Marcus rode his bike in a straight line from his home toward a store. A fitness app on his phone recorded his distance from home every few seconds. The graph shows his trip, which has four parts, labeled A through D.
Distance-time graph of the bike trip
On a distance-time graph, the slope (steepness) of the line shows speed. A steeper line means a greater speed, and a flat line means the object is not moving. Average speed is found by dividing the distance traveled by the time it took.
During which part of the trip was Marcus not moving?
Pista
What does the line look like when the distance from home stays the same?
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "a flat line means the object is not moving." On the graph, segment B is flat: Marcus stays 300 m from home from 100 s to 200 s.
Step by step:
Moving means the distance from home is changing.
Segment A rises from 0 m to 300 m, segment C rises from 300 m to 800 m, and segment D rises from 800 m to 1,000 m. In all three, the distance changes, so he is moving.
In segment B the distance stays at 300 m for 100 seconds. Time passes but distance does not change, so he is at rest (maybe waiting at a traffic light).
The answer is segment B.
Tip: On a distance-time graph, a horizontal line means "stopped." Do not confuse it with a speed-time graph, where a horizontal line means steady speed.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "una línea plana significa que el objeto no se está moviendo". En la gráfica, la parte B es plana: Marcus se queda a 300 m de su casa desde los 100 s hasta los 200 s.
Paso a paso:
Moverse significa que la distancia desde la casa está cambiando.
La parte A sube de 0 m a 300 m, la parte C sube de 300 m a 800 m y la parte D sube de 800 m a 1,000 m. En las tres la distancia cambia, así que se está moviendo.
En la parte B la distancia se queda en 300 m durante 100 segundos. Pasa el tiempo, pero la distancia no cambia, así que está en reposo (tal vez esperando en un semáforo).
La respuesta es la parte B.
Consejo: En una gráfica de distancia contra tiempo, una línea horizontal significa "detenido". No la confundas con una gráfica de rapidez contra tiempo, donde una línea horizontal significa rapidez constante.
Ver en español
Texto: Un paseo en bicicleta a la tienda
Marcus fue en bicicleta en línea recta desde su casa hacia una tienda. Una aplicación de ejercicio en su teléfono registró su distancia desde la casa cada pocos segundos. La gráfica muestra su viaje, que tiene cuatro partes, marcadas de la A a la D.
En una gráfica de distancia-tiempo, la pendiente (lo empinada que está la línea) muestra la rapidez. Una línea más empinada significa una mayor rapidez, y una línea plana significa que el objeto no se mueve. La rapidez media se halla dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó.
Pregunta
¿Durante qué parte del viaje Marcus no se movía?
Opciones
A. Parte A
B. Parte B
C. Parte C
D. Parte D
Pista
¿Cómo se ve la línea cuando la distancia desde la casa no cambia?
Pregunta 2 de 36
CompletarA Bike Ride to the Store
Marcus rode his bike in a straight line from his home toward a store. A fitness app on his phone recorded his distance from home every few seconds. The graph shows his trip, which has four parts, labeled A through D.
Distance-time graph of the bike trip
On a distance-time graph, the slope (steepness) of the line shows speed. A steeper line means a greater speed, and a flat line means the object is not moving. Average speed is found by dividing the distance traveled by the time it took.
Using the graph and the formula v = \dfrac{d}{t}, what was Marcus's speed during part A of the trip?
m/s
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Read how far he traveled during part A and how many seconds part A lasted.
Solución paso a paso
Evidence: Segment A on the graph runs from (0 s, 0 m) to (100 s, 300 m). The passage says average speed is "found by dividing the distance traveled by the time it took."
Check: at 3 m/s for 100 s, he would go 3 \times 100 = 300 m. ✓
His speed during part A was 3 m/s.
Tip: For a straight segment, speed = change in distance ÷ change in time. Subtract the starting values from the ending values on each axis before dividing.
Explicación
Evidencia: La parte A de la gráfica va de (0 s, 0 m) a (100 s, 300 m). El texto dice que la rapidez media se "encuentra dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó".
Comprobación: a 3 m/s durante 100 s, recorrería 3 \times 100 = 300 m. ✓
Su rapidez durante la parte A fue de 3 m/s.
Consejo: Para una parte recta, rapidez = cambio en la distancia ÷ cambio en el tiempo. Resta los valores iniciales de los finales en cada eje antes de dividir.
Ver en español
Texto: Un paseo en bicicleta a la tienda
Marcus fue en bicicleta en línea recta desde su casa hacia una tienda. Una aplicación de ejercicio en su teléfono registró su distancia desde la casa cada pocos segundos. La gráfica muestra su viaje, que tiene cuatro partes, marcadas de la A a la D.
En una gráfica de distancia-tiempo, la pendiente (lo empinada que está la línea) muestra la rapidez. Una línea más empinada significa una mayor rapidez, y una línea plana significa que el objeto no se mueve. La rapidez media se halla dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó.
Pregunta
Usando la gráfica y la fórmula v = \dfrac{d}{t}, ¿cuál fue la rapidez de Marcus durante la parte A del viaje?
_____ m/s
Pista
Lee qué distancia recorrió durante la parte A y cuántos segundos duró la parte A.
Pregunta 3 de 36
An astronaut has a mass of 80 kg on Earth. The Moon's gravity is about one-sixth as strong as Earth's.
Which statement correctly describes the astronaut on the Moon?
Pista
One of these quantities measures the amount of matter in you; the other measures the pull of gravity on that matter.
Solución paso a paso
Evidence: The stem gives the astronaut's mass (80 kg) and says the Moon's gravity is "about one-sixth as strong as Earth's."
Step by step:
Mass is the amount of matter in an object. Flying to the Moon does not add or remove any of the astronaut's matter, so her mass stays 80 kg.
Weight is the force of gravity on that mass (weight = mg). On Earth: 80 \times 9.8 = 784 N.
With gravity one-sixth as strong, her weight is about 784 \div 6 \approx 131 N, roughly one-sixth of her Earth weight.
Her weight is not zero: the Moon has gravity (that is why astronauts land back on the surface after jumping).
The correct statement is Her mass is still 80 kg, and her weight is about one-sixth of her weight on Earth.
Tip: Mass (kg) is the same everywhere. Weight (N) depends on where you are. If a choice changes the mass, eliminate it.
Explicación
Evidencia: El enunciado da la masa de la astronauta (80 kg) y dice que la gravedad de la Luna es "aproximadamente la sexta parte de la de la Tierra".
