

rigen a errres sistemátics.

(v) l errr relativ de un cciente es igual al de un !rduct.

SOLUCIÓN

(i) FL!"# una constante num$rica tiene dimensiones nulas (o iguales a 0)

res%ecto de las magnitudes fundamentales.

Para ENTENDER la respuesta anterior debe partirse de la comprensión de las definiciones de medición,dimensines y ecuacines dimensinales. Se llama MAGNITUD FÍSICA a las propiedades

de objetos y fenómenos cuyas partes se pueden medir. Estas partes medibles se

denominan CANTIDADES FÍSICAS. Medir es determinar las veces que una

cantidad física está contenida en otra; así, si medimos una longitud y obtenemos

como resultado 3 m, queremos decir que se ha comparado una cantidad física de

longitud con otra tomada como unidad el metro!, obteni"ndose que la cantidad

medida contiene tres veces a la cantidad tomada como unidad. #a que el $istema

%nternacional de &nidades $%! consta de ' unidades básicas o fundamentales y

numerosas unidades derivadas, se acepta que todas las magnitudes físicas, en estesistema de unidades, tienen dimensiones relativas a tales siete magnitudes. &na

ecuación dimensional, en el $%, adopta la forma

[ ] a b c d e f g A L M T I J N = Θ


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donde

, , , , , ,a b c d e f g

son n(meros reales. Estos n(meros e)ponentes! se

denominan exponentes dimensionales o dimensiones de la magnitud física

dada respecto de la correspondiente magnitud fundamental. Es así que en tal

ecuación se indica que la magnitud fsi!a "A# es de dimensi$na

respe!to de

la longitud% de dimensi$nb

respe!to de la masa% de dimensi$nc

respe!to

del tiempo% de dimensi$nd

respe!to de la intensidad de la !orriente

el&!tri!a% et!. *simismo, las dimensiones de ángulo plano y ángulo sólido son

nulas respecto de las magnitudes fundamentales, por lo que en la ecuación

dimensional aparece +- en uno de los miembros de la misma. ste tambi"n es elcaso de las constantes num"ricas, a diferencia de las constantes físicas, que

generalmente poseen dimensiones.

(ii) &''"# *n instrumento %uede dar sucesivamente valores muy

%r+imos entre s-, %ero muy aleados del verdadero, con lo cual estar-amos ante

un instrumento muy %reciso %ero /astante ineacto. 'n cam/io, de darse que

cierto instrumento resulte eacto, necesariamente los datos que se tomen con $ste

de/en ser muy %r+imos entre s-, con lo cual se %rue/a que la eactitud requiere

de %recisi+n. Por eem%lo, si se sa/e que cierta /ater-a %ro%orciona 12 voltios de

fuerza electromotriz y resulta que al usar cierto volt-metro se o/tienen,

sucesivamente, valores como 1,0 1,1 1,0 1,1 1,0 &, tal

instrumento de medici+n resulta mu* !recis !er ine%act. 'n cam/io, si se

o/tienen resultados como 12,0 12,1 12,1 12,0 11, &, se %uede

asegurar que el instrumento es preciso y exacto.

(iii) FL!"# se trata de un ti%o de error sistemtico, ya que %uede corregirse

o com%ensarse.

(iv) &''"# el estado del medio am/iente %uede ser controlado con lo

cual %uede corregirse o com%ensarse el error as- originado.

(v) &''"# veamos

4 Error relativo de un cociente


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Erelat =∆ Z

Z =

1

y ∆ x+

x

y2 ∆ y

x

y

=∆ x

x +

∆ y

y = Erel( x)+ Erel( y)

4 Error relativo de un producto

Erelat =∆ Z

Z =

y ∆ x+ x ∆ y xy

=∆ x

x +

∆ y

y = E rel( x)+ Erel( y)

'n am/os casos, el error relativo es el mismo e igual a la suma de los errores

relativos de los datos.

3. +e las siguientes magnitudes fsicas, indi&ue cuáles sn vectriales:

des!laamient, área, !es es!ecfic, energa, !resión, intensidad de

crriente el#ctrica, cantidad de mvimient.

