Argent 1994

PROBLEMA 1: UN REGADOR NOCTURNO PARA LAS VACACIONES.

Cuando se sale de vacaciones y no queda ninguna persona en la casa, uno de los problemas que se plantea es mantener regadas las plantas con cierta cantidad de agua diaria. Existen muchos recursos para evitar que se sequen las plantas en sus macetas por falta de riego. Uno de ellos utiliza un aparatito (regador nocturno) (ver figura), que aprovecha la variación de temperatura entre la noche y el día. El agua que ingresa desde el botellón a la ampolla, se difunde a través del algodón húmedo hacia la tierra de la maceta.

El regador se instala durante el día de tal manera que la presión en la ampolla sea la presión atmosférica.

En el extremo superior del algodón húmedo se forma un menisco de agua que, por tensión superficial, evita el ingreso de aire a la ampolla.

Suponga que el volumen de la ampolla es lo suficientemente grande como para poder despreciar las variaciones de volumen de la masa gaseosa debido a las variaciones de la cantidad de agua dentro de la ampolla, o por el ascenso o descenso de la columna de agua en el tubo delgado. Además, para simplificar los cálculos, suponga que durante el día la temperatura se mantiene constante e igual a $25^{\circ} C$ , durante seis horas de la noche baja a $10^{\circ} C$ y que la presión atmosférica permanece constante. Bajo estas condiciones calcule: a) La diferencia de altura $h$ máxima para que el regador efectivamente riegue la planta durante seis horas nocturnas. Suponga que el gotero en el extremo del tubo delgado, que está en el interior de la ampolla, se ha preparado para suministrar, en promedio, una gota de $2 mm$ de diámetro cada $2 s$ . b) Calcule la cantidad mínima de agua que deberá contener el botellón si queremos asegurar un riego diario durante treinta días.

Datos: Presión de vapor de agua saturado a $10^{\circ} C$ es igual a 9,16 mmHg; idem, a $25^{\circ} C$ es igual a 23,55 mmHg. La presión atmosférica es equivalente a 760 mmHg ó a 10,33 m de una columna de agua.

Topic: Thermodynamics, Fluid Mechanics Metodi: Ideal Gas Law, Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas, Container, Droplet Fonte: Testo (PDF) — p.1

PROBLEMA 1: Un regnatore notturno per le vacanze.

Quando si va in vacanza e non c’è nessuno in casa, uno dei problemi è La cosa che si vuole fare è irrigare le piante con una certa quantità di acqua al giorno. Ci sono molti risorse per evitare che le piante in loro vasi si asciugino a causa della mancanza di irrigazione. Uno di loro usa un apparecchiato (regatore notturno) (vedi figura), che si avvale della variazione di temperatura tra la notte e il giorno. L’acqua che entra dal bottiglio alla lampadina, si diffonde attraverso il cotone umido verso la terra del vaso.

L’irrigatore è installato durante il giorno in modo tale che la pressione nell’ampolla sia la pressione

Atmosferica.

L’estremità superiore del cotone umido forma un menisco di acqua che, a tensione, si superficiale, impedisce l’ingresso di aria nell’ampolla.

Supponiamo che il volume della lampadina sia abbastanza grande da poter La Commissione ha inoltre adottato una decisione che prevede che le misure di cui all’articolo 1, paragrafo 1, del regolamento (UE) n. l’acqua all’interno della lampadina, o dall’ascesa o dal discesa della colonna d’acqua nel tubo sottile. Inoltre, per semplificare i calcoli, supponiamo che durante il giorno la temperatura si mantenga costante e pari a $25^{\circ} C$ , per sei ore di notte a $10^{\circ} C$ e che la pressione atmosferica rimane costante. In queste condizioni calcoli: a) La differenza massima di altezza $h$ per irrigare effettivamente l’impianto per sei ore notturne. Supponiamo che la goccia all’estremità del tubo sottile, che è all’interno del bulbo, sia stata preparato per fornire, in media, una goccia di $2 mm$ di diametro per $2 s$ . b) Calcolare la quantità minima di acqua che il bottiglio deve contenere se vogliamo assicurare un’irrigazione ogni giorno per 30 giorni.