Paso a paso:
La masa es la cantidad de materia de un objeto. Viajar a la Luna no agrega ni quita materia a la astronauta, así que su masa sigue siendo 80 kg.
El peso es la fuerza de gravedad sobre esa masa (peso = mg). En la Tierra: 80 \times 9.8 = 784 N.
Con una gravedad seis veces más débil, su peso es de unos 784 \div 6 \approx 131 N, más o menos la sexta parte de su peso en la Tierra.
Su peso no es cero: la Luna tiene gravedad (por eso los astronautas vuelven a caer a la superficie después de saltar).
El enunciado correcto es Su masa sigue siendo 80 kg, y su peso es aproximadamente la sexta parte de su peso en la Tierra.
Consejo: La masa (kg) es la misma en todas partes. El peso (N) depende de dónde estés. Si una opción cambia la masa, descártala.
Ver en español
Pregunta
Una astronauta tiene una masa de 80 kg en la Tierra. La gravedad de la Luna es aproximadamente la sexta parte de la de la Tierra.
¿Qué enunciado describe correctamente a la astronauta en la Luna?
Opciones
A. Su masa es de unos 13 kg, y su peso es aproximadamente la sexta parte de su peso en la Tierra.
B. Su masa y su peso son los mismos que en la Tierra.
C. Su masa sigue siendo de 80 kg, y su peso es aproximadamente la sexta parte de su peso en la Tierra.
D. Su masa sigue siendo de 80 kg, pero no tiene peso porque en la Luna no hay gravedad.
Pista
Una de estas cantidades mide la cantidad de materia que tienes; la otra mide la atracción de la gravedad sobre esa materia.
Pregunta 4 de 36
A passenger is standing in a bus that is moving forward at a steady speed. The driver brakes suddenly, and the passenger lurches forward even though nothing pushed them forward.
Which idea best explains the passenger's motion?
Pista
Think about what the passenger's body 'wants' to keep doing when the bus slows down.
Solución paso a paso
Evidence: The bus was "moving forward at a steady speed," so the passenger was moving forward with it. The brakes act on the bus, not directly on the passenger.
Step by step:
Newton's first law (inertia): an object in motion keeps moving at the same speed and direction unless a net force acts on it.
When the brakes slow the bus, the passenger's body keeps moving forward at the old speed for a moment, because nothing has yet acted on it to slow it.
Relative to the slowing bus, the passenger seems to be thrown forward. No forward force is actually needed.
The forward lurch stops when the floor (friction on feet), a pole or a seat back pushes the passenger backward.
The answer is The passenger's body tends to keep moving forward at the bus's earlier speed (inertia).
Check: The same idea explains why seat belts are needed: they supply the backward force that a passenger's body needs to slow down with the car.
Tip: If an object seems "thrown" with no push, look for inertia. Objects resist changes to their motion; they do not need a force to keep moving.
Explicación
Evidencia: El autobús "avanza a rapidez constante", así que el pasajero se movía hacia adelante junto con él. Los frenos actúan sobre el autobús, no directamente sobre el pasajero.
Paso a paso:
Primera ley de Newton (inercia): un objeto en movimiento sigue moviéndose con la misma rapidez y dirección a menos que actúe sobre él una fuerza neta.
Cuando los frenos hacen más lento el autobús, el cuerpo del pasajero sigue moviéndose hacia adelante con la rapidez de antes por un momento, porque todavía nada ha actuado sobre él para frenarlo.
En comparación con el autobús que se frena, parece que el pasajero sale lanzado hacia adelante. En realidad no se necesita ninguna fuerza hacia adelante.
El movimiento hacia adelante se detiene cuando el piso (la fricción en los pies), un tubo o un respaldo empuja al pasajero hacia atrás.
La respuesta es El cuerpo del pasajero tiende a seguir moviéndose hacia adelante con la rapidez que tenía antes el autobús (inercia).
Comprobación: La misma idea explica por qué se necesitan los cinturones de seguridad: dan la fuerza hacia atrás que el cuerpo del pasajero necesita para frenarse junto con el carro.
Consejo: Si un objeto parece "lanzado" sin que nada lo empuje, piensa en la inercia. Los objetos se resisten a los cambios en su movimiento; no necesitan una fuerza para seguir moviéndose.
Ver en español
Pregunta
Un pasajero va de pie en un autobús que avanza a rapidez constante. El chofer frena de golpe, y el pasajero se va hacia adelante aunque nada lo empujó hacia adelante.
¿Qué idea explica mejor el movimiento del pasajero?
Opciones
A. El cuerpo del pasajero tiende a seguir moviéndose hacia adelante a la rapidez que tenía el autobús (inercia).
B. Los frenos empujan al pasajero hacia adelante.
C. La gravedad jala al pasajero hacia el frente del autobús.
D. El momento lineal del pasajero aumenta de repente cuando el autobús se detiene.
Pista
Piensa en qué 'quiere' seguir haciendo el cuerpo del pasajero cuando el autobús frena.
Pregunta 5 de 36
Pulling a Sled
A parent pulls a child on a sled across level snow, holding the rope parallel to the ground. Together, the sled and child have a mass of 25 kg. The force diagram shows all the forces acting on the sled.
Force diagram of the sled
The net force is the combined effect of all the forces. Forces in opposite directions are subtracted. Newton's first law says an object keeps moving at a constant velocity unless a net force acts on it. Newton's second law says F_{\text{net}} = ma. Newton's third law says that when one object pushes or pulls on a second object, the second object pushes or pulls back on the first with a force of equal size in the opposite direction.
The parent is pulling the sled forward across the snow. When all four forces in the diagram are combined, what is the net force acting on the sled?
Pista
The up and down forces cancel. Combine the two horizontal forces, which point in opposite directions.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows a rope pull of 150 N to the right and friction of 40 N to the left. Gravity (245 N down) and the normal force (245 N up) are equal and opposite. The passage says "Forces in opposite directions are subtracted."
Step by step:
Vertical:245\text{ N up} - 245\text{ N down} = 0. The sled does not move up or down.
Horizontal: the forces point in opposite directions, so subtract:
F_{\text{net}} = 150\text{ N} - 40\text{ N} = 110\text{ N}
The larger force points right, so the net force points right, the direction of the pull.
The net force is 110 N to the right.
Check: If the forces were added (190 N), friction would be helping the pull, but friction always opposes the sliding motion.
