GUICEL016FS11-A16V1
Pr
ograma Electivo Ciencias Básicas
Física
Ejercicios PSU
1. Una astrónoma mide la velocidad de alejamiento o “velocidad de recesión” de dos galaxias, A y B, respecto de la Tierra. Si en sus cálculos verifica que la galaxia A se aleja con el doble de rapidez que la galaxia B, y siendo dA y dB las distancias a las que se encuentran A y B respecto de la Tierra, ¿cuál es la relación dB
dA? A) 1:1 B) 1:2 C) 2:1 D) 1:4 E) 1:8
2. El Big Bang es una teoría ya que
I) es una explicación irrefutable del origen del universo. II) ha sido apoyada por diversas pruebas científicas.
III) logra explicar satisfactoriamente fenómenos observables en la actualidad, como la expansión del universo.
Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo II y III. E) I, II y III.
3. Considerando la clasificación de las estrellas según su “tipo espectral”, ¿cuál de las siguientes opciones contiene dicha clasificación, ordenada en forma decreciente respecto de la temperatura?
A) A, B, C, D, E, F, G B) M, B, A, F G, K, O C) O, B, A, F, G, K, M D) A, B, F, G, K, M, O E) O, M, K, G, F, B, A
4. De los siguientes hechos científicos, ¿cuál(es) es (son) considerado(s) como evidencia que apoya la teoría del Big Bang?
I) La existencia de la Radiación de Fondo Cósmica de Microondas. II) La existencia de agua líquida en la Tierra.
III) El constante alejamiento de las galaxias entre sí. A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III
5. ¿Cuál(es) de las siguientes fuerzas predomina(n) en el proceso de formación de una galaxia? I) La fuerza eléctrica
II) La fuerza gravitacional III) La fuerza magnética A) Solo I
B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III
6. Respecto al origen de los elementos químicos, es correcto afirmar que
A) los más simples, como el Helio y el Hidrógeno, existían antes del Big Bang. B) todos se generaron en la gran explosión del Big Bang.
C) los más pesados se generaron en el interior de las estrellas, posteriormente al Big Bang. D) la fisión nuclear al interior de las estrellas formó el Helio y el Hidrógeno.
7. Una estrella se mantiene estable gracias al perfecto equilibrio hidrostático entre la presión gravitacional y la presión producida por las reacciones de fusión nuclear (contraria a la presión gravitacional) en su interior. Si dentro de una estrella se detuvieran las reacciones nucleares, es correcto afirmar que la estrella
A) inmediatamente se expandiría sin control hasta desintegrarse en el espacio. B) inmediatamente se contraería y colapsaría.
C) se apagaría lentamente, convirtiéndose en un planeta gaseoso.
D) inmediatamente se expandiría sin control, formando un cúmulo estelar. E) se partiría en dos mitades iguales, formando un sistema binario.
8. ¿Cuál es la reacción nuclear que ocurre actualmente en el interior del Sol, y que le proporciona su energía?
A) La fisión de átomos de Helio. B) La fusión de átomos de Helio. C) La fusión de átomos de Hidrógeno. D) La fisión de átomos de Hidrógeno.
E) La fusión de átomos de Hidrógeno y Helio.
9. Si se sabe que el Sol es una estrella “amarilla” y en “secuencia principal”, es decir, una estrella enana, su clasificación estelar según su tipo espectral y clase de luminosidad es
Tipo espectral Clase de luminosidad
A) B III
B) A 0
C) O II
D) K IV
E) G V
10. De los siguientes procesos
I) Evaporación del agua en ríos, lagos y mares. II) Transpiración en las hojas de las plantas. III) Precipitaciones de agua.
¿Mediante cuál(es) de ellos el agua vuelve a la atmósfera durante el ciclo del agua? A) Solo I
B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III
11. ¿Cuál(es) de las siguientes proposiciones puede(n) ser una explicación del por qué las fuentes de agua para el consumo humano (agua dulce) están disminuyendo?
I) Las reservas de agua dulce como los glaciares se están derritiendo y, al llegar al océano, sus aguas se mezclan con el agua salada.
II) Río y lagos están siendo contaminados con tóxicos desechos industriales. III) El calentamiento global ha hecho que aumenten las zonas desérticas. A) Solo I
B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III
12. ¿Cuál(es) de los siguientes fenómenos atmosféricos es (son) una consecuencia directa de la combustión de carburantes fósiles?
I) El adelgazamiento de la capa de ozono II) La lluvia ácida
III) El aumento del efecto invernadero A) Solo I
B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III
13. ¿Cuál(es) de los siguientes cambios observables en el sistema climático de la Tierra es (son) consecuencia del calentamiento global?
I) Aumento de la temperatura de los océanos II) Aumento de las precipitaciones
III) Derretimiento de los glaciares A) Solo I
B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III
14. Respecto a la capa de ozono, es correcto afirmar que
A) su adelgazamiento se produjo principalmente por el uso de los CFC (clorofluorocarbonos). B) su adelgazamiento se produjo principalmente por el efecto invernadero.
C) filtra la radiación gamma proveniente del sol.