Dati: pressione di vapore di acqua saturazione a $10^{\circ} C$ è pari a 9,16 mmHg; idem, a $25^{\circ} C$ è pari a 23,55 mmHg. La pressione atmosferica è equivalente a 760 mmHg o a 10,33 m di una colonna di acqua.

Problem 1: A night rainer for the holidays.

When you go on vacation and there’s no one left in the house, one of the problems is The main thing is to keep the plants watered with a certain amount of water every day. There are many resources to prevent plants from drying up in their pots due to lack of irrigation. One of them uses a The apparatus (night recorder) (see figure) takes advantage of the temperature variation between night and day day. The water entering the bottle into the vial is diffused through the wet cotton into the the earth of the pot.

The watering system is installed during the day in such a way that the pressure in the vial is the pressure atmospheric.

At the top of the wet cotton is a water meniscus which, by tension, forms a It’s superficial, it prevents air from entering the vial.

Suppose the bulb volume is large enough to be able to The Commission has not yet established the possibility of a change in the volume of the gas mass due to changes in the quantity of water inside the vial, or by the rise or fall of the water column in the thin tube. In addition, to simplify the calculations, suppose that during the day the temperature is maintained constant and equal to $25^{\circ} C$ , for six hours at night below $10^{\circ} C$ and that the atmospheric pressure It’s not going to change. Under these conditions calculate: (a) The maximum height difference $h$ for the waterer to effectively irrigate the plant for six The night hours. Suppose the leak at the end of the thin tube, which is inside the blister, has prepared to supply, on average, one drop of $2 mm$ in diameter for each $2 s$ . (b) Calculate the minimum water content of the bottle if you want to ensure irrigation every day for 30 days.

Data: saturated water vapour pressure at $10^{\circ} C$ is equal to 9.16 mmHg; idem, a $25^{\circ} C$ is equal to The maximum value of the product shall be: The atmospheric pressure is equivalent to 760 mmHg or 10.33 m of a column of

What?

PROBLEMA 2: UN PROBLEMA EN LAS VACACIONES.

En una parada para acampar y descansar, una familia en vacaciones descubre que a la casilla rodante que le habían prestado, le faltaba la batería. Deciden entonces usar la batería de $12 V$ del automóvil para alimentar la instalación pero previamente tienen que hacer algunas modificaciones en el circuito debido a que las lámparas disponibles son para $6 V$ . Hay dos lámparas de $25 W$ y siete de $6 W$ .

Se desea iluminar lo mejor posible la zona exterior frente a la casilla y proveer iluminación mínima detrás de la misma y en su interior. a) Sabiendo que ninguna de las lámparas soporta una sobre tensión mayor que $1 V$ , proponga un circuito de conexión de las mismas que utilice necesariamente las dos lámparas de $25 W$ . b) En el supuesto caso que una de las lámparas de $25 W$ se deteriore, ¿como modificaría Ud. el circuito para seguir usando la otra lámpara de $25 W$ ?

Nota: En todos los casos resuelva los circuitos propuestos dando los valores de las corrientes que circulan en cada rama. La batería es de $12 V$ , $36 A-h$ y su resistencia es de $1/3 Ω$ . La resistencia interna de la batería y las resistencias nominales de las lámparas se suponen constantes.

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2

PROBLEMA 2: Un problema nelle vacanze.

In una sosta per campeggiare e riposare, una famiglia in vacanza scopre che la casella La batteria era in mancanza. Decidono quindi di utilizzare la batteria $12 V$ del la macchina per alimentare l’impianto ma in precedenza hanno bisogno di fare alcune modifiche in il circuito perché le lampade disponibili sono per $6 V$ . Ci sono due lampade di $25 W$ e sette di $6 W$ .

