Examen
Física en las Ciencias Forestales
¿Que debo ser capaz de hacer?
Dr. Willy H. Gerber
Instituto de Física
Universidad Austral
Valdivia, Chile
Objetivos: Prepararse para dar el examen.
Nota: lo importante en este documento son “lo que hay que saber”. La
lista de ecuaciones es solo de recordatorio y no sirve de “torpedo”.
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Física del Suelo
Ser capaz de calcular la superficie contenida en una muestra de suelo.
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Física del Suelo
Ser capaz de calcular el flujo generado por una diferencia de presión.
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Física del Suelo
Ser capaz de calcular la cantidad de vapor y su desplazamiento.
Ser capaz de calcular la cantidad el liquido retenido por capilaridad.
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Física del Suelo
Ser capaz de calcular el radio del capilar para el cual las placas pueden flotar.
Ser capaz de calcular la situación en que el cerro se desestabiliza.
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Biofísica
Ser capaz de calcular la posición y velocidad para una aceleración dada.
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Biofísica
Ser capaz de calcular el ángulo y velocidad angular según el torque aplicado.
Ser capaz de calcular como caminamos y saltamos.
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Tabla de Momentos de Inercia
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Biofísica
Ser capaz de calcular el movimiento de un cuerpo en base a la energía.
Ser capaz de calcular el movimiento de un ave y de un pez.
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Biofísica
Ser capaz de calcular el torque que surge en un árbol y la geometría de este.
Ser capaz de calcular la forma como oscila un árbol.
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Biofísica
Ser capaz de calcular la difusión de iones en raíces.
Ser capaz de calcular la presión osmótica en raíces.
Ser capaz de calcular la capilaridad en el tronco.
Ser capaz de calcular la evaporación en las hojas.
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Clima
Ser capaz de calcular la radiación sobre la tierra y la absorción en tierra y atm.
Ser capaz de calcular el agua condensada y lluvia caída.
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Clima
Ser capaz de calcular el cambio de presión y temperatura en mov. de masas.
Ser capaz de calcular las velocidades de desplazamiento de objetos.
Ser capaz de calcular el efecto de la rotación de la tierra sobre el mov. De objetos.
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Clima
Ser capaz de calcular el cambio de temperaturas por cambios de albedo.
Ser capaz de calcular la intensidad del sol según la posición.
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Clima
Ser capaz de calcular la duración del día según la posición del sol.
Ser capaz de calcular la subida del mar por efecto de los deshielos .
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Examen 2008
1. Suponga que tiene una muestra de suelo M=1.636 [kg] con f=35.06 [%] de
arcilla, una densidad del solido de rho_s=2.949 [g/cm3] y que las plaquitas de
la arcilla tienen típicamente un largo l=23.97 [micrómetros] y altura
w=0.187 [micrómetros]. ¿Cuál es la superficie que aporta la arcilla?
(Recomendación: calcule el peso de una plaquita, luego el numero de estas,
la superficie de cada una y por último la superficie total). (2112.675 [m2])
2. Suponga un cilindro de radio r=1.995 [cm] en que existe en el fondo una muestra de
suelo de una altura dL= 5.63 [cm] y sobre la cual existe una columna de agua de
densidad rho= 0.99 [g/cm3] y altura h= 1.04 [m]. Si la porosidad es de f=0.316 [-],
la viscosidad del agua eta=1.0E-003 [Pa s], los radios de los poros
R=21.78 [micrómetros] y g se asume como g=9.80 [m/s2]; ¿cuál es el flujo de agua
atreves de la muestra? (Recomendación: calcule la presión que ejerce la columna
de agua y con ella el flujo a través de la muestra) (4.20E-6 [m3/s])
3. Si un corredor de masa m=79.49 [kg] recorre una distancia L=98.58 [m] en un tiempo
T=42.16 [s] teniendo un largo de pernas de r=1.043 [m]; ¿Cuál sería la masa que
registraría un medidor de masa si no consideramos los impulsos puntuales al posar y
desprender el pie? (Recomendación: considere como la fuerza centrifuga
"disminuye" el peso) (36.97 [kg])
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Examen 2008
4. ¿Cuál es la potencia que requiere un pájaro de masa m_ave= 0.69 [kg],
superficie de ala A_alas=0.180 [m2], coeficiente de sustentación CL= 1.07 [-],
sección de resistencia A_seccion=0.009 [m2], coeficiente de resistencia Cw= 0.21 [-]
para volar en aire de densidad rho_aire= 1.32 [kg/m3]? Solo considere la resistencia
aerodinámica, no la de sustentación. (Recomendación: calcule primero la velocidad
con que tiene que volar para mantenerse en el aire y luego la energía que consume
para ello) (0.484 [W])
5. ¿Cuánta agua contiene un volumen V=0.995 [m3] de aire a una temperatura de
t_aire=22.07 [C] con una humedad relativa de hr=48.14 [%]? Considere que la
entalpia del agua es dH=40.653 [kJ/mol], la constante de gas R=8.314 [J/mol K],
la presión de referencia p0=3.65E+010 [Pa] y el peso de un mol de agua
m=18.00 [g/mol]. (Recomendación: calcule la presión del vapor de agua, los moles
a que corresponde esta y con ello la masa de agua) (8.22 [g])
6. Considere aire que los primeros miles de metros tiene una temperatura uniforme
de temperatura de t_aire=20.89 [C]. Una zona a una temperatura ts=27.98 [C]
comienza a subir desde la altura al nivel del mar descomprimiéndose en forma
adiabática. ¿Qué temperatura alcanza al llegar a una altura de z2= 955.1 [m] sobre
el nivel del mar? Considere la masa por mol del aire como m=28.96 [g/mol], una
presión a nivel del mar de p0= 101.325 [Pa] y un kappa de k= 1.40 [-].
(Recomendación: calcule la presión en la altura y con ella determine como cambia la
temperatura de la masa que sube). (18.2028 [C])
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