Test: Energía, trabajo y transformaciones (20 preguntas)

Question 1

1. ¿Qué es el calor en una interacción entre dos cuerpos?

Energía térmica transferida del cuerpo más caliente al más frío

Estado térmico que caracteriza a cada cuerpo en equilibrio

Movimiento molecular que permanece igual en ambos cuerpos

Energía interna total almacenada en el cuerpo de mayor temperatura

Explicación

El calor es energía térmica que se transfiere desde un cuerpo con mayor temperatura hacia otro con menor temperatura. La temperatura describe el estado térmico, pero no constituye por sí misma una transferencia de energía.

Answer

Energía térmica transferida del cuerpo más caliente al más frío

Question 2

2. Un cuerpo posee energía cinética y energía potencial. ¿Cómo se obtiene su energía mecánica?

Restando la energía potencial de la cinética

Dividiendo la energía cinética entre la potencial

Sumando sus energías cinética y potencial

Multiplicando sus energías cinética y potencial

Explicación

La energía mecánica es la suma de la energía potencial y la energía cinética, según $E_m = E_p + E_c$ . Multiplicar, restar o dividir ambas energías no corresponde a la definición de energía mecánica.

Answer

Sumando sus energías cinética y potencial

Question 3

3. Dos objetos tienen la misma temperatura, pero uno contiene más materia que el otro. ¿Qué comparación es correcta?

Pueden tener distinta energía térmica total aunque compartan temperatura

El objeto más grande necesariamente tiene una temperatura mayor

La temperatura mide directamente toda la energía térmica del objeto

Deben tener la misma energía térmica total porque tienen igual temperatura

Explicación

La temperatura indica el estado térmico, mientras que la energía térmica total también depende de la cantidad de materia. Por eso, dos cuerpos con igual temperatura pueden contener cantidades totales de energía diferentes.

Answer

Pueden tener distinta energía térmica total aunque compartan temperatura

Question 4

4. ¿Qué diferencia fundamental existe entre el trabajo y la potencia?

El trabajo indica una rapidez y la potencia una cantidad realizada

El trabajo mide una fuerza y la potencia mide un desplazamiento

El trabajo mide un tiempo y la potencia mide una energía almacenada

El trabajo indica una cantidad realizada y la potencia su rapidez

Explicación

El trabajo expresa la cantidad de trabajo realizada, mientras que la potencia indica la rapidez con que se realiza, es decir, el trabajo por unidad de tiempo. Confundir ambas magnitudes invierte sus significados físicos.

Answer

El trabajo indica una cantidad realizada y la potencia su rapidez

Question 5

5. Una persona empuja una pared con gran esfuerzo, pero la pared no se desplaza; ¿qué ocurre desde el punto de vista del trabajo físico?

Se realiza trabajo físico porque existe una fuerza aplicada

No se realiza trabajo físico porque no hay desplazamiento

El trabajo físico equivale a la energía gastada por la persona

El trabajo físico depende de la duración del esfuerzo

Explicación

El trabajo físico requiere que una fuerza produzca desplazamiento, por lo que empujar una pared inmóvil no constituye trabajo físico sobre ella. La fuerza y el esfuerzo pueden existir, pero falta el desplazamiento necesario.

Answer

No se realiza trabajo físico porque no hay desplazamiento

Question 6

6. Una máquina consume $500\ \text{J}$ y entrega $350\ \text{J}$ como energía útil. ¿Qué cantidad corresponde a la energía perdida?

500\ \text{J}

, porque toda la energía consumida se considera perdida.

350\ \text{J}

, porque la energía útil forma parte de las pérdidas.

850\ \text{J}

, porque las energías consumida y útil se suman.

150\ \text{J}

, porque

W_p = W_c - W_u

.

Explicación

La energía consumida se distribuye entre la energía útil y la energía perdida: $W_c = W_u + W_p$ ; por tanto, $W_p = 500 - 350 = 150\ \text{J}$ . La energía útil es la fracción aprovechada y no debe contarse como energía perdida.

Answer

$$150\ \text{J}$$, porque $$W_p = W_c - W_u$$.

Question 7

7. En una central térmica convencional, ¿qué secuencia representa la transformación principal de la energía?

Térmica, química, mecánica y eléctrica, mediante caldera, combustible, turbina y alternador.

Química, eléctrica, térmica y mecánica, mediante combustible, alternador, caldera y turbina.

Química, térmica, mecánica y eléctrica, mediante combustible, caldera, turbina y alternador.

Mecánica, térmica, química y eléctrica, mediante turbina, caldera, combustible y alternador.