Si desidera illuminare il più possibile la zona esterna di fronte alla casella e fornire illuminazione

Beh, non è così. a) Sapendo che nessuna lampada supporta un sovraccarico superiore a $1 V$ , proponga un circuito di connessione di tali lampe che utilizza necessariamente le lampade $25 W$ . b) Se una delle lampade di $25 W$ si deteriori, come modificare? il circuito per continuare a usare l’altra lampada di $25 W$ ?

Nota: In tutti i casi risolve i circuiti proposti dando i valori dei correnti che circolano in ogni ramo. La batteria è di $12 V$ , $36 A-h$ e la sua resistenza è di $1/3 Ω$ . La resistenza interna della batteria e le le resistenze nominali delle lampade sono presunte costanti.

Problem 2: A problem with the holidays.

At a camping and rest stop, a family on vacation discovers that the box The wheel that they had lent him, the battery was missing. They then decide to use the $12 V$ battery of the The new system is designed to provide a high-speed car to power the installation but they have to make some modifications in advance the circuit because the lamps available are for $6 V$ . Hay dos lámparas de $25 W$ y siete de $6 W$ .

The outer area in front of the box should be illuminated as best as possible and lighting provided The minimum behind it and inside it. (a) Knowing that no lamp supports an overvoltage greater than $1 V$ , propose a a connection circuit of the same which necessarily uses the two $25 W$ lamps. (b) If one of the lamps of $25 W$ deteriorates, how would you modify it? the circuit to continue using the other lamp of $25 W$ ?

Note: In all cases solve the proposed circuits by giving the values of the currents that They circulate in every branch. The battery is $12 V$ , $36 A-h$ and its resistance is $1/3 Ω$ . The internal resistance of the battery and the nominal resistance of lamps is assumed to be constant.

PROBLEMA 3: UNA BALANZA DE RESORTE.

Una balanza de resorte es un dispositivo similar al esquematizado en la figura. Si se suspende un cuerpo de ella el resorte se estira y la fuerza que el mismo aplica al objeto suspendido es directamente proporcional a dicho estiramiento ( $F = k Δ l$ ; $F$ : fuerza ejercida por el resorte; $k$ : constante elástica del resorte; $Δ l$ : estiramiento del resorte).

Considere una balanza de resorte en la ciudad de Córdoba ( $3 1^{\circ}$ de latitud sur); la longitud del resorte, cuando no hay ningún cuerpo colocado en su platillo, es $L_{0}$ y el valor de la constante elástica es $k = 9, 79 N/m$ .

Se coloca ahora en el platillo de la balanza un cuerpo de masa $M$ y una vez alcanzado el equilibrio se observa que el estiramiento del resorte es de $10 cm$ .

Se pide: a) Dibujar un diagrama vectorial con todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. b) Determinar el valor de $M$ a partir de la medición hecha con la balanza, expresándolo en kg. c) ¿En cuánto difiere el valor del peso del cuerpo, dado por la balanza, del producto $M g$ ? ( $g$ es la aceleración de la gravedad del lugar). d) Qué ángulo forma el eje del resorte con la dirección definida por el radio terrestre del lugar, supuesta la tierra de forma esférica?. e) Ubique el o los lugares sobre la Tierra donde el valor del peso, medido por la balanza, coincida con el valor $M g$ (justifique su respuesta). f) Ubique el o los lugares sobre la Tierra donde el peso indicado por la balanza sea mínimo (justifique su respuesta). g) Ubique el o los lugares sobre la Tierra donde el eje del resorte coincide con la dirección definida por el radio terrestre del lugar (justifique su respuesta).

Datos: Radio de la tierra= 6.400 km; $g = 9, 79 m/s^{2}$ PRUEBA EXPERIMENTAL.

ENERGÍA DE UNA PILA COMÚN.