D) se encuentra en la capa de la atmósfera denominada termósfera. E) se encuentra en la capa de la atmósfera denominada mesósfera.
15. Respecto a la lluvia ácida, es INCORRECTO afirmar que
A) puede presentarse en forma de nieve, lluvia o niebla.
B) se produce por la combinación de óxidos de nitrógeno, azufre y agua.
C) los gases que la producen pueden viajar grandes distancias desde su origen, arrastrados por corrientes de aire.
D) genera cambios en la acidez del suelo.
E) no se ve afectada por el aumento de la actividad industrial. 16. Respecto de la formación de las estrellas, es correcto afirmar que
I) nacen a partir de una nebulosa.
II) en su estado primigenio son denominadas protoestrellas.
III) en el mismo proceso de formación de la estrella se forman los planetas que posteriormente la orbitan. A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III
17. Respecto del fenómeno del calentamiento global, es correcto afirmar que I) es el aumento de la temperatura media de la corteza terrestre. II) comenzó a producirse a mediados del siglo XX.
III) se intensifica con el aumento de gases como el dióxido de carbono en la atmósfera. A) Solo I
B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III
18. De los siguientes procesos: 1. Evaporación
2. Precipitación 3. Transpiración 4. Infiltración
Aquellos que forman parte del ciclo del agua son A) Solo 1, 2 y 3
B) Solo 1, 2 y 4 C) Solo 1, 3 y 4 D) Solo 2, 3 y 4 E) 1, 2, 3 y 4
19. Respecto de las galaxias, es correcto afirmar que
I) están formadas por estrellas, gases y polvo estelar.
II) su estructura se mantiene unida debido a fuerzas electromagnéticas. III) giran alrededor de su centro.
A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III
20. Respecto del efecto invernadero, es correcto afirmar que
A) es un fenómeno producido por la intensificación de la actividad industrial del hombre. B) corresponde al aumento de la temperatura media de los océanos y el aire cercano a la
superficie de la Tierra, que se verifica desde mediados de la revolución industrial. C) permite que la temperatura de la superficie de la Tierra permanezca constante. D) se generó a partir del adelgazamiento de la capa de ozono.
Tabla de corrección
Ítem Alternativa Habilidad
1 Aplicación 2 Comprensión 3 Reconocimiento 4 Comprensión 5 Reconocimiento 6 Reconocimiento 7 ASE 8 Reconocimiento 9 Reconocimiento 10 Comprensión 11 Comprensión 12 Reconocimiento 13 Reconocimiento 14 Reconocimiento 15 Comprensión 16 Reconocimiento 17 Comprensión 18 Comprensión 19 Reconocimiento 20 Comprensión
Resumen de contenidos
1. El origen del universo: el Big Bang
En 1948 el físico ruso George Gamow planteó que el universo se creó en una gran explosión o “Big Bang”. El Big Bang constituye el momento en que emerge toda la materia, el espacio y el tiempo, es decir, el origen del universo y el comienzo de su evolución.
La teoría del Big Bang no esclarece lo que había antes, y permite dilucidar muy poco de lo que sucedió en los primeros instantes del nacimiento del universo, pero es capaz de explicar muy bien su posterior evolución.
2. Evidencias del origen del universo
Radiación de Fondo Cósmica de Microondas
Corresponde a una forma de radiación electromagnética que está presente en todo el espacio, producida durante la primera etapa de la formación del universo. Para los científicos corresponde a la evidencia más contundente que confirma la teoría del Big Bang, junto a otras diversas observaciones.
Expansión del universo
Durante los años 20, los astrónomos Edwin Hubble y Milton Humason se dieron cuenta de que cada galaxia se aleja de las demás con una velocidad proporcional a la distancia que las separa, existiendo una relación lineal entre dicha distancia y la velocidad de alejamiento o “velocidad de recesión” de las galaxias. Esta relación es llamada “ley de Hubble”.
v = H0 · d Donde:
v: es la rapidez de recesión de la galaxia H0: es la constante de Hubble
d: es la distancia a la que se encuentra la galaxia
3. Galaxias
Una galaxia es un grupo de estrellas, gases y polvo estelar, que se mantiene unido por efecto de la gravedad.
Las galaxias se pueden clasificar según su forma. El esquema para su clasificación más extendido hoy en día tuvo su origen en 1926, cuando Edwin Hubble ordenó las galaxias en tres categorías principales: elípticas (E), espirales (S) e irregulares (Irr).
La Vía Láctea
La galaxia en que vivimos es la Vía Láctea, una galaxia de tipo espiral. Todos los cuerpos celestes que se ven a simple vista en la noche pertenecen a nuestra galaxia, excepto tres; la Gran y Pequeña Nube de Magallanes, que son nubosidades visibles solo en el cielo del hemisferio sur, y la galaxia de Andrómeda, visible solo en el hemisferio norte.
La Vía Láctea tiene un diámetro de 100.000 años luz y gira en torno a un centro con una velocidad de 1 revolución cada 300 millones de años.