Explicación

En la central térmica, la energía química del combustible se convierte sucesivamente en térmica, mecánica y eléctrica mediante la caldera, la turbina y el alternador. Las demás secuencias alteran el orden de las transformaciones o asignan de forma incorrecta los dispositivos.

Answer

Química, térmica, mecánica y eléctrica, mediante combustible, caldera, turbina y alternador.

Question 8

8. ¿Qué ocurre con la energía potencial gravitatoria de un cuerpo cuando aumenta su altura respecto al centro de la Tierra, manteniendo constantes su masa y la gravedad?

Aumenta proporcionalmente a la altura

Permanece igual aunque cambie la altura

Disminuye proporcionalmente a la altura

Se transforma directamente en energía eléctrica

Explicación

La energía potencial gravitatoria se calcula mediante $E_p = mgh$ , por lo que aumenta al elevarse la altura si la masa y la gravedad permanecen constantes. La energía cinética, en cambio, se relaciona con la velocidad del cuerpo.

Answer

Aumenta proporcionalmente a la altura

Question 9

9. Una máquina consume $800\ \text{J}$ y proporciona $600\ \text{J}$ de energía útil. ¿Cuál es su rendimiento porcentual?

133\%

, calculado mediante

\eta(\%) = \frac{800}{600}\cdot100

.

25\%

, calculado mediante

\eta(\%) = \frac{200}{800}\cdot100

.

75\%

, calculado mediante

\eta(\%) = \frac{600}{800}\cdot100

.

200\%

, calculado mediante

\eta(\%) = \frac{800-600}{100}\cdot100

.

Explicación

El rendimiento porcentual se obtiene dividiendo la energía útil entre la consumida y multiplicando por 100: $\eta = \frac{600}{800}\cdot100 = 75\%$ . La diferencia entre ambas energías representa la pérdida, no el rendimiento útil.

Answer

$$75\%$$, calculado mediante $$\eta(\%) = \frac{600}{800}\cdot100$$.

Question 10

10. ¿Qué equivalencia define al watt como unidad del Sistema Internacional de potencia?

Un joule realizado en un segundo

Un kilogramo movido a una velocidad constante

Un joule acumulado durante un minuto

Un newton desplazado durante un metro

Explicación

El watt equivale a un joule de trabajo realizado en un segundo, porque la potencia es trabajo por unidad de tiempo. Un newton aplicado a un metro describe un joule, que es unidad de trabajo, no de potencia.

Answer

Un joule realizado en un segundo

Question 11

11. ¿Qué describe mejor la energía interna de un cuerpo?

La energía transferida entre cuerpos por una diferencia de temperatura

La suma de las energías microscópicas debidas al movimiento y separación de sus moléculas

La energía asociada exclusivamente a la velocidad del cuerpo como un todo

La medida del estado térmico independiente de la cantidad de materia

Explicación

La energía interna reúne las energías que poseen las moléculas por su movimiento y por su separación. La energía transferida por diferencia de temperatura es el calor, mientras que el estado térmico se expresa mediante la temperatura.

Answer

La suma de las energías microscópicas debidas al movimiento y separación de sus moléculas

Question 12

12. Durante la caída de un objeto sin rozamiento, ¿qué sucede con su energía mecánica?

Disminuye porque la energía potencial deja de existir

Permanece constante porque la energía potencial tampoco cambia

Aumenta porque la energía cinética crece durante la caída

Permanece constante mientras cambia la distribución entre sus energías

Explicación

Cuando actúan solo fuerzas conservativas, la energía mecánica permanece constante: la energía potencial perdida se transforma en energía cinética. La energía potencial sí cambia durante la caída, aunque la suma de ambas energías se conserve.

Answer

Permanece constante mientras cambia la distribución entre sus energías

Question 13

13. Según la relación de Einstein, ¿qué energía se libera cuando desaparece una masa $m$ ?

E = mc^2

E = \frac{1}{2}mv^2

E = \frac{m}{c^2}

E = mgh

Explicación

La pérdida de masa se relaciona con una energía liberada mediante $E = mc^2$ , donde $c$ es la velocidad de la luz. Las expresiones $mgh$ y $\frac{1}{2}mv^2$ describen energías potencial gravitatoria y cinética, respectivamente.

Answer

$$E = mc^2$$

Question 14

14. ¿Qué expresión permite calcular el trabajo de una fuerza que forma un ángulo α con el desplazamiento?

W = F \cdot s \cdot \cos\alpha

W = \frac{F \cdot \cos\alpha}{s}

W = \frac{s \cdot \cos\alpha}{F}

W = F \cdot s \cdot \sin\alpha

Explicación

El trabajo se obtiene multiplicando la fuerza, el desplazamiento y el coseno del ángulo entre ambos vectores. El seno no representa el componente de la fuerza paralelo al desplazamiento, y las otras expresiones alteran las relaciones físicas.