Objetivo:

Determinar la energía entregada por una pila común a la resistencia dada, en uso ininterrumpido hasta agotar la pila.

Con los elementos provistos que considere necesarios, diseñe y arme un dispositivo experimental a tal fin.

Elementos: • Una pila común. • Una resistencia de alambre. • Un termo. • Un termómetro. • Una probeta graduada. • Un recipiente común. • Conectores y cables. • Papel milimetrado. • Dos multímetros. • Disponibilidad de agua a temperatura ambiente y a otras temperaturas.

Requerimientos: Sólo podrá utilizar los elementos provistos, papel, lápiz o bolígrafo, regla y calculadora no programable. Al finalizar el trabajo deberá entregar un informe que incluya los siguientes puntos: • Diagrama del dispositivo experimental montado. • Descripción y fundamentación del diseño experimental utilizado. • Valores obtenidos en las mediciones realizadas. • Resultado obtenido de la magnitud solicitada. • Error del resultado. • Comentarios que desee realizar.

NOTA: Si utiliza uno de los instrumentos como amperímetro use la llave selectora en 10A y la conexión de 10A. Si lo usa como voltímetro ponga la llave selectora en DCV - 2000m (hasta 2000 mV). No cambie la posición de la llave selectora con el instrumento conectado. Al terminar, desconecte el instrumento y ponga la llave selectora en OFF.

Topic: Newtonian Mechanics, Rotational Dynamics, Thermodynamics Metodi: Free-Body Diagram, Vector Decomposition, Experimental Data Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Experimental Data Analysis Objects: Spring, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.2

PROBLEMA 3: Un equilibrio di risorsa.

Una bilancia di primavera è un dispositivo simile il diagramma nella figura. Se si sospende un corpo di essa la primavera si estende e la forza che lo stesso Applica direttamente all’oggetto sospeso proporzionale a tale estensione ( $F = k Δ l$ ; $F$ : forza ejercida por el resorte; $k$ : constante elástica del resorte; $Δ l$ : estensione della molla).

Considera un bilancio di primavera in città di Córdoba ( $3 1^{\circ}$ di latitudine sud); la lunghezza della primavera, Quando non c’è nessun corpo posto nel suo piatto, è $L_{0}$ e il valore della costante elastica è $k = 9, 79 N/m$ .

Si mette ora sul piatto della bilancia un corpo di massa $M$ e una volta raggiunto l’equilibrio si osserva che l’estensione della molla è $10 cm$ .

Si chiede: a) Disegnare un diagramma vettoriale con tutte le forze che agiscono sul corpo. b) Determinare il valore di $M$ a partire dalla misurazione fatto con la bilancia, espresso in kg. (c) Quanto differisce il valore del peso corporeo, dato per il prodotto $M g$ ? ( $g$ è l’accelerazione di gravità del luogo). d) Qual è l’angolo che forma l’asse della sorgente con la direzione definita dal raggio terrestre del luogo; Suppone la terra come sfera. e) Localizza il (i) luogo (i) sulla Terra in cui il valore del peso, misurato dalla bilancia, corrisponde a il valore $M g$ (giustifica la tua risposta). f) Localizza il (i) luogo (i) sulla Terra in cui il peso indicato dalla bilancia è minimo (justifique) la sua risposta). g) Localizza il (i) luogo (i) sulla Terra dove l’asse della primavera coincide con la direzione definita per il raggio terrestre del luogo (giustifica la tua risposta).

Dati: Radius terrestre = 6.400 km; $g = 9, 79 m/s^{2}$ Prova sperimentale.

Energia di una pietra comune.

Obiettivo:

Determinare l’energia fornita da una pila comune alla resistenza data in uso Ininterrottamente fino a quando non si esaurisce la pila.

Con gli elementi forniti che ritenga necessari, progettare e armare un dispositivo la ricerca di un’organizzazione che si sviluppi in un ambiente di ricerca e di ricerca.

Elementi: • Una pila comune. • resistenza al filo. • Un termo. • Un termometro. • Una prova graduata. • Un contenitore comune. • connettori e cavi. • Carta millimetrica. • Due multimetro. • Disponibilità di acqua a temperatura ambiente e a altre temperature.

Requisiti: potrà utilizzare solo gli elementi forniti, carta, penna o penna, scheda e calcolatore non programmabile. Al termine del lavoro, deve presentare un rapporto che includa le i seguenti punti: • Diagramma del dispositivo sperimentale montato. • Descrizione e motivazione del progetto sperimentale utilizzato. • Valori ottenuti dalle misurazioni effettuate. • Risultato ottenuto dalla quantità richiesta. • Errore di risultato. • Commenti che desiderate fare.

NOTA: se si utilizza uno degli strumenti come ampere, si utilizza la chiave selezionatrice in 10A e la connessione 10A. Se lo usi come voltometro, metti la chiave di selezione a DCV - 2000m (fino a 2000m). mV). Non cambiare la posizione della chiave selezionatrice con l’apparecchio collegato. Finendo, spegnere l’apparecchio e mettere la chiave selezionatrice in OFF.

Problem 3: A balance of resources.

A spring scale is a similar device The diagram in the figure. If a body is suspended From it the spring stretches and the force that the same Applies to the suspended object directly proporcional a dicho estiramiento ( $F = k Δ l$ ; $F$ : fuerza Exercised by the spring; $k$ : elastic spring constant; $Δ l$ : estiramiento del resorte).

Consider a spring scale in the city of Cordoba ( $3 1^{\circ}$ southern latitude); the length of the spring, When there’s no body placed on his plate, it’s $L_{0}$ and the value of the elastic constant is $k = 9, 79 N/m$ .

It is now placed on the plate of the scale one mass body $M$ and once equilibrium is reached Note that the spring stretch is $10 cm$ .

It asks: (a) Draw a vector diagram with all the forces They act on the body. (b) Determine the value of $M$ from the measurement made with the scale, expressed in kg. (c) How much does the body weight value differ, given by the balance sheet, of the product $M g$ ? ( $g$ is the acceleration of the gravity of the site). (d) What angle forms the spring axis with the direction defined by the land radius of the site; The earth is supposed to be spherical. (e) Locate the place (s) on Earth where the weight value, measured on the scale, matches the the value $M g$ (justify your answer). (f) Locate the place (s) on the Earth where the weight indicated by the scale is minimal (justifique) (they are not allowed to enter). (g) Locate the place (s) on the Earth where the spring axis matches the defined direction by the ground radius of the place (justify your answer).

Data: Radius of the earth = 6,400 km; $g = 9, 79 m/s^{2}$ This is an experimental test.

Energy from a common battery.

The objective:

Determine the energy delivered by a common battery to the given resistance, in use Uninterrupted until the pile is exhausted.

With the elements provided as necessary, design and equip a device The Commission has not yet adopted a proposal for a directive.

The following elements: • A common stack. • A wire resistance. • A thermos. • A thermometer • A graduated probate. • A common container. • Connectors and cables. • Millimeter paper. • Two multi-meters. • Availability of water at room temperature and other temperatures.

Requirements: You may only use the items provided, paper, pencil or pencil, rule and pencil. It’s a non-programmable calculator. At the end of the work, a report must be submitted, including the the following points: • A diagram of the mounted experimental device. • Description and justification of the experimental design used. • Values obtained from the measurements made. • Result obtained from the quantity requested. • Error in the result. • Comments you wish to make.

NOTE: If you use one of the instruments as an ampere, use the selector key in 10A and the 10A connection. If you use it as a voltmeter, put the selector key on DCV - 2000m (up to 2000m). mV). Do not change the position of the selector key with the instrument connected. When it’s over, disconnect the instrument and put the selector key on OFF.

Raccolta Gare di Fisica

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