SOLUCIÓN

!on vectoriales des%lazamiento y cantidad de movimiento. 'l vector

5des%lazamiento6 da la distancia entre dos %untos ocu%ados %or la %art-cula,

se7alando adems de donde %arti+ y 8acia donde lleg+ en el intervalo de tiem%o

considerado. La cantidad de movimiento es vectorial, %or definici+n, ya que es el

%roducto de la masa (escalar) y la velocidad (vector).

-. i lueg de efectuar cálculs se 'tiene el resultad - 2-/,/3/-/2 m

en su calculadra, ¿cóm de'e e%!resarse la medida cn 2, 3, -, / , *

cifras significativas?

SOLUCIÓN

9on 2 c.s. 4,2 x103

m# 9on 3 c.s. 4,25 x103

m# 9on c.s.

4,246 x103 m

9on : c.s.4 245,6

m# 9on ; c.s.4 245,57

m# 9on < c.s.

4 245,574 m


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/. ndi&ue las unidades de las magnitudes fundamentales * de las

siguientes magnitudes derivadas: velcidad, ra!ide, aceleración, cantidad

de mvimient, im!uls, fuera, mment de fuera, cantidad de calr,

energa, tra'a, !tencia, !resión, esfuer unitari, carga el#ctrica,

intensidad de cam! el#ctric, diferencia de !tencial el#ctric, energa

!tencial * resistencia el#ctrica.

SOLUCIÓN

Magnitud

fundamental

Unidad Magnitud

derivada

Unidad

Longitud metro (m) velocidad,

rapidez

m

s

Masa =ilogramo (=g) aceleracin ms2

!iempo segundo (s) cantidad de

movimiento

kg.m

s

!emperatura =elvin (>) impulso ?.sIntensidad de

corriente

el"ctrica

am%erio () fuerza ?

Intensidadluminosa

candela (cd) momento defuerza

?.m

Cantidad de

sustancia

mol (mol) cantidad de

calor, energ#a,

tra$a%o,

energ#a

potencial

oule (@)

Magnitud

derivada

Unidad

!tencia Aatt (B)

!resión %ascal (Pa)

esfuer

unitari

N

m2

carga el#ctrica coulom/ (9)

intensidad de

cam!

el#ctric

N

C

diferencia de

!tencial

el#ctric

voltio (&)

resistencia

el#ctrica.

o8mio (Ω)


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&' Indi(ue verdadero )*+ o falso )+, seg-n sea el caso, %ustificando la

respuesta (ue d".

/n un movimiento rectil#neo,

I la aceleracin negativa implica (ue el movimiento es desacelerado0

II el mdulo del desplazamiento coincide con la longitud recorrida0III la aceleracin indica la direccin y sentido del movimiento0

a+ $+ ** c+ * d+ ** e+ ***

SOLUCIÓN

C FL!".Primero recordemos que cualquier conunto de vectores orientados a lo

largo de una recta o de rectas %aralelas %ueden ser denotados

alge/raicamente mediante signos (D) o (E), de acuerdo al sentido que

tengan. Por eem%lo, si convenimos en asignar el signo (D) a aquellos

vectores que se orienten 8acia la derec8a, entonces los que se orienten

8acia la izquierda tendrn asignado el signo (E).'n el caso del movimiento, se definen y usan las magnitudes vectoriales

5des%lazamiento6, 5velocidad6 y 5aceleraci+n6. 'n el caso del movimiento

rectil-neo, cuando los vectores 5velocidad6 y 5aceleraci+n6 tienen la


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misma direcci+n y sentido (o sea cuando tienen el mismo signo), se

tiene que la velocidad se incrementa (el m+vil se mueve ms r%ido

conforme %asa el tiem%o), en tanto que si la velocidad y la aceleraci+n

tienen sentidos o%uestos se concluye que la velocidad disminuye (el

m+vil se mueve ms lentamente conforme %asa el tiem%o y se dice del

movimiento que es 5retardado6 o 5desacelerado6).