Tip: Find the net force one direction at a time. Same direction: add. Opposite directions: subtract, and the net force points the way of the larger force.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra un jalón de la cuerda de 150 N hacia la derecha y una fricción de 40 N hacia la izquierda. La gravedad (245 N hacia abajo) y la fuerza normal (245 N hacia arriba) son iguales y opuestas. El texto dice: "Las fuerzas en direcciones opuestas se restan".
Paso a paso:
Vertical:245\text{ N arriba} - 245\text{ N abajo} = 0. El trineo no se mueve ni hacia arriba ni hacia abajo.
Horizontal: las fuerzas apuntan en direcciones opuestas, así que se restan:
F_{\text{net}} = 150\text{ N} - 40\text{ N} = 110\text{ N}
La fuerza más grande apunta a la derecha, así que la fuerza neta apunta a la derecha, en la dirección del jalón.
La fuerza neta es de 110 N hacia la derecha.
Comprobación: Si se sumaran las fuerzas (190 N), la fricción estaría ayudando al jalón, pero la fricción siempre se opone al deslizamiento.
Consejo: Halla la fuerza neta una dirección a la vez. Misma dirección: suma. Direcciones opuestas: resta, y la fuerza neta apunta hacia donde apunta la fuerza más grande.
Ver en español
Texto: Jalar un trineo
Un padre jala a un niño en un trineo por nieve plana, sosteniendo la cuerda paralela al suelo. Juntos, el trineo y el niño tienen una masa de 25 kg. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre el trineo.
La fuerza neta es el efecto combinado de todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. La primera ley de Newton dice que un objeto sigue moviéndose a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza neta. La segunda ley de Newton dice que F_{\text{net}} = ma. La tercera ley de Newton dice que cuando un objeto empuja o jala a un segundo objeto, el segundo objeto empuja o jala al primero con una fuerza del mismo tamaño en la dirección opuesta.
Pregunta
El padre jala el trineo hacia adelante por la nieve. Cuando se combinan las cuatro fuerzas del diagrama, ¿cuál es la fuerza neta que actúa sobre el trineo?
Opciones
A. 0 N, porque las fuerzas están equilibradas
B. 110 N hacia la derecha
C. 150 N hacia la derecha
D. 190 N hacia la derecha
Pista
Las fuerzas hacia arriba y hacia abajo se cancelan. Combina las dos fuerzas horizontales, que apuntan en direcciones opuestas.
Pregunta 6 de 36
Testing a Delivery Drone
A delivery company tested a drone on a straight route between its warehouse and a customer's house. The table shows the three legs of the test trip.
Leg
What the drone did
Distance (m)
Time (s)
1
Flew from the warehouse to the house
1,800
120
2
Hovered while lowering the package
0
60
3
Flew back to the warehouse against the wind
1,800
180
Speed is distance divided by time: v = \dfrac{d}{t}. The average speed for a whole trip is the total distance traveled divided by the total time, including any time spent not moving.
What was the drone's speed during Leg 1 of the test trip?
Pista
Use only the Leg 1 row of the table. Speed = distance ÷ time.
Solución paso a paso
Evidence: The table shows Leg 1: "Flew from the warehouse to the house," 1,800 m in 120 s. The passage gives v = \dfrac{d}{t}.
Step by step:
Use only Leg 1's numbers: d = 1{,}800 m, t = 120 s.
Divide distance by time:
v = \frac{1{,}800\text{ m}}{120\text{ s}} = 15\text{ m/s}
The drone flew at 15 m/s during Leg 1.
Check:15\text{ m/s} \times 120\text{ s} = 1{,}800 m, matching the table. Flipping the fraction (120 ÷ 1,800) gives about 0.067, which would be seconds per meter, not meters per second.
Tip: The units tell you the order: m/s means meters on top, seconds on the bottom.
Explicación
Evidencia: La tabla muestra el tramo 1: "Voló del almacén a la casa", 1,800 m en 120 s. El texto da v = \dfrac{d}{t}.
Paso a paso:
Usa solo los números del tramo 1: d = 1{,}800 m, t = 120 s.
Divide la distancia entre el tiempo:
v = \frac{1{,}800\text{ m}}{120\text{ s}} = 15\text{ m/s}
El dron voló a 15 m/s durante el tramo 1.
Comprobación:15\text{ m/s} \times 120\text{ s} = 1{,}800 m, igual que en la tabla. Si inviertes la fracción (120 ÷ 1,800) obtienes unos 0.067, que serían segundos por metro, no metros por segundo.
Consejo: Las unidades te dicen el orden: m/s significa metros arriba y segundos abajo.
Ver en español
Texto: Prueba de un dron de reparto
Una empresa de reparto probó un dron en una ruta recta entre su almacén y la casa de un cliente. La tabla muestra los tres tramos del viaje de prueba.
Tramo
Lo que hizo el dron
Distancia (m)
Tiempo (s)
1
Voló del almacén a la casa
1,800
120
2
Se quedó suspendido en el aire mientras bajaba el paquete
0
60
3
Voló de regreso al almacén contra el viento
1,800
180
La rapidez es la distancia dividida entre el tiempo: v = \dfrac{d}{t}. La rapidez media de todo un viaje es la distancia total recorrida dividida entre el tiempo total, incluido el tiempo sin moverse.
Pregunta
¿Cuál fue la rapidez del dron durante el tramo 1 del viaje de prueba?
Opciones
A. 0.067 m/s
B. 10 m/s
C. 15 m/s
D. 216,000 m/s
Pista
Usa solo la fila del tramo 1 de la tabla. Rapidez = distancia ÷ tiempo.
Pregunta 7 de 36
Pushing Carts in the Lab
A physics class tested how a cart's acceleration depends on the force pulling it. They placed a cart on a smooth, level track and pulled it with a spring scale that measured the net force in newtons (N). A motion sensor measured the cart's acceleration in meters per second squared (m/s²). They tested a 1 kg cart, then added a 1 kg block to make a 2 kg cart and repeated every trial.
Acceleration versus net force for two carts
Newton's second law states that the acceleration of an object equals the net force on it divided by its mass. In the class's notation, F = ma, where F is net force in newtons, m is mass in kilograms and a is acceleration in m/s².
Which conclusion is best supported by the class's results?
Pista
Compare the two lines at the same net force, for example at 2 N.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows that at every force, the 2 kg cart's acceleration is half the 1 kg cart's: at 2 N, 2 m/s² (1 kg) vs. 1 m/s² (2 kg); at 4 N, 4 m/s² vs. 2 m/s². The passage states the law: "the acceleration of an object equals the net force on it divided by its mass."
