Física para ingeniería: problemas de práctica y preguntas de examen

Física de primer curso para estudiantes de ingeniería: mecánica, fluidos y termodinámica. Los exámenes mezclan cálculos cortos de cada área, así que ser rápido con los métodos estándar compensa.

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Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

Temas de esta asignatura

  1. Cinemáticaaceleración · frenada · lanzamiento verticalcálculos
  2. Leyes de Newtonempuje con rozamiento · plano inclinado · mesa y poleacálculos
  3. Tiro parabólicolanzamiento horizontal · lanzamiento desde el suelo · lanzamiento desde una alturacálculos
  4. Trabajo y energíacaída libre · rampa con rozamiento · rampa, rozamiento y muellecálculos
  5. Cantidad de movimiento y choquesperfectamente inelástico · elástico · impulso y fuerzacálculos
  6. Fuerza hidrostáticapared vertical · compuerta sumergida · centro de presionescálculos
  7. Continuidad y Bernoullicontinuidad · reducción horizontal · tubería ascendentecálculos
  8. Ley de los gases idealesP a partir de n, V, T · a partir de la masa · cambio de estado o densidadcálculos
  9. Máquinas térmicas y frigoríficasprimer principio en un ciclo · límite de Carnot · frigoríficos y bombas de calorcálculos
  10. Ondas, sonido y ópticavelocidad de las ondas, nivel sonoro y refracción · ondas estacionarias, lentes y Doppler · interferencia, redes, espejos y fibrascálculos

Consejos para el examen de Física para ingeniería

  • Anota las magnitudes conocidas con sus unidades antes de elegir una fórmula.
  • Comprueba el orden de magnitud de cada respuesta: un coche no circula a 3000 m/s.
  • En las leyes de los gases van la temperatura absoluta y la presión absoluta.

Ejemplos resueltos

CinemáticaFácil
t (s)v (m/s)20 s10

Un tren frena uniformemente de 15 m/s a 10 m/s en 20 s. ¿Qué distancia recorre en ese tiempo? Halla s.

v₀ = 15 m/sv = 10 m/st = 20 s

Calcula s (m)

Mostrar pistas
  1. Con aceleración constante, la velocidad media es la media de las velocidades inicial y final.
  2. s = (v₀ + v)/2 · t. Es el área bajo la gráfica v–t.
  3. velocidad media = 12,5 m/s.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

Velocidad media

(v₀ + v)/2 = (15 + 10)/2 = 12,5 m/s

Distancia

s = 12,5·20 = 250 m

Respuesta

s = 250 m
Leyes de NewtonMedia
25 kg35°F = 140 Nμ = 0,25

Se arrastra un trineo de 25 kg por nieve horizontal con una cuerda a 35° por encima de la horizontal y una fuerza de 140 N. El coeficiente de rozamiento dinámico es 0,25. Usa g = 9,81 m/s². Halla la aceleración a del trineo.

m = 25 kgF = 140 Nθ = 35°μ = 0,25g = 9,81 m/s²

Calcula a (m/s²)

Mostrar pistas
  1. Descompón la tracción en F·cos θ (hacia delante) y F·sin θ (hacia arriba).
  2. En vertical: N + F·sin θ = m·g. El rozamiento es μ·N.
  3. N = 164,9 N.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

Fuerza normal

N = m·g − F·sin θ = 245,3 − 140·sin 35° = 164,9 N

Fuerzas horizontales

m·a = F·cos θ − μ·N = 114,7 − 41,24
a = 73,44/25 = 2,938 m/s²

Respuesta

a = 2,938 m/s²

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

Calculadoras para esta asignatura

Calculadora de tiro parabólicoCalculadora de la ecuación de BernoulliCalculadora de rendimiento de Carnot y COPCalculadora de la ley de los gases idealesCalculadora de cinemática (MRUA)Calculadora de choques y cantidad de movimientoCalculadora de densidad (masa, volumen y densidad)Calculadora de energía cinética (y energía potencial, trabajo y potencia)Calculadora de caída libre (tiempo, altura y velocidad de impacto)Conversor de unidades de ingenieríaCalculadora de la ley combinada de los gases (Boyle, Charles y Gay-Lussac)Calculadora de aceleración (y velocidad media)

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