Answer

$$W = F \cdot s \cdot \cos\alpha$$

Question 15

15. ¿Qué capacidad caracteriza a la energía en los cuerpos?

Realizar trabajo y producir cambios en la materia

Mantener constante la velocidad de un cuerpo

Medir la duración de un movimiento físico

Determinar la dirección de una fuerza aplicada

Explicación

La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar trabajo y producir cambios en la materia. La velocidad, el tiempo y la dirección de una fuerza son magnitudes relacionadas, pero no definen la energía.

Answer

Realizar trabajo y producir cambios en la materia

Question 16

16. ¿Qué signo tiene el trabajo de una fuerza cuando forma un ángulo de 120° con el desplazamiento?

Es negativo porque corresponde a un trabajo resistente

Es positivo porque toda fuerza aplicada realiza trabajo motor

Es máximo porque el ángulo supera los 90°

Es nulo porque la fuerza no tiene componente útil

Explicación

Un ángulo de 120° está entre 90° y 180°, intervalo en el que el trabajo es resistente y negativo. El trabajo nulo corresponde a 90°, mientras que el trabajo motor positivo se presenta con ángulos menores de 90°.

Answer

Es negativo porque corresponde a un trabajo resistente

Question 17

17. ¿Qué principio describe correctamente lo que ocurre con la energía durante una transformación?

La energía permanece almacenada en el mismo cuerpo durante toda transformación.

La energía desaparece parcialmente cuando una parte deja de ser aprovechable.

La energía cambia de forma o se transfiere entre cuerpos, pero no se crea ni se destruye.

La energía surge cuando un sistema transforma trabajo en calor.

Explicación

El principio de conservación establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que cambia de forma o pasa de un cuerpo a otro. La energía que deja de ser útil no desaparece, sino que se transforma o se transfiere, a menudo como energía perdida.

Answer

La energía cambia de forma o se transfiere entre cuerpos, pero no se crea ni se destruye.

Question 18

18. ¿Cómo se define el rendimiento de una máquina?

Como la relación entre la energía útil entregada y la energía consumida,

\eta = \frac{W_u}{W_c}

.

Como la relación entre la energía consumida y la energía útil entregada,

\eta = \frac{W_c}{W_u}

.

Como la suma de la energía útil entregada y la energía consumida,

\eta = W_u + W_c

.

Como la diferencia entre la energía consumida y la energía perdida,

\eta = W_c - W_p

.

Explicación

El rendimiento compara la parte útil obtenida con la energía o el trabajo consumido, por lo que se expresa como $\eta = \frac{W_u}{W_c}$ . Invertir el cociente o sustituirlo por una suma o una diferencia no representa esa relación.

Answer

Como la relación entre la energía útil entregada y la energía consumida, $$\eta = \frac{W_u}{W_c}$$.

Question 19

19. ¿Qué expresión permite calcular la energía cinética de un cuerpo de masa $m$ que se desplaza con velocidad $v$ ?

E_c = mgh

E_c = \frac{1}{2}mv^2

E_c = \frac{1}{2}mgv

E_c = mv

Explicación

La energía cinética está asociada al movimiento y se calcula multiplicando la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad. La expresión $mgh$ corresponde a la energía potencial gravitatoria, que depende de la posición y la altura.

Answer

$$E_c = \frac{1}{2}mv^2$$

Question 20

20. Una fuerza de 20 N actúa en la misma dirección que un objeto que se mueve a 3 m/s; ¿qué potencia desarrolla la fuerza?

6{,}67\ \mathrm{W}

23\ \mathrm{W}

60\ \mathrm{W}

0{,}15\ \mathrm{W}

Explicación

Cuando la fuerza y la velocidad tienen la misma dirección, se usa $P = F \cdot v$ , de modo que $P = 20 \times 3 = 60\ \mathrm{W}$ . Dividir la fuerza entre la velocidad no corresponde a la relación indicada para este caso.

Answer

$$60\ \mathrm{W}$$

Test: Energía, trabajo y transformaciones (20 preguntas)

Preguntas y respuestas del test

1. ¿Qué es el calor en una interacción entre dos cuerpos?

2. Un cuerpo posee energía cinética y energía potencial. ¿Cómo se obtiene su energía mecánica?

3. Dos objetos tienen la misma temperatura, pero uno contiene más materia que el otro. ¿Qué comparación es correcta?

4. ¿Qué diferencia fundamental existe entre el trabajo y la potencia?

5. Una persona empuja una pared con gran esfuerzo, pero la pared no se desplaza; ¿qué ocurre desde el punto de vista del trabajo físico?