Step by step:
Fix the force and compare: at 4 N, the 1 kg cart accelerates at 4 m/s² and the 2 kg cart at 2 m/s².
Doubling the mass (1 kg → 2 kg) halved the acceleration (4 → 2 m/s²). The same pattern holds at 1, 2 and 3 N.
Check with a = \dfrac{F}{m}: \dfrac{4}{1} = 4 and \dfrac{4}{2} = 2. ✓
Both lines rise, so force does affect acceleration, which rules out a "no effect" choice.
The answer is For the same net force, doubling the cart's mass cut its acceleration in half.
Tip: To compare two groups on one graph, hold one variable steady (pick one x-value) and read both lines at that point.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que, con cada fuerza, la aceleración del carrito de 2 kg es la mitad de la del carrito de 1 kg: con 2 N, 2 m/s² (1 kg) frente a 1 m/s² (2 kg); con 4 N, 4 m/s² frente a 2 m/s². El texto enuncia la ley: "la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta sobre él dividida entre su masa".
Paso a paso:
Fija la fuerza y compara: con 4 N, el carrito de 1 kg acelera a 4 m/s² y el de 2 kg a 2 m/s².
Duplicar la masa (1 kg → 2 kg) redujo la aceleración a la mitad (4 → 2 m/s²). El mismo patrón se cumple con 1, 2 y 3 N.
Comprueba con a = \dfrac{F}{m}: \dfrac{4}{1} = 4 y \dfrac{4}{2} = 2. ✓
Las dos líneas suben, así que la fuerza sí afecta la aceleración, lo que descarta una opción de "no tiene efecto".
La respuesta es Con la misma fuerza neta, duplicar la masa del carrito redujo su aceleración a la mitad.
Consejo: Para comparar dos grupos en una misma gráfica, mantén fija una variable (elige un valor de x) y lee las dos líneas en ese punto.
Ver en español
Texto: Empujar carritos en el laboratorio
Una clase de física comprobó cómo la aceleración de un carrito depende de la fuerza que lo jala. Pusieron un carrito en una pista lisa y plana y lo jalaron con un dinamómetro que medía la fuerza neta en newtons (N). Un sensor de movimiento medía la aceleración del carrito en metros por segundo al cuadrado (m/s²). Probaron un carrito de 1 kg; luego le agregaron un bloque de 1 kg para formar un carrito de 2 kg y repitieron cada prueba.
La segunda ley de Newton dice que la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta sobre él dividida entre su masa. En la notación de la clase, F = ma, donde F es la fuerza neta en newtons, m es la masa en kilogramos y a es la aceleración en m/s².
Pregunta
¿Qué conclusión está mejor apoyada por los resultados de la clase?
Opciones
A. El carrito más pesado siempre tuvo la mayor aceleración.
B. La fuerza neta no tuvo ningún efecto en la aceleración de los carritos.
C. Un carrito de 2 kg jalado con 4 N tendría una aceleración de 4 m/s².
D. Con la misma fuerza neta, duplicar la masa del carrito redujo su aceleración a la mitad.
Pista
Compara las dos líneas con la misma fuerza neta, por ejemplo con 2 N.
Pregunta 8 de 36
A Bike Ride to the Store
Marcus rode his bike in a straight line from his home toward a store. A fitness app on his phone recorded his distance from home every few seconds. The graph shows his trip, which has four parts, labeled A through D.
Distance-time graph of the bike trip
On a distance-time graph, the slope (steepness) of the line shows speed. A steeper line means a greater speed, and a flat line means the object is not moving. Average speed is found by dividing the distance traveled by the time it took.
What was Marcus's average speed for the entire trip shown on the graph?
Pista
Average speed uses the total distance and the total time, including any time spent stopped.
Solución paso a paso
Evidence: The graph ends at (500 s, 1,000 m): Marcus traveled 1,000 m in 500 s. The passage says average speed is found "by dividing the distance traveled by the time it took."
Step by step:
Total distance: he ends 1,000 m from home, starting at 0 m, so 1,000 m.
Total time: the trip lasts from 0 s to 500 s, which is 500 s. This includes the 100 s he was stopped in part B.
Average speed:
v = \frac{1{,}000\text{ m}}{500\text{ s}} = 2\text{ m/s}
Check against the segment speeds: A = 3, B = 0, C = 5 and D = 1 m/s. The average falls between them, so 2 m/s is reasonable.
The answer is 2 m/s.
Tip: Never average the segment speeds. Segments last different amounts of time, so you must divide total distance by total time.
Explicación
Evidencia: La gráfica termina en (500 s, 1,000 m): Marcus recorrió 1,000 m en 500 s. El texto dice que la rapidez media se encuentra "dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó".
Paso a paso:
Distancia total: termina a 1,000 m de su casa y empezó en 0 m, así que 1,000 m.
Tiempo total: el viaje dura de 0 s a 500 s, es decir, 500 s. Esto incluye los 100 s que estuvo detenido en la parte B.
Rapidez media:
v = \frac{1{,}000\text{ m}}{500\text{ s}} = 2\text{ m/s}
Compara con las rapideces de cada parte: A = 3, B = 0, C = 5 y D = 1 m/s. La media queda entre ellas, así que 2 m/s es razonable.
La respuesta es 2 m/s.
Consejo: Nunca promedies las rapideces de las partes. Las partes duran tiempos distintos, así que debes dividir la distancia total entre el tiempo total.
Ver en español
Texto: Un paseo en bicicleta a la tienda
Marcus fue en bicicleta en línea recta desde su casa hacia una tienda. Una aplicación de ejercicio en su teléfono registró su distancia desde la casa cada pocos segundos. La gráfica muestra su viaje, que tiene cuatro partes, marcadas de la A a la D.
En una gráfica de distancia-tiempo, la pendiente (lo empinada que está la línea) muestra la rapidez. Una línea más empinada significa una mayor rapidez, y una línea plana significa que el objeto no se mueve. La rapidez media se halla dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó.
Pregunta
¿Cuál fue la rapidez media de Marcus en todo el viaje que muestra la gráfica?
Opciones
A. 2 m/s
B. 2.25 m/s
C. 2.5 m/s
D. 3 m/s
Pista
La rapidez media usa la distancia total y el tiempo total, incluido el tiempo que estuvo detenido.
