Física en Ciencias Generales: modelos, energía y campos
El bloque de Física de la prueba de Ciencias Generales comprueba si sabes aplicar modelos matemáticos básicos a situaciones concretas: cinemática, dinámica, energía, campos, ondas y circuitos. Puntúa más el razonamiento y la justificación del principio utilizado que el número final aislado.
Leyes y herramientas de referencia
- Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: v = v₀ + at; s = v₀t + ½at²; v² = v₀² + 2as.
- Dinámica: ΣF = ma. En un plano inclinado sin fuerzas adicionales, la componente que acelera es mg·senθ y la normal vale N = mg·cosθ.
- Trabajo y energía: W = F·d·cosθ; el rozamiento realiza W = −μNd; E_c = ½mv²; E_p = mgh; el trabajo de fuerzas no conservativas es igual a la variación de energía mecánica.
- Ondas: v = λ·f, con período T = 1/f; la energía de un fotón es E = hf.
- Electricidad: E = kQ/r², V = kQ/r; ley de Ohm V = IR; potencias P = VI; resistencias en serie se suman y en paralelo se suman sus inversos.
Ejemplo resuelto
Un bloque de 2,0 kg parte del reposo y desliza 5,0 m por un plano inclinado 30° con coeficiente de rozamiento 0,20. Halla la velocidad al final del recorrido.
- Altura perdida: h = 5,0·sen 30° = 2,5 m, luego la energía potencial que se libera es 2,0·9,8·2,5 = 49 J.
- Normal: N = 2,0·9,8·cos 30° = 17,0 N; fuerza de rozamiento 0,20·17,0 = 3,4 N; su trabajo es −3,4·5,0 = −17 J.
- Teorema del trabajo y la energía: E_c = 49 − 17 = 32 J, de donde v = √(2·32/2,0) = 5,7 m/s. El paso que otorga la mayor parte de la puntuación es declarar que no se conserva la energía mecánica porque el rozamiento disipa 17 J.
Errores que cuestan nota
- Aplicar conservación de la energía mecánica cuando existe rozamiento.
- Calcular la normal como mg sin descomponer el peso.
- Cambiar de g = 9,8 a g = 10 a mitad del problema o no indicar el valor elegido.
- Confundir la energía potencial gravitatoria con la altura del plano en lugar de la altura vertical.
- Entregar el resultado sin unidades o con más cifras significativas de las que permiten los datos.