Tema W03 — Ciencias Naturales Grado 11, México

Bloom: Remember

Un automóvil viaja por la autopista México-Puebla a velocidad constante de 90 km/h.

¿Qué tipo de movimiento realiza el vehículo y cuál es su aceleración?

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Respuesta correcta: A) Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) con aceleración igual a 0 m/s²

A) Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) con aceleración igual a 0 m/s²¡Correcto! En el MRU la velocidad se mantiene constante, por lo que la aceleración es nula.
B) Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA) con aceleración positivaIncorrecto. En el MRUA la velocidad varía con el tiempo.
C) Movimiento Circular Uniforme con aceleración centrípeta nulaIncorrecto. El movimiento es rectilíneo.
D) Movimiento Armónico Simple con fuerza restauradoraIncorrecto. No hay oscilaciones en este trayecto.

💡 Explicación

En el MRU la velocidad es constante (v = d/t), por lo que la aceleración (cambio de velocidad) es cero.

Bloom: Remember

Un tren de carga sale de Querétaro y recorre 180 km en 2 horas a velocidad constante.

¿Cuál es la velocidad escalar del tren expresada en m/s?

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Respuesta correcta: B) 25 m/s

A) 90 m/sIncorrecto. 90 es la velocidad en km/h, no en m/s.
B) 25 m/s¡Correcto! 180 km / 2 h = 90 km/h. Al convertir a SI: 90 / 3.6 = 25 m/s.
C) 50 m/sIncorrecto. 50 m/s equivale a 180 km/h.
D) 10 m/sIncorrecto. 10 m/s equivale a 36 km/h.

💡 Explicación

Primero v = 180 km / 2 h = 90 km/h. Para convertir a m/s dividimos entre 3.6: 90 / 3.6 = 25 m/s.

Bloom: Understand

Un autobús parte del reposo en Toluca y acelera a razón constante de 2 m/s² durante 6 s.

¿Cuál es la velocidad final alcanzada por el autobús?

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Respuesta correcta: C) 12 m/s

A) 6 m/sIncorrecto. Resultado de dividir velocidad entre 2.
B) 36 m/sIncorrecto. Resultado de elevar al cuadrado el tiempo.
C) 12 m/s¡Correcto! vf = vi + a*t = 0 + (2 m/s²)*(6 s) = 12 m/s.
D) 8 m/sIncorrecto. Suma errónea de aceleración y tiempo.

💡 Explicación

En MRUA partiendo del reposo (vi = 0), vf = a t = 2 m/s² 6 s = 12 m/s.

Bloom: Understand

Se deja caer una piedra desde lo alto de un puente en Monterrey (caída libre, g = 9.8 m/s²).

¿Qué distancia habrá recorrido la piedra al cabo de 3 segundos?

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Respuesta correcta: D) 44.1 metros

A) 29.4 metrosIncorrecto. 29.4 m/s es la velocidad alcanzada, no la distancia.
B) 88.2 metrosIncorrecto. Se omitió multiplicar por 1/2.
C) 14.7 metrosIncorrecto. No se elevó el tiempo al cuadrado.
D) 44.1 metros¡Correcto! d = 0.5 g t² = 0.5 9.8 9 = 44.1 m.

💡 Explicación

En caída libre partiendo del reposo (vi = 0), d = (1/2)*g*t² = 0.5 9.8 9 = 44.1 m.

Bloom: Understand

Un ciclista en Guadalajara rueda por una pista circular de 50 m de radio a 10 m/s constante.

¿Cuál es la magnitud de la aceleración centrípeta del ciclista?

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Respuesta correcta: A) 2 m/s²

A) 2 m/s²¡Correcto! ac = v² / r = (10)² / 50 = 100 / 50 = 2 m/s².
B) 0.2 m/s²Incorrecto. Error en la potencia de la velocidad.
C) 5 m/s²Incorrecto. Resultado de dividir r / v.
D) 20 m/s²Incorrecto. Multiplicación errónea.

💡 Explicación

En MCU, la aceleración centrípeta es ac = v² / r = 100 / 50 = 2 m/s².

Bloom: Apply

Un vehículo frena de 30 m/s a 10 m/s en un trayecto de 100 metros con desaceleración constante.

¿Cuál es la magnitud de la aceleración de frenado?

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Respuesta correcta: B) -4 m/s²

A) -2 m/s²Incorrecto. Ocurriría si la distancia fuera de 200 m.
B) -4 m/s²¡Correcto! (10)² = (30)² + 2*a*100 -> 100 = 900 + 200a -> a = -800/200 = -4 m/s².
C) -8 m/s²Incorrecto. Olvido del factor 2 en la ecuación.
D) -1 m/s²Incorrecto. Cálculo erróneo de diferencia de cuadrados.