Pregunta 9 de 36
CompletarPushing Carts in the Lab
A physics class tested how a cart's acceleration depends on the force pulling it. They placed a cart on a smooth, level track and pulled it with a spring scale that measured the net force in newtons (N). A motion sensor measured the cart's acceleration in meters per second squared (m/s²). They tested a 1 kg cart, then added a 1 kg block to make a 2 kg cart and repeated every trial.
Acceleration versus net force for two carts
Newton's second law states that the acceleration of an object equals the net force on it divided by its mass. In the class's notation, F = ma, where F is net force in newtons, m is mass in kilograms and a is acceleration in m/s².
The class predicts the result for a 4 kg cart pulled with a net force of 6 N on the same track. Use Newton's second law, F = ma, as stated in the passage.
What acceleration should they expect?
m/s²
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Rearrange F = ma to solve for a.
Solución paso a paso
Evidence: The passage states that "the acceleration of an object equals the net force on it divided by its mass," written as F = ma. The graph supports the law: at 4 N the 2 kg cart accelerates at \dfrac{4}{2} = 2 m/s².
Step by step:
Solve F = ma for a by dividing both sides by m: a = \dfrac{F}{m}.
Substitute F = 6 N and m = 4 kg:
a = \frac{6\text{ N}}{4\text{ kg}} = 1.5\text{ m/s}^2
Reasonableness check: a 4 kg cart has twice the mass of the 2 kg cart. At 6 N, a 2 kg cart would reach 3 m/s², so a 4 kg cart should reach half of that, 1.5 m/s². ✓
They should expect 1.5 m/s².
Tip: When a passage states a law, use it to predict beyond the graph only in the way the law says. Multiplying 6 × 4 = 24 would mean heavier carts speed up more, which contradicts the data.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta sobre él dividida entre su masa", lo que se escribe como F = ma. La gráfica apoya la ley: con 4 N el carrito de 2 kg acelera a \dfrac{4}{2} = 2 m/s².
Paso a paso:
Despeja a de F = ma dividiendo ambos lados entre m: a = \dfrac{F}{m}.
Sustituye F = 6 N y m = 4 kg:
a = \frac{6\text{ N}}{4\text{ kg}} = 1.5\text{ m/s}^2
Comprobación de que es razonable: un carrito de 4 kg tiene el doble de masa que el de 2 kg. Con 6 N, un carrito de 2 kg llegaría a 3 m/s², así que uno de 4 kg debería llegar a la mitad, 1.5 m/s². ✓
Deberían esperar 1.5 m/s².
Consejo: Cuando un texto enuncia una ley, úsala para predecir más allá de la gráfica solo de la manera que dice la ley. Multiplicar 6 × 4 = 24 significaría que los carritos más pesados aceleran más, lo cual contradice los datos.
Ver en español
Texto: Empujar carritos en el laboratorio
Una clase de física comprobó cómo la aceleración de un carrito depende de la fuerza que lo jala. Pusieron un carrito en una pista lisa y plana y lo jalaron con un dinamómetro que medía la fuerza neta en newtons (N). Un sensor de movimiento medía la aceleración del carrito en metros por segundo al cuadrado (m/s²). Probaron un carrito de 1 kg; luego le agregaron un bloque de 1 kg para formar un carrito de 2 kg y repitieron cada prueba.
La segunda ley de Newton dice que la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta sobre él dividida entre su masa. En la notación de la clase, F = ma, donde F es la fuerza neta en newtons, m es la masa en kilogramos y a es la aceleración en m/s².
Pregunta
La clase predice el resultado para un carrito de 4 kg jalado con una fuerza neta de 6 N en la misma pista. Usa la segunda ley de Newton, F = ma, como aparece en el texto.
¿Qué aceleración deberían esperar?
_____ m/s²
Pista
Despeja a en F = ma.
Pregunta 10 de 36
Sliding a Box Across the Floor
A warehouse worker pushes a 15 kg box across a level concrete floor. The force diagram shows all the forces acting on the box while it is being pushed.
Force diagram of the box
The net force is the overall force after all the forces are combined. Forces in opposite directions are subtracted. Here, the upward normal force from the floor and the downward pull of gravity are equal, so they cancel. Only the horizontal forces are unbalanced. An unbalanced (nonzero) net force makes an object speed up, slow down or change direction.
Work is done when a force moves an object through a distance in the direction of the force: W = Fd, where W is work in joules (J), F is force in newtons and d is distance in meters.
Based on the force diagram, what is the net force on the box?
Pista
Vertical forces cancel. For the horizontal forces, should you add or subtract arrows that point in opposite directions?
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows a push of 50 N to the right and friction of 20 N to the left. The passage says "Forces in opposite directions are subtracted" and that the normal force and gravity "are equal, so they cancel."
Step by step:
Vertical: normal force 147 N up and gravity 147 N down. 147 - 147 = 0, so they cancel.
Horizontal: 50 N right and 20 N left point in opposite directions, so subtract: 50 - 20 = 30 N.
The larger force points right, so the net force points right.
The net force is 30 N to the right, so the box speeds up to the right.
Tip: Net force has a size and a direction. Subtract opposite forces, then give the result the direction of the larger force.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra un empuje de 50 N hacia la derecha y una fricción de 20 N hacia la izquierda. El texto dice que "las fuerzas en sentidos opuestos se restan" y que la fuerza normal y la gravedad "son iguales, así que se cancelan".
Paso a paso:
Vertical: fuerza normal de 147 N hacia arriba y gravedad de 147 N hacia abajo. 147 - 147 = 0, así que se cancelan.
Horizontal: 50 N a la derecha y 20 N a la izquierda apuntan en sentidos opuestos, así que resta: 50 - 20 = 30 N.
La fuerza mayor apunta a la derecha, así que la fuerza neta apunta a la derecha.
La fuerza neta es de 30 N hacia la derecha, así que la caja acelera hacia la derecha.
Consejo: La fuerza neta tiene un tamaño y un sentido. Resta las fuerzas opuestas y luego dale al resultado el sentido de la fuerza mayor.
Ver en español
Texto: Deslizar una caja por el piso
Un trabajador de un almacén empuja una caja de 15 kg por un piso de concreto plano. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre la caja mientras la empujan.
La fuerza neta es la fuerza total después de combinar todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. Aquí, la fuerza normal del piso hacia arriba y la atracción de la gravedad hacia abajo son iguales, así que se cancelan. Solo las fuerzas horizontales están desequilibradas. Una fuerza neta desequilibrada (distinta de cero) hace que un objeto aumente su rapidez, frene o cambie de dirección.