4. Las estrellas
Una estrella es una enorme esfera de gas a muy alta temperatura (plasma), que se mantiene cohesionada gracias al perfecto equilibrio entre la presión gravitacional (producto de la atracción gravitacional entre sus partículas) y la presión generada por las reacciones de fusión nuclear en su centro (contraria a la presión gravitacional).
Todas las estrellas nacen por la contracción de nubes de gas y polvo interestelar llamadas “nebulosas”. Estas nubes de gas y polvo llegan a medir 200 años luz de diámetro.
Clasificación de las estrellas
Las estrellas se clasifican de acuerdo a características medibles como su brillo, color, masa y temperatura, entre otras.
Clasificación de acuerdo al “tipo espectral”: las diferentes clases de estrellas se catalogan según
su color y temperatura superficial. En este esquema, las estrellas se ordenan desde las más calientes a las más frías, en tipos espectrales que se identifican según el siguiente patrón de letras: O B A F G K M
Clasificación estelar
Tipo Color y temperatura
O
Estrellas azules violáceasDe 25.000 a 50.000 ºCImagen: Alnitak
B
Estrellas azulesDe 11.000 a 25.000 ºCImagen: Rigel (B8)
A
Estrellas azul pálido (cian)De 7.500 a 11.000 ºCImagen: Sirio
F
Estrellas amarillo pálidoDe 6.000 a 7.500 ºCImagen: Canopo
G
Estrellas amarillasDe 5.000 a 6.000 ºCImagen: el Sol
K
Estrellas anaranjadasDe 3.500 a 5.000 ºCImagen: Epsilon Eridani
M
Estrellas rojizas Menos de 3.500 ºC
Imagen: Próxima Centauri
Las estrellas más calientes (O) tienen temperaturas de unos 40.000 [ºC], mientras que las más frías (M), alcanzan sólo 2.500 [ºC]. En este esquema, el Sol resulta una estrella de tipo espectral intermedio: es una estrella tipo G (6.000 ºC). Este sistema de clasificación se corresponde además con los colores de las estrellas; las de tipo O son azules-violáceas, y las de tipo M, rojas. El Sol (tipo G) es amarillo.
Clasificación de acuerdo a la “clase de luminosidad”: esta clasificación considera los diferentes
tamaños de la estrellas Clase Descripción 0 Hipergigante Ia Supergigante luminosa Ib Supergigante II Gigante luminosa III Gigantes IV Subgigante V Enana VI Subenana
5. La Tierra El ciclo del agua
El agua circula constantemente entre la hidrósfera y la atmósfera. En este proceso el agua pasa a la atmósfera por evaporación o transpiración y vuelve al suelo por condensación y precipitación. La cantidad total de agua en el planeta es constante. Este proceso se denomina “ciclo del agua”.
El ciclo del agua
Agua contenida en los océanos
Agua subterránea almacenada
Descar ga de agua subterránea Agua potable almacenada Manantial Filtraciones Precipitación Transpiración Evaporación Agua contenida en la atmósfera Agua contenida en el hielo y la nieve Escurrimientos de la superficie Condensación
5.1 El deterioro de nuestro planeta El efecto invernadero
Una parte de la energía que nos llega del Sol es reflejada por la Tierra y devuelta a la atmósfera, y una parte de esa energía reflejada es “atrapada” por la atmósfera y devuelta a la Tierra. Esta energía, sumada a la radiación y la energía térmica propias de la Tierra, contribuyen a calentar la atmósfera. Este fenómeno se denomina “efecto invernadero” y gracias a él se mantiene una temperatura estable en la superficie terrestre.
El calentamiento global
Es el aumento de la temperatura media de los océanos y el aire cerca de la superficie de la Tierra, que comenzó a producirse a mediados del siglo XX y que continuará durante el siglo XXI.
Diversos gases (como el dióxido de carbono) provenientes de la combustión de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, contribuyen a aumentar el efecto invernadero. La consecuencia de esto es que la Tierra retiene más calor y, por lo tanto, el planeta se recalienta.
Adelgazamiento de la capa de ozono
Corresponde al adelgazamiento de la capa de ozono en la zona austral, debido al uso indiscriminado durante décadas de los gases C.F.C. (clorofluorocarbonos), en sistemas de refrigeración y aerosoles. EL ozono forma una capa en la atmósfera que filtra la radiación ultra violeta procedente del Sol, la cual es nociva para los seres vivos. Su adelgazamiento ha aumentado exponencialmente los diagnósticos de cáncer a la piel en las regiones afectadas.
Lluvia ácida
La lluvia ácida es un fenómeno que se produce por la combinación de los óxidos de nitrógeno y azufre provenientes de las actividades humanas, con el vapor de agua presente en la atmósfera, los cuales posteriormente se precipitan a tierra en forma de lluvia, acidificando los suelos.
La lluvia ácida puede presentarse en forma líquida (agua), sólida (nieve), o incluso como niebla, esta última tan efectiva en su capacidad de destrucción como lo es la deposición líquida.
Los gases productores de la lluvia ácida son generados, principalmente, en la combustión de carburantes fósiles en las actividades industriales, tales como centrales térmicas dedicadas a la obtención de energía eléctrica.
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