1or lo anterior , en el caso del movimiento “desacelerado”, la velocidad

y la aceleración tendrn simultneamente si!nos diferentes. "simismo,

la rapide# aumentar si los si!nos de la velocidad y la aceleración son

los mismos simultneamente, en cuyo caso el movimiento n es

“retardado” o “desacelerado”. $ue!o, el movimiento 45 ser retardado o

“desacelerado” en los si!uientes casos%

• cuando la velocidad sea positiva y la aceleración positiva.

• cuando la velocidad sea ne!ativa y la aceleración ne!ativa .

's decir, una aceleraci+n negativa ?" CPLC9 que el movimiento sea

desacelerado ya que, simultneamente, la velocidad tam/i$n %odr-a ser

negativa.

CC FL!".

e/e recordarse %reviamente la definici+n del vector des%lazamiento es

la distancia orientada entre el %unto de %artida y el de llegada de cierto

m+vil, en un determinado intervalo de tiem%o.9uando el m+vil se mueve %or la recta siem%re en la misma direcci+n y

sentido, el m+dulo del des%lazamiento va a coincidir con la longitud del

recorrido. !in em/argo, si el móvil se mueve primero en un sentido y

lue!o en sentido contrario, el m+dulo del des%lazamiento ya no coincide

con el valor de la longitud recorrida. Por eem%lo, en el caso de un

o/eto lanzado verticalmente 8acia arri/a, el des%lazamiento ser

nulo una vez que el m+vil vuelva al %unto de %artida, %ero la longitud del

recorrido ser igual al do/le de la altura mima alcanzada.

CCC FL!".


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Por definición, La direcci+n y sentido del movimiento coincide con la

direcci+n y sentido de la velocidad en cada instante.

67.: a)

2' Indi(ue verdadero )*+ o falso )+, seg-n corresponda, %ustificando su

respuesta'

/n el movimiento de un proyectil en ca#da li$re, se tiene (ue en el punto

de altura m3xima

I+ se alcanza la m#nima rapidez0

II+ la velocidad es nula y la aceleracin no0

III+ la aceleracin es nula y la velocidad no0

a+ *** $+ * c+ * d+ * e+

SOLUCIÓN

C &''"!i el ee 5G6 coincide con la 8orizontal y el ee 5H6 con la vertical, se

o/tiene la ra%idez a %artir de la e%resi+n

V =√ (V x )2+ (V y )

2

dondeV x y

V y son, res%ectivamente, las com%onentes 8orizontal y

vertical de la velocidad en cualquier instante,

9onforme el %royectil asciende, la com%onente 8orizontal de la velocidad

%ermanece constante, mientras que la com%onente vertical de la

velocidad disminuye de valor 8asta volverse nula en el %unto de altura

mima. 'n tal instante es cuando la e%resi+n %ara la ra%idez toma el

m-nimo valor %osi/le. 's decir, la ra%idez es m-nima en el %unto de altura

mima.

CC FL!"el argumento anterior, se deduce que en el %unto de altura mima la

velocidad no es nula ya que la com%onente 8orizontal de la velocidad es

la misma en cualquier instante.CCC FL!"


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'l todo movimiento de ca-da li/re, la aceleraci+n es constante e igual

,I mJs2. Luego, en el %unto de altura mima, el %royectil sigue

teniendo la misma aceleraci+n.

4/S1'. $+ *

5' 67u" ocurre con la aceleracin de una part#cula si la fuerza so$re ella se

duplica8 69 si la fuerza se reduce a la tercera parte8

SOLUCIÓN

e acuerdo con la !egunda Ley de ?eAton, la fuerza resultante ( F ¿ so/re

una %art-cula de masa constante ( M

) comunica a $sta una aceleraci+n ( ⃗a

),

cum%li$ndose con la ecuaci+n

⃗a= F

M

!i la fuerza cam/ia a F '

, la aceleraci+n cam/iar tam/i$n a a'

,

cum%li$ndose adems con la segunda ley de ?eAton, esto es, se verifica que

⃗a' =

F '

M

!i la fuerza se 8u/iera du%licado, se tendr-a que F ' =2⃗ F , con lo cual la

aceleraci+n ser

⃗a' =

F '

M =

2⃗ F

M =2( ⃗ F M )=2⃗a

's decir, al du!licarse la fuera se du!lica la aceleración.