Se realiza trabajo cuando una fuerza mueve un objeto cierta distancia en la dirección de la fuerza: W = Fd, donde W es el trabajo en julios (J), F es la fuerza en newtons y d es la distancia en metros.
Pregunta
Según el diagrama de fuerzas, ¿cuál es la fuerza neta sobre la caja?
Opciones
A. 30 N hacia la derecha
B. 70 N hacia la derecha
C. 30 N hacia la izquierda
D. 0 N, porque las fuerzas están equilibradas
Pista
Las fuerzas verticales se cancelan. En las fuerzas horizontales, ¿debes sumar o restar las flechas que apuntan en direcciones opuestas?
Pregunta 11 de 36
CompletarSliding a Box Across the Floor
A warehouse worker pushes a 15 kg box across a level concrete floor. The force diagram shows all the forces acting on the box while it is being pushed.
Force diagram of the box
The net force is the overall force after all the forces are combined. Forces in opposite directions are subtracted. Here, the upward normal force from the floor and the downward pull of gravity are equal, so they cancel. Only the horizontal forces are unbalanced. An unbalanced (nonzero) net force makes an object speed up, slow down or change direction.
Work is done when a force moves an object through a distance in the direction of the force: W = Fd, where W is work in joules (J), F is force in newtons and d is distance in meters.
The worker pushes the box a distance of 4 m with the force shown in the diagram. Using W = Fd from the passage, how much work does the worker's push do on the box?
J
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Use the force the worker applies, not the net force or friction.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram labels the push as 50 N. The passage defines work as W = Fd, "where W is work in joules (J), F is force in newtons and d is distance in meters." The stem gives d = 4 m.
Step by step:
The question asks for the work done by the push, so F is the push force: 50 N.
The push points in the direction the box moves (right), so all of it counts.
Using the net force (30 N) would give 120 J, which is the work by the net force, not by the worker.
The worker's push does 200 J of work.
Tip: Read which force the question names. "Work done by the push," "by friction" and "by the net force" each use a different force.
Explicación
Evidencia: El diagrama marca el empuje como 50 N. El texto define el trabajo como W = Fd, "donde W es el trabajo en joules (J), F es la fuerza en newtons y d es la distancia en metros". El enunciado da d = 4 m.
Paso a paso:
La pregunta pide el trabajo que hace el empuje, así que F es la fuerza del empuje: 50 N.
El empuje apunta en el sentido en que se mueve la caja (a la derecha), así que cuenta completo.
Usar la fuerza neta (30 N) daría 120 J, que es el trabajo de la fuerza neta, no del trabajador.
El empuje del trabajador realiza 200 J de trabajo.
Consejo: Lee qué fuerza nombra la pregunta. "Trabajo realizado por el empuje", "por la fricción" y "por la fuerza neta" usan cada uno una fuerza distinta.
Ver en español
Texto: Deslizar una caja por el piso
Un trabajador de un almacén empuja una caja de 15 kg por un piso de concreto plano. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre la caja mientras la empujan.
La fuerza neta es la fuerza total después de combinar todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. Aquí, la fuerza normal del piso hacia arriba y la atracción de la gravedad hacia abajo son iguales, así que se cancelan. Solo las fuerzas horizontales están desequilibradas. Una fuerza neta desequilibrada (distinta de cero) hace que un objeto aumente su rapidez, frene o cambie de dirección.
Se realiza trabajo cuando una fuerza mueve un objeto cierta distancia en la dirección de la fuerza: W = Fd, donde W es el trabajo en julios (J), F es la fuerza en newtons y d es la distancia en metros.
Pregunta
El trabajador empuja la caja una distancia de 4 m con la fuerza que muestra el diagrama. Usando W = Fd del texto, ¿cuánto trabajo realiza el empuje del trabajador sobre la caja?
_____ J
Pista
Usa la fuerza que aplica el trabajador, no la fuerza neta ni la fricción.
Pregunta 12 de 36
Moving a Rock with a Lever
A landscaper needs to lift one edge of a heavy rock. She slides a long steel bar under the rock and rests the bar on a small block, which acts as the fulcrum.
A lever lifting a rock
A lever is a simple machine. It does not reduce the amount of work needed, but it lets a person use a smaller force over a longer distance. The mechanical advantage (MA) of a lever tells how many times the machine multiplies the input force:
MA = \frac{\text{effort arm length}}{\text{load arm length}} = \frac{\text{output force (load)}}{\text{input force (effort)}}
The effort arm is the distance from the fulcrum to where the person pushes. The load arm is the distance from the fulcrum to the load.
Ignoring friction, about how much effort force must the landscaper apply to the end of the bar to just balance the rock?
Pista
Find the mechanical advantage from the two arm lengths, then use it to find the input force.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows the rock weighs 800 N, the load arm is 0.5 m and the effort arm is 2.0 m. The passage gives MA = \dfrac{\text{effort arm length}}{\text{load arm length}} = \dfrac{\text{output force (load)}}{\text{input force (effort)}}.
Step by step:
Mechanical advantage: MA = \dfrac{2.0\text{ m}}{0.5\text{ m}} = 4.
Rearrange MA = \dfrac{\text{load}}{\text{effort}} to get effort = \dfrac{\text{load}}{MA}.
Effort = \dfrac{800\text{ N}}{4} = 200 N.
Check: the lever lets her push with a force 4 times smaller, but her end of the bar moves 4 times farther. The work is the same.
The answer is 200 N.
Tip: A machine with MA greater than 1 makes the input force smaller than the load. If your answer is bigger than the load, you multiplied instead of divided.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra que la roca pesa 800 N, el brazo de carga (load arm) mide 0.5 m y el brazo de esfuerzo (effort arm) mide 2.0 m. El texto da MA = \dfrac{\text{longitud del brazo de esfuerzo}}{\text{longitud del brazo de carga}} = \dfrac{\text{fuerza de salida (carga)}}{\text{fuerza de entrada (esfuerzo)}}.
Paso a paso:
Ventaja mecánica: MA = \dfrac{2.0\text{ m}}{0.5\text{ m}} = 4.
Reorganiza MA = \dfrac{\text{carga}}{\text{esfuerzo}} para obtener esfuerzo = \dfrac{\text{carga}}{MA}.
Esfuerzo = \dfrac{800\text{ N}}{4} = 200 N.