💡 Explicación

Usando vf² = vi² + 2ad, despejamos a = (vf² - vi²) / (2d) = (100 - 900) / 200 = -4 m/s².

Bloom: Apply

Un proyectil es lanzado a 20 m/s con un ángulo de 45° respecto a la horizontal (g = 10 m/s²).

¿Cuál es el tiempo total de vuelo del proyectil hasta impactar el terreno plano?

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Respuesta correcta: C) 2.83 segundos

A) 1.41 segundosIncorrecto. 1.41 s es el tiempo de subida a la altura máxima.
B) 4.00 segundosIncorrecto. Sería el tiempo si el tiro fuera vertical.
C) 2.83 segundos¡Correcto! tv = (2 v0 sin(45°)) / g = (2 20 0.707) / 10 = 2.83 s.
D) 2.00 segundosIncorrecto. Se omitió la función seno del ángulo.

💡 Explicación

El tiempo total de vuelo en tiro parabólico es tv = (2 v0 sin θ) / g = (40 * 0.7071) / 10 = 2.83 s.

Bloom: Apply

La posición de un móvil viene dada por la ecuación x(t) = 4t² - 2t + 5 (en metros).

¿Cuál es su aceleración instantánea constante?

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Respuesta correcta: D) 8 m/s²

A) 4 m/s²Incorrecto. 4 es el coeficiente cuadrático, no la aceleración.
B) 2 m/s²Incorrecto. 2 es el coeficiente del término lineal.
C) 16 m/s²Incorrecto. Multiplicación innecesaria de la derivada.
D) 8 m/s²¡Correcto! v(t) = dx/dt = 8t - 2; a(t) = dv/dt = 8 m/s².

💡 Explicación

Derivando dos veces la posición x(t) respecto al tiempo t obtenemos a(t) = 8 m/s².

Bloom: Understand

Se analiza una gráfica v vs t triangular entre t = 0 y t = 4 s alcanzando v = 12 m/s.

¿Qué representa el área bajo la curva v vs t y cuál es su valor?

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Respuesta correcta: A) El desplazamiento total recorrido; equivale a 24 metros

A) El desplazamiento total recorrido; equivale a 24 metros¡Correcto! Área = (base altura)/2 = (4 12)/2 = 24 m.
B) La aceleración media; equivale a 3 m/s²Incorrecto. La aceleración es la pendiente, no el área.
C) La velocidad promedio; equivale a 48 metrosIncorrecto. La velocidad no se mide en metros.
D) La fuerza neta aplicada; equivale a 6 NewtonsIncorrecto. El área v vs t no da la fuerza neta.

💡 Explicación

En la gráfica v vs t, el área geométrica bajo la curva representa la distancia/desplazamiento: (4 * 12)/2 = 24 m.

Bloom: Understand

Un dron sobrevuela una trayectoria circular cerrada de 100 m de radio a velocidad constante.

¿Cuál es su desplazamiento vectorial al completar una vuelta entera?

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Respuesta correcta: B) 0 metros

A) 628 metrosIncorrecto. 628 m es la distancia escalar recorrida (2*π*r).
B) 0 metros¡Correcto! Al volver al punto de partida el cambio vectorial de posición es nulo.
C) 314 metrosIncorrecto. 314 m es la distancia en media vuelta.
D) 100 metrosIncorrecto. 100 m es el radio de la pista.

💡 Explicación

El desplazamiento mide la diferencia entre posición final e inicial. Al completar la vuelta Δr = 0 m.

Bloom: Analyze

Dos autos A (100 km/h) y B (120 km/h) viajan en el mismo sentido por una recta.

¿Cuál es la velocidad relativa de B observada desde A?

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Respuesta correcta: C) 20 km/h hacia adelante

A) 220 km/h hacia adelanteIncorrecto. Sería la velocidad si viajaran en sentidos opuestos.
B) -20 km/h hacia atrásIncorrecto. B es más rápido y adelanta a A.
C) 20 km/h hacia adelante¡Correcto! v_rel = vB - vA = 120 - 100 = +20 km/h.
D) 100 km/h constantesIncorrecto. Es la velocidad de A respecto al suelo.

💡 Explicación

La velocidad relativa entre dos cuerpos moviéndose en la misma dirección es vB - vA = 120 - 100 = 20 km/h.