Procediendo como en el caso anterior se 8alla que si la fuera se reduce a la

tercera !arte, la aceleración tam'i#n se reduce a la tercera !arte .


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:' Seg-n las leyes de Ne;ton, 6es necesaria una fuerza para (ue un o$%eto

est" en movimiento8 /xpli(ue

SOLUCIÓN

!egKn las leyes de ?eAton, ?" '! ?'9'!C una fuerza %ara que un o/eto

est$ en movimiento. e acuerdo con la segunda ley,

⃗a= F

M

y la aceleraci+n ser nula cuando la fuerza tam/i$n sea nula y viceversa. 's decir,

siendo nula la fuerza resultante so/re una %art-cula, solo se %uede concluir que la

aceleraci+n ser nula. Pero si la aceleraci+n es nula, esto quiere decir que el

o/eto solo %uede estar en dos %osi/les estados mecnicos el re%oso o el

movimiento rectil-neo uniforme.

s-, no resulta necesaria una fuerza %ara que una %art-cula est$ en movimiento,

siem%re y cuando el movimiento sea rectil-neo y uniforme (movimiento con

velocidad constante).


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B ?" !M *? '!PLNC'?M" P O*' H M@", ya que si 8ay

des%lazamiento %ero no 8ay fuerza (..*.), entonces no 8ay tra/ao. Por tanto la

proposicin )II+ es ALSA'

B Por definici+n, el tra/aoW

de una fuerza constante se define %or la relaci+n

W = Fd cosθ , siendo θ el ngulo entre la fuerza y el des%lazamiento. 9uando

cosθ es negativo, el tra/ao tam/i$n es negativo, %or tanto la proposicin )II+

es ALSA'

B Por definici+n, el tra/ao es una magnitud f-sica escalar, ya que en la e%resi+n

W = Fd cosθ , F y d son solamente los m+dulos de la fuerza y del

des%lazamiento. Luego, la proposicin )I*+ es ALSA'

B 9omo la energ-a mecnica cuantifica la %osi/ilidad de los cuer%os de realizar

tra/ao, y dado que el tra/ao %uede ser negativo, se concluye que la energ-a

mecnica tam/i$n %uede ser negativa. s-, la proposicin )*+ es */4A/4A'


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SOLUCIÓN

l %ermanecer el cuer%o en un %lano 8orizontal, su altura res%ecto de algKn

nivel de referencia ?" var-a y, %or tanto, no var-a la energ-a %otencial. 9on ello,

resultan C?9"'9M! las %ro%osiciones /) y d).

9omo la energ-a cin$tica de%ende del cuadrado de la ra%idez ( Ec=12 M v 2) ,al du%licarse $sta se cuadru%lica la energ-a cin$tica

( Ec' 2=12 M (2v )2=4 [12 M v2]=4 E c) , con lo cual se concluye que solo es correcta la%ro%osici+n c+'

SOLUCIÓN


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Las condiciones %ara el equili/rio son resultante de fuerzas nula y,

simultneamente, resultante de momentos de fuerza res%ecto de un mismo

%unto, tam/i$n nula.

s- que, si la resultante de fuerzas es nula, %odr-a ser que no lo sea la resultante

de momentos (esto %asa, %or eem%lo, en el caso de la cu%la). Por tanto, la

%ro%osici+n “estn en e'uilibrio si su resultante es nula” '! FL!.

9uando las fuerzas son concurrentes y la resultante de fuerzas es nula, tam/i$n

resulta nula la resultante de momentos (Meorema de &arignon). Por ello, la

%ro%osici+n “estn en e'uilibrio si son concurrentes y su resultante es nula” '!

&''.

!iendo dos las fuerzas a%licadas al cuer%o, resulta necesario que sean o%uestas

%ara que se anulen, %or lo que la Kltima %ro%osici+n tam/i$n '! &''.

4/S1'. e+ **


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disminuci+n de energ-a %otencial en igual cantidad que el aumento, lo

que conduce a la conservaci+n de la energ-a mecnica y, %or tanto, a

que $sta %ermanezca constante en el tiem%o.