Comprobación: la palanca le permite empujar con una fuerza 4 veces menor, pero su extremo de la barra se mueve 4 veces más lejos. El trabajo es el mismo.
La respuesta es 200 N.
Consejo: Una máquina con MA mayor que 1 hace que la fuerza de entrada sea menor que la carga. Si tu respuesta es mayor que la carga, multiplicaste en vez de dividir.
Ver en español
Texto: Mover una roca con una palanca
Una jardinera necesita levantar un borde de una roca pesada. Mete una barra larga de acero debajo de la roca y apoya la barra en un bloque pequeño, que funciona como punto de apoyo (fulcrum).
Una palanca es una máquina simple. No reduce la cantidad de trabajo necesaria, pero permite que una persona use una fuerza menor a lo largo de una distancia mayor. La ventaja mecánica (MA) de una palanca indica cuántas veces la máquina multiplica la fuerza de entrada:
MA = \frac{\text{largo del brazo de esfuerzo}}{\text{largo del brazo de carga}} = \frac{\text{fuerza de salida (carga)}}{\text{fuerza de entrada (esfuerzo)}}
El brazo de esfuerzo es la distancia desde el punto de apoyo hasta donde empuja la persona. El brazo de carga es la distancia desde el punto de apoyo hasta la carga.
Pregunta
Sin contar la fricción, ¿aproximadamente cuánta fuerza de esfuerzo debe aplicar la jardinera en el extremo de la barra para equilibrar justo la roca?
Opciones
A. 533 N
B. 200 N
C. 800 N
D. 3,200 N
Pista
Halla la ventaja mecánica a partir de los largos de los dos brazos y luego úsala para hallar la fuerza de entrada.
Pregunta 13 de 36
Zona activaA City Bus Between Stops
A transit engineer used a sensor to record the velocity of a city bus as it traveled along a straight street from one stop to the next. The loaded bus has a mass of 11,000 kg. The graph shows the bus's velocity over one minute, divided into four parts labeled P, Q, R and S.
Velocity-time graph of the city bus
On a velocity-time graph, the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration. Acceleration is the change in velocity divided by the time the change takes:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}
A negative acceleration means the bus is slowing down.
Click the part of the graph during which the bus was moving at a constant velocity (not stopped).
Haz clic en la figura para marcar tu respuesta (o selecciónala y usa las flechas del teclado).
Pista
On a velocity-time graph, the height of the line is the speed. A flat line means the speed is not changing, but what speed?
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration." On the graph, part Q is flat at 12 m/s from 10 s to 40 s, and part S is flat at 0 m/s from 46 s to 60 s.
Step by step:
Constant velocity means a flat (horizontal) line on a velocity-time graph, because the velocity is not changing. Parts Q and S are both flat.
Not stopped means the velocity is not zero. Part S sits at 0 m/s, so the bus is parked at the stop.
Part Q is flat at 12 m/s: the bus is moving steadily.
Part P slopes up (speeding up) and part R slopes down (slowing down), so neither is constant.
The answer is part Q.
Check: On a distance-time graph a flat line means "stopped," but this is a velocity-time graph. Always read the y-axis label first.
Tip: Velocity-time graph: flat above zero = steady motion; flat on zero = stopped; sloping up = speeding up; sloping down = slowing down.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración". En la gráfica, la parte Q es plana a 12 m/s de los 10 s a los 40 s, y la parte S es plana a 0 m/s de los 46 s a los 60 s.
Paso a paso:
Velocidad constante significa una línea plana (horizontal) en una gráfica de velocidad-tiempo, porque la velocidad no cambia. Las partes Q y S son planas.
Sin estar detenido significa que la velocidad no es cero. La parte S está en 0 m/s, así que el autobús está parado en la parada.
La parte Q es plana a 12 m/s: el autobús se mueve de forma constante.
La parte P sube (acelera) y la parte R baja (frena), así que ninguna es constante.
La respuesta es la parte Q.
Comprobación: En una gráfica de distancia-tiempo, una línea plana significa "detenido", pero esta es una gráfica de velocidad-tiempo. Siempre lee primero el título del eje y (y-axis).
Consejo: Gráfica de velocidad-tiempo: plana arriba de cero = movimiento constante; plana en cero = detenido; sube = acelera; baja = frena.
Ver en español
Texto: Un autobús urbano entre paradas
Una ingeniera de transporte usó un sensor para registrar la velocidad de un autobús urbano mientras recorría una calle recta de una parada a la siguiente. El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg. La gráfica muestra la velocidad del autobús durante un minuto, dividida en cuatro partes marcadas P, Q, R y S.
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración. La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo que tarda el cambio:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}
Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando.
Pregunta
Haz clic en la parte de la gráfica durante la cual el autobús se movía a velocidad constante (sin estar detenido).
Pista
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea es la rapidez. Una línea plana significa que la rapidez no cambia, pero ¿qué rapidez?
Pregunta 14 de 36
CompletarA City Bus Between Stops
A transit engineer used a sensor to record the velocity of a city bus as it traveled along a straight street from one stop to the next. The loaded bus has a mass of 11,000 kg. The graph shows the bus's velocity over one minute, divided into four parts labeled P, Q, R and S.
Velocity-time graph of the city bus
On a velocity-time graph, the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration. Acceleration is the change in velocity divided by the time the change takes:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}
A negative acceleration means the bus is slowing down.
Use the graph and the acceleration formula in the passage.
What was the bus's acceleration during part P?
m/s²
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Read the velocity at the start and end of part P, and how many seconds part P lasted.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows part P starting at 0 m/s at 0 s and ending at 12 m/s at 10 s. The passage gives a = \dfrac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}.
Step by step:
Change in velocity: 12 - 0 = 12 m/s.
Time for part P: 10 - 0 = 10 s.
Divide:
a = \frac{12\text{ m/s}}{10\text{ s}} = 1.2\ \text{m/s}^2
The acceleration was 1.2 m/s².
Check: The answer is positive because the bus was speeding up, which matches the line sloping upward. Each second, the bus gained 1.2 m/s of speed: after 10 s it was going 1.2 \times 10 = 12 m/s. ✓
Tip: Acceleration is the slope of a velocity-time graph: rise (change in velocity) over run (change in time).
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que la parte P empieza en 0 m/s a los 0 s y termina en 12 m/s a los 10 s. El texto da a = \dfrac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}.
Paso a paso:
Cambio de velocidad: 12 - 0 = 12 m/s.
Tiempo de la parte P: 10 - 0 = 10 s.