6. Una máquina consume $500\ \text{J}$ y entrega $350\ \text{J}$ como energía útil. ¿Qué cantidad corresponde a la energía perdida?

7. En una central térmica convencional, ¿qué secuencia representa la transformación principal de la energía?

8. ¿Qué ocurre con la energía potencial gravitatoria de un cuerpo cuando aumenta su altura respecto al centro de la Tierra, manteniendo constantes su masa y la gravedad?

9. Una máquina consume $800\ \text{J}$ y proporciona $600\ \text{J}$ de energía útil. ¿Cuál es su rendimiento porcentual?

10. ¿Qué equivalencia define al watt como unidad del Sistema Internacional de potencia?

11. ¿Qué describe mejor la energía interna de un cuerpo?

12. Durante la caída de un objeto sin rozamiento, ¿qué sucede con su energía mecánica?

13. Según la relación de Einstein, ¿qué energía se libera cuando desaparece una masa $m$ ?

14. ¿Qué expresión permite calcular el trabajo de una fuerza que forma un ángulo α con el desplazamiento?

15. ¿Qué capacidad caracteriza a la energía en los cuerpos?

16. ¿Qué signo tiene el trabajo de una fuerza cuando forma un ángulo de 120° con el desplazamiento?

17. ¿Qué principio describe correctamente lo que ocurre con la energía durante una transformación?

18. ¿Cómo se define el rendimiento de una máquina?

19. ¿Qué expresión permite calcular la energía cinética de un cuerpo de masa $m$ que se desplaza con velocidad $v$ ?

20. Una fuerza de 20 N actúa en la misma dirección que un objeto que se mueve a 3 m/s; ¿qué potencia desarrolla la fuerza?

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Test: Energía, trabajo y transformaciones (20 preguntas)

Preguntas y respuestas del test

1. ¿Qué es el calor en una interacción entre dos cuerpos?

2. Un cuerpo posee energía cinética y energía potencial. ¿Cómo se obtiene su energía mecánica?

3. Dos objetos tienen la misma temperatura, pero uno contiene más materia que el otro. ¿Qué comparación es correcta?

4. ¿Qué diferencia fundamental existe entre el trabajo y la potencia?

5. Una persona empuja una pared con gran esfuerzo, pero la pared no se desplaza; ¿qué ocurre desde el punto de vista del trabajo físico?

6. Una máquina consume 500 J500\ \text{J}500 J y entrega 350 J350\ \text{J}350 J como energía útil. ¿Qué cantidad corresponde a la energía perdida?

7. En una central térmica convencional, ¿qué secuencia representa la transformación principal de la energía?

8. ¿Qué ocurre con la energía potencial gravitatoria de un cuerpo cuando aumenta su altura respecto al centro de la Tierra, manteniendo constantes su masa y la gravedad?

9. Una máquina consume 800 J800\ \text{J}800 J y proporciona 600 J600\ \text{J}600 J de energía útil. ¿Cuál es su rendimiento porcentual?

10. ¿Qué equivalencia define al watt como unidad del Sistema Internacional de potencia?

11. ¿Qué describe mejor la energía interna de un cuerpo?

12. Durante la caída de un objeto sin rozamiento, ¿qué sucede con su energía mecánica?

13. Según la relación de Einstein, ¿qué energía se libera cuando desaparece una masa mmm?

14. ¿Qué expresión permite calcular el trabajo de una fuerza que forma un ángulo α con el desplazamiento?

15. ¿Qué capacidad caracteriza a la energía en los cuerpos?

16. ¿Qué signo tiene el trabajo de una fuerza cuando forma un ángulo de 120° con el desplazamiento?

17. ¿Qué principio describe correctamente lo que ocurre con la energía durante una transformación?

18. ¿Cómo se define el rendimiento de una máquina?

19. ¿Qué expresión permite calcular la energía cinética de un cuerpo de masa mmm que se desplaza con velocidad vvv?

20. Una fuerza de 20 N actúa en la misma dirección que un objeto que se mueve a 3 m/s; ¿qué potencia desarrolla la fuerza?

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6. Una máquina consume $500\ \text{J}$ y entrega $350\ \text{J}$ como energía útil. ¿Qué cantidad corresponde a la energía perdida?

9. Una máquina consume $800\ \text{J}$ y proporciona $600\ \text{J}$ de energía útil. ¿Cuál es su rendimiento porcentual?

13. Según la relación de Einstein, ¿qué energía se libera cuando desaparece una masa $m$ ?

19. ¿Qué expresión permite calcular la energía cinética de un cuerpo de masa $m$ que se desplaza con velocidad $v$ ?