CCC &''"

'n el movimiento circular uniforme, la aceleraci+n del movimiento es la

aceleraci+n centr-%eta, que es una aceleraci+n radial (esto es, orientada

en direcci+n del radio del c-rculo), en tanto que la velocidad siem%re es

tangente a la trayectoria en cada %unto de la misma. 9omo la tangente

y el radio del c-rculo corres%ondiente al %unto de tangencia son

%er%endiculares entre s-, resulta que la velocidad tangencial y la

aceleraci+n centr-%eta siem%re sern %er%endiculares entre s-.


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estar orientada 8acia a/ao# es decir, tendr una velocidad ?" ?*L. !in

em/argo, el des%lazamiento evaluado desde que %as+ %or 56 8acia arri/a

8asta que %asa %or 56, 8acia a/ao, '! ?*L".

(CCC) &''", %orque en el su%uesto caso de que la %art-cula no

cam/ie el sentido de su movimiento, el des%lazamiento tendr el mismo

valor que la distancia recorrida so/re la trayectoria. *n eem%lo de ello es el

*.


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aceleraci+n al sur solo indica que la ra%idez del auto se va 8aciendo menor

en el transcurso del tiem%o.

(CC) FL!" %orque, como se manifest+ en el %unto anterior, si el movimiento

es retardado (disminuye la ra%idez), la aceleraci+n tendr sentido o%uesto a

la velocidad. s-, si se tiene una velocidad negativa, una aceleraci+n

negativa ser-a consecuencia del incremento de ra%idez, ya que am/as

cantidades f-sicas tendr-an el mismo sentido.

(CCC) FL!", %orque el o/eto %odr-a moverse %ara/+licamente y estar en

ca-da li/re, ya que la condici+n de ca-da li/re solo eige que la aceleraci+n

sea la de/ida a la gravedad.


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(c) &''". !iendo uniforme el movimiento circular, la aceleraci+n

tangencial es nula y, %or tanto, la aceleraci+n total o instantnea ser la

aceleraci+n normal o centr-%eta. 9omo $sta est dirigida a lo largo del radio

(8acia el centro del c-rculo), es %er%endicular a la velocidad instantnea o

tangencial. dems, la velocidad angular es %er%endicular al %lano de

rotaci+n y, %or lo mismo, %er%endicular a todo segmento %erteneciente a

dic8o %lano. Luego, como la aceleraci+n normal est en la direcci+n del

radio del c-rculo, ser %er%endicular a la velocidad angular.


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e+ el ascensor desciende con velocidad constante

SOLUCIÓN

!e sa/e que, %or C?'9C, todo cuer%o 5se resiste6 al cam/io de estado

mecnico. !i est quieto, tiende a %ermanecer en re%oso, a menos que una fuerza

eterna actKe so/re $l. Por lo mismo, si el ascensor estuviera quieto o en

movimiento rectil-neo uniforme, la aceleraci+n ser-a nula y tam/i$n ser-a nula la

resultante de fuerzas, con lo cual la /alanza registrar-a el mismo 5%eso6 que en

Mierra. l acelerar 8acia a/ao el ascensor, la %ersona tiende a quedarse donde

esta/a antes y 8ace una fuerza menor so/re la %lataforma de la /alanza, midiendo

un %eso menor que en Mierra. simismo, si el ascensor adquiere aceleraci+n 8acia

arri/a, la %ersona 8ar ms fuerza so/re la %lataforma de la /alanza, midiendo un

%eso mayor al que se midi+ en Mierra.

4/S1'. d+

D=' !omando como referencia el pie, localice el centro de gravedad de una

pierna extendida con las posiciones de los centros de gravedad de las partes

superior e inferior (ue se muestran en la figura'

SOLUCIÓN Momando momentos de fuerza res%ecto del centro de gravedad e igualando a

cero

∑ M cg=0

12 ( x−14 )=18 (31− x)


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2 ( x−14 )=3 (31− x )

2 x−28=93−3 x

5 x=121

x=24,2 !"lg

D


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tracci+n de9 x10

7 N

m2 . 'l otro com%onente es una mezcla de sales

inorgnicas en forma cristalina con una elevada resistencia la com%resi+n.

ay igual cantidad de am/os materiales en volumen. 'l colgeno da al

8ueso una elevada resistencia a la tracci+n y una gran flei/ilidad, mientras

que las sales inorgnicas le dan una elevada resistencia a la com%resi+n,

necesaria %ara que el 8ueso cum%la su funci+n de a%oyo.

R Las %ro%iedades elsticas del mKsculo no son dif-ciles de

determinar, ya que las fi/ras musculares %ueden mantenerse en /uena

forma 8oras des%u$s de la disecci+n si se sumergen un /a7o de soluci+n

salina fisiol+gica y %ueden estimularse %or descargas el$ctricas, mientras

sostienen una carga determinada (contracci+n isot+nica). La figura (?T 01)

muestra los resultados de un e%erimento so/re el mKsculo sartorio de la

rana# el acortamiento del mKsculo en mil-metros (ordenada) se 8a

re%resentado contra el tiem%o en segundos (a/scisa) %ara diferentes

cargas. Los est-mulos se sus%endieron des%u$s de 1 segundo)6

uente. #sica aplicada a las ciencias de la salud,

Fig. N°


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'' Strot@er' Mc ra; ill, ?ogot3 P Colom$ia,


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necesario %ara rom%er un material sometido a com%resi+n se llama 5resistencia a

la com%resi+n6

DF'67u" es el l#mite el3stico de un material8

SOLUCIÓN

'l l-mite elstico de un material est dado %or el mimo esfuerzo %ara el

cual se cum%le la %ro%iedad de elasticidad del material.

DG'67u" es el ciallamient8

SOLUCIÓN

'l cizallamiento es un ti%o de deformaci+n %or el cual las fuerzas actKan

%aralelamente al rea sometida a esfuerzo, midi$ndose la deformaci+n %or el

ngulo res%ecto de la vertical.

D&'Los @uesos de los mam#feros est3n @ec@os como columna @ueca parasoportar el peso' 1ara el f"mur @umano, el cociente entre los radios

externo e interno es igual a 2/1 ' /n el @om$re, este @ueso se rompe

$a%o una fuerza de compresin de 5,0 x104 N ' Calcule el radio

exterior del f"mur si la resistencia a la compresin del @ueso


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donde r

2 es el radio eterior yr1 es el radio interior. 9omo

r2=2 r

1 , la

resistencia a la com%resi+n ser

% c= F

(r22−( 12 r2)2

)= F

(r22−14 r22)= F

( 34 r22)=

4 F

3 (r22)

r2

2= 4 F

3 % c( r

2=√

4 F

3 % c=

√ 4 (5,0 x 104 N )

3 (3,1416 )(1,67 x108 N m

2 )=1,13 x10−2 m=11,3mm

D2'e acuerdo con la figura del punto NR D


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D:'/l mdulo de 9oung de la elastina (leer el te(to presentado en el punto

)*+ vale aproximadamente6 x10

5 N

m2 ' Si una muestra de elastina de <

cm de longitud y =,D mm de di3metro es estirada $a%o la accin de una

carga de F g, @allar su longitud final, en mm'

SOLUCIÓN

F

&=)

∆ *

*0=)

*− *0

*0

*= Mg

&

*0

) + *

0= *

0( 4 Mg) +2 +1)

*=1cm( 4 (4 x10−3 )(9,8)

(6 x105 )(3,1416)(2 x10−4)2+1)

*=1 (3.1 )cm=31mm

E=' La resistencia a la ruptura del ca$ello es de 1,96 x10

8 N

m2 ' Si el 3rea

de su seccin transversal es de 6,1 x 10−9

m2

, 6@asta (u" tensin

podr3 ser sometido sin (ue se rompa8

SOLUCIÓN

% r=,

&=)

∆ *

*0

=1,96 x108 N

m2

,

6,1 x10−9

m2=1,96 x108

N

m2

, =(6,1 x10−9 m2) (1,96 x108 N m

2)

, =1,2 N


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E


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SOLUCIÓN

(i) FL!". 'n las escalas a/solutas, como la >elvin, no 8ay

tem%eraturas negativas.

(ii) FL!". 'n los cam/ios de fase (s+lido a l-quido o l-quido a gas) se

comunica calor a los sistemas, %ero estos mantienen constante sus

tem%eraturas.

(iii) &''". e 0 T9 a T9 el volumen de agua disminuye, %or lo

cual, siendo constante la masa, la densidad aumentar

( ρ= masavol"men ) .

EE'>ustifica la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones.

)i+ La transferencia de calor por conduccin es propia de los

slidos'

)ii+ La transferencia de calor por conveccin es caracter#stica de los

fluidos')iii+ /l calor (ue va desde el Sol a la !ierra se transfiere por

radiacin'

SOLUCIÓN

)i+ &''". 'sta transferencia de calor ocurre mediante

5c8oques6 moleculares. *na mol$cula transfiere energ-a cin$tica a su

vecina y $sta a otra vecina, etc., de tal manera que se cam/ia la

5movilidad6 de las mol$culas y, %or ende, la tem%eratura de la

muestra.

)ii+ &''". 'sta transferencia im%lica un trans%orte de materia,

trans%ortando el calor desde las zonas ms 5calientes6 8acia las

zonas ms 5fr-as6.


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(iii) &''". La transferencia de calor %or radiaci+n ocurre en el

vac-o, de tal manera que %uede llegar desde el !ol 8asta la Mierra,

atravesando todo el inmenso es%acio li/re eistente entre Mierra y

!ol.

EF'>ustifica la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones.

)i+ Los cuerpos contienen calor en su interior'

)ii+ /n un sistema aislado la energ#a se mantiene constante'

)iii+ /s imposi$le transformar en tra$a%o todo el calor (ue se

comunica una sustancia'

SOLUCIÓN

(i) FL!". Los cuer%os no contienen calor. 'l calor es energ-a en

trnsito es%ontneo de un cuer%o a otro de menor tem%eratura.

(ii) &''". 'sta es la Ley de 9onservaci+n de la 'nerg-a o

Primera Ley de la Mermodinmica.

(iii) &''". 'sta es una e%resi+n que corres%onde a la !egunda

Ley de la Mermodinmica.

EG'67u" es un proceso iso$3rico8SOLUCIÓN

's un %roceso termodinmico en el cual se mantiene constante la %resi+n.

E&'67u" es un proceso adia$3tico8

SOLUCIÓN

's un %roceso termodinmico en el cual no 8ay transferencia de calor.

E2'67u" es un proceso isot"rmico8

SOLUCIÓN

's un %roceso termodinmico en el cual se mantiene constante la tem%eratura.

E5'6Cu3les son las @iptesis de la !eor#a Cin"tica de los ases8


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SOLUCIÓN

E !istema formado %or muc8as %art-culas id$nticas, en movimiento

aleatorio.

- Las mol$culas no interactKan entre s-, ece%to %or colisiones

elsticas.

- Los c8oques de las mol$culas con las %aredes del reci%iente son

elsticos y res%onsa/les de la a%arici+n de la %resi+n del gas.

- La energ-a interna solo de%ende de la energ-a cin$tica %romedio de

las mol$culas, la cual mantiene una relaci+n de %ro%orcionalidad

directa con la tem%eratura a/soluta.

E:'6A (u" se llama radiacin t"rmica8 61or (u" ley (ueda descrita8

SOLUCIÓN

!e llama radiaci+n t$rmica a las ondas electromagn$ticas emitidas %or los

cuer%os de/ido a la tem%eratura que tengan. Oueda descrita %or la Ley de

!teffanEoltozmann, la cual e%resa que la %otencia radiada %or la unidad de

su%erficie es directamente %ro%orcional a la cuarta %otencia de la tem%eratura

a/soluta.

F='AC!I*IA. Lea cuidadosamente el siguiente texto, extra#do de

H#sica para las ciencias de la salud '' Strot@er, /d' Mc ra; ill,

?ogot3,


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metabolismo involucra la producción de calor en los tejidos del cuerpo y unincremento en la temperatura del cuerpo está acompañado de unincremento en la tasa metabólica.


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Apuntes de Fã Sica Para Biologã a (1)

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