Bloom: Analyze

Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba a 29.4 m/s (g = 9.8 m/s²).

¿Cuánto tarda en alcanzar la altura máxima y cuál es esa altura?

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Respuesta correcta: D) 3 segundos y 44.1 metros

A) 6 segundos y 88.2 metrosIncorrecto. 6 s es el tiempo total de vuelo ida y vuelta.
B) 2 segundos y 29.4 metrosIncorrecto. Cálculo incompleto de la cinemática vertical.
C) 3 segundos y 29.4 metrosIncorrecto. Confusión entre velocidad inicial y altura.
D) 3 segundos y 44.1 metros¡Correcto! t = v0 / g = 29.4 / 9.8 = 3 s. h_max = v0²/(2g) = 44.1 m.

💡 Explicación

En el punto más alto vf = 0. t = 29.4 / 9.8 = 3 s. h_max = (29.4)² / (2 * 9.8) = 44.1 m.

Bloom: Analyze

Un disco compacto gira en un reproductor a 300 revoluciones por minuto (rpm).

¿Cuál es la velocidad angular ω en radianes por segundo (rad/s)?

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Respuesta correcta: A) 10π rad/s (~31.42 rad/s)

A) 10π rad/s (~31.42 rad/s)¡Correcto! ω = 300 * 2π / 60 = 10π rad/s.
B) 5π rad/s (~15.71 rad/s)Incorrecto. Olvido del factor 2 de los radianes por vuelta.
C) 300π rad/sIncorrecto. Sin convertir minutos a segundos.
D) 20π rad/s (~62.83 rad/s)Incorrecto. Multiplicación duplicada del resultado.

💡 Explicación

Convertimos rpm a rad/s: ω = (300 rev/min) (2π rad/rev) (1 min/60 s) = 10π rad/s.

Bloom: Analyze

Un objeto parte del reposo con aceleración a constante. En el 1º segundo recorre distancia d1.

¿Qué distancia d2 recorre durante el 2º segundo de movimiento?

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Respuesta correcta: B) d2 = 3 * d1

A) d2 = 2 * d1Incorrecto. La distancia sigue la proporción de números impares (1, 3, 5...).
B) d2 = 3 * d1¡Correcto! d(1)=0.5a. d(2)=2a. La distancia en el 2º segundo es 2a - 0.5a = 1.5a = 3 d1.
C) d2 = d1Incorrecto. d2=d1 correspondería a velocidad constante.
D) d2 = 4 * d1Incorrecto. 4*d1 es la distancia acumulada total desde t=0.

💡 Explicación

Por la regla de números impares de Galileo, las distancias recorridas en intervalos iguales en MRUA guardan la proporción 1 : 3 : 5 : 7...

Bloom: Apply

Un proyectil se dispara a la misma velocidad inicial con ángulos de 30° y 60°.

¿Cómo se comparan los alcances horizontales máximos R obtenibles?

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Respuesta correcta: C) Los alcances horizontales R son idénticos para ambos ángulos

A) A 60° alcanza el doble de distancia horizontal que a 30°Incorrecto. Alcanza mayor altura, pero idéntico alcance horizontal.
B) A 30° alcanza el doble de distancia horizontal que a 60°Incorrecto. El alcance horizontal es simétrico.
C) Los alcances horizontales R son idénticos para ambos ángulos¡Correcto! Para ángulos complementarios (30° + 60° = 90°), sin(2*30°)=sin(2*60°)=sin(60°), dando igual alcance.
D) A 60° cae verticalmente sin distancia horizontalIncorrecto. Posee componente de velocidad horizontal considerable.

💡 Explicación

La fórmula R = (v0² sin 2θ) / g produce el mismo resultado para ángulos complementarios θ y 90°-θ.

Bloom: Apply

Un tren acelera a 1.5 m/s² durante 10 s, luego viaja 20 s a velocidad constante y frena a -3 m/s² hasta parar.

¿Cuál es el tiempo total y la distancia total del trayecto?

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Respuesta correcta: D) 35 s y 412.5 metros

A) 30 s y 300 metrosIncorrecto. Omitió las etapas acelerada y frenada.
B) 40 s y 500 metrosIncorrecto. Error en el tiempo de frenado.
C) 35 s y 375 metrosIncorrecto. Error en el cálculo del primer tramo.
D) 35 s y 412.5 metros¡Correcto! d1=75m (10s), d2=300m (20s), d3=37.5m (5s). Total t=35 s, d=412.5 m.

💡 Explicación

Calculando por tramos: d1 = 75 m (10 s), d2 = 300 m (20 s), d3 = 37.5 m (5 s). Sumando: t = 35 s y d = 412.5 m.

Bloom: Evaluate

Se analiza un movimiento con aceleración a(t) = 6t (m/s³), partiendo del reposo en x = 0 a t = 0.

¿Cuáles son las expresiones para v(t) y x(t)?

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Respuesta correcta: A) v(t) = 3t² m/s; x(t) = t³ m

A) v(t) = 3t² m/s; x(t) = t³ m¡Correcto! v(t) = ∫ 6t dt = 3t²; x(t) = ∫ 3t² dt = t³.
B) v(t) = 6t² m/s; x(t) = 6t³ mIncorrecto. Error al integrar los exponentes de la variable t.
C) v(t) = 6 m/s; x(t) = 6t mIncorrecto. Asumió aceleración constante en lugar de variable.
D) v(t) = 3t m/s; x(t) = 1.5t² mIncorrecto. Integración errónea del término lineal.

💡 Explicación

Integrando sucesivamente a(t)=6t: v(t) = ∫ 6t dt = 3t², x(t) = ∫ 3t² dt = t³.

Bloom: Evaluate

Un objeto se lanza horizontalmente a v0 desde una altura H tocando el suelo a distancia D.

Si se duplica v0 a 2*v0 manteniendo H, ¿cómo cambia la distancia horizontal D?

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Respuesta correcta: B) La distancia D se duplica exactamente (2 * D)

A) La distancia D se cuadruplica (4 * D)Incorrecto. D es directamente proporcional a v0.
B) La distancia D se duplica exactamente (2 * D)¡Correcto! El tiempo de caída sólo depende de H. D = v0 * t_caída se duplica al duplicar v0.
C) La distancia D aumenta por factor de √2Incorrecto. El tiempo de caída permanece constante.
D) La distancia D disminuye a la mitadIncorrecto. A mayor velocidad horizontal, la distancia recorrida es mayor.

💡 Explicación

Dado que t_caída = √(2H/g) no depende de la velocidad horizontal v0, D = v0 * t_caída se duplica directamente.

Bloom: Evaluate

Un péndulo simple oscila en la Tierra (g = 9.8 m/s²) y en la Luna (g_luna = 1.63 m/s²).

¿Cómo varía el periodo de oscilación T en la Luna respecto a la Tierra?

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Respuesta correcta: C) Aumenta por un factor de √(9.8 / 1.63) ≈ 2.45 veces (oscila más lento)

A) Disminuye a la mitad (oscila más rápido)Incorrecto. Menor gravedad implica menor fuerza de retorno y oscilación más lenta.
B) Permanece idénticoIncorrecto. El periodo del péndulo depende de la intensidad de la gravedad.
C) Aumenta por un factor de √(9.8 / 1.63) ≈ 2.45 veces (oscila más lento)¡Correcto! T = 2π √(L / g). Al disminuir g, T aumenta.
D) Se vuelve infinito sin oscilarIncorrecto. La gravedad lunar es diferente de cero (1.63 m/s²).

💡 Explicación

El periodo T = 2π √(L/g). Como g en la Luna es ~1/6 de la Tierra, el periodo se multiplica por √6 ≈ 2.45.

Bloom: Evaluate

Un satélite orbita la Tierra en órbita circular de radio R donde la aceleración de gravedad local es g'.

¿Qué relación debe cumplirse entre la velocidad orbital v, R y g'?

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Respuesta correcta: D) v = √(g' * R)

A) v = g' * RIncorrecto. Inconsistencia en las dimensiones físicas.
B) v = √(g' / R)Incorrecto. Dimensiones erróneas.
C) v = 2π g' R²Incorrecto. No iguala la aceleración centrípeta a la gravedad.
D) v = √(g' * R)¡Correcto! La fuerza centrípeta es la gravedad: m*v²/R = m*g' -> v = √(g' * R).

💡 Explicación

Igualando ac = v²/R con la aceleración gravitacional local g': v²/R = g' -> v = √(g' * R).

Pregunta 1

Pregunta 2

Pregunta 3

Pregunta 4

Pregunta 5

Pregunta 6

Pregunta 7

Pregunta 8

Pregunta 9

Pregunta 10

Pregunta 11

Pregunta 12

Pregunta 13

Pregunta 14

Pregunta 15

Pregunta 16

Pregunta 17

Pregunta 18

Pregunta 19

Pregunta 20

¿Listo para practicar?