Divide:
a = \frac{12\text{ m/s}}{10\text{ s}} = 1.2\ \text{m/s}^2
La aceleración fue de 1.2 m/s².
Comprobación: La respuesta es positiva porque el autobús estaba acelerando, lo que coincide con la línea que sube. Cada segundo, el autobús ganó 1.2 m/s de rapidez: después de 10 s iba a 1.2 \times 10 = 12 m/s. ✓
Consejo: La aceleración es la pendiente de una gráfica de velocidad-tiempo: cambio vertical (cambio de velocidad) entre cambio horizontal (cambio de tiempo).
Ver en español
Texto: Un autobús urbano entre paradas
Una ingeniera de transporte usó un sensor para registrar la velocidad de un autobús urbano mientras recorría una calle recta de una parada a la siguiente. El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg. La gráfica muestra la velocidad del autobús durante un minuto, dividida en cuatro partes marcadas P, Q, R y S.
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración. La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo que tarda el cambio:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}
Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando.
Pregunta
Usa la gráfica y la fórmula de aceleración del texto.
¿Cuál fue la aceleración del autobús durante la parte P?
_____ m/s²
Pista
Lee la velocidad al principio y al final de la parte P, y cuántos segundos duró la parte P.
Pregunta 15 de 36
A Rover on Mars
A space agency is building a robotic rover with a mass of 900 kg. Mass is the amount of matter in an object, measured in kilograms; it does not change from place to place. Weight is the force of gravity on an object, measured in newtons. Weight depends on the strength of gravity where the object is:
W = mg
Location
Gravitational field strength g (m/s²)
Earth
9.8
Mars
3.7
Moon
1.6
Because Mars has weaker gravity, the rover's wheels and springs can be built lighter than they would need to be on Earth.
Based on the passage, what is the weight of the rover on Mars?
Pista
Weight = mass × g. Use the g value for Mars from the table.
Solución paso a paso
Evidence: The passage gives the rover's mass as "900 kg," the formula W = mg, and the table lists Mars's g as 3.7 m/s².
Step by step:
Use the mass (it is the same everywhere): m = 900 kg.
Use Mars's gravitational field strength: g = 3.7\ \text{m/s}^2.
Multiply:
W = 900 \times 3.7 = 3{,}330\text{ N}
The rover weighs 3,330 N on Mars.
Check: On Earth it would weigh 900 \times 9.8 = 8{,}820 N. Mars's answer is less than half of that, which fits 3.7 being less than half of 9.8.
Tip: Mass (kg) never changes with location; weight (N) does. To get weight, always multiply the mass by the local g.
Explicación
Evidencia: El texto da la masa del vehículo explorador como "900 kg", la fórmula W = mg, y la tabla da la g de Marte como 3.7 m/s².
Paso a paso:
Usa la masa (es la misma en todas partes): m = 900 kg.
Usa la intensidad del campo gravitacional de Marte: g = 3.7\ \text{m/s}^2.
Multiplica:
W = 900 \times 3.7 = 3{,}330\text{ N}
El vehículo explorador pesa 3,330 N en Marte.
Comprobación: En la Tierra pesaría 900 \times 9.8 = 8{,}820 N. La respuesta para Marte es menos de la mitad de eso, lo que tiene sentido porque 3.7 es menos de la mitad de 9.8.
Consejo: La masa (kg) nunca cambia con el lugar; el peso (N) sí. Para obtener el peso, siempre multiplica la masa por la g del lugar.
Ver en español
Texto: Un vehículo explorador en Marte
Una agencia espacial está construyendo un vehículo explorador robótico con una masa de 900 kg. La masa es la cantidad de materia de un objeto, medida en kilogramos; no cambia de un lugar a otro. El peso es la fuerza de gravedad sobre un objeto, medida en newtons. El peso depende de la intensidad de la gravedad donde está el objeto:
W = mg
Lugar
Intensidad del campo gravitacional g (m/s²)
Tierra
9.8
Marte
3.7
Luna
1.6
Como Marte tiene una gravedad más débil, las ruedas y los resortes del vehículo se pueden construir más ligeros de lo que necesitarían ser en la Tierra.
Pregunta
Según el texto, ¿cuál es el peso del vehículo explorador en Marte?
Opciones
A. 243 N
B. 900 N
C. 8,820 N
D. 3,330 N
Pista
Peso = masa × g. Usa el valor de g de Marte que aparece en la tabla.
Pregunta 16 de 36
Momentum is mass times velocity, p = mv. Four objects are moving across an ice rink:
Object
Mass (kg)
Speed (m/s)
Hockey puck
0.16
40
Skater
70
0.1
Ice-resurfacing machine
3,000
0.002
Hockey stick blade
0.5
10
Which object has the greatest momentum?
Pista
Compute mass × speed for each row. Neither the heaviest nor the fastest object is automatically the winner.
Solución paso a paso
Evidence: The table gives each mass and speed, and the stem gives p = mv.
Step by step:
Hockey puck: 0.16 \times 40 = 6.4 kg m/s.
Skater: 70 \times 0.1 = 7.0 kg m/s.
Ice-resurfacing machine: 3{,}000 \times 0.002 = 6.0 kg m/s.
Stick blade: 0.5 \times 10 = 5.0 kg m/s.
The largest product is 7.0 kg m/s.
The skater has the greatest momentum.
Check: The puck is the fastest and the machine is the heaviest, yet the skater wins because momentum depends on both mass and speed together.
Tip: For "which has more momentum" questions, always multiply. A slow, heavy object can beat a fast, light one, and the reverse can also happen.
Explicación
Evidencia: La tabla da la masa y la rapidez de cada objeto, y el enunciado da p = mv.
Paso a paso:
Disco de hockey: 0.16 \times 40 = 6.4 kg m/s.
Patinador: 70 \times 0.1 = 7.0 kg m/s.
Máquina para alisar el hielo: 3{,}000 \times 0.002 = 6.0 kg m/s.
Hoja del palo: 0.5 \times 10 = 5.0 kg m/s.
El producto más grande es 7.0 kg m/s.
El patinador tiene el mayor momento lineal.
Comprobación: El disco es el más rápido y la máquina es la más pesada, pero gana el patinador, porque el momento lineal depende de la masa y de la rapidez juntas.
Consejo: En las preguntas de "cuál tiene más momento lineal", siempre multiplica. Un objeto lento y pesado puede ganarle a uno rápido y ligero, y también puede pasar lo contrario.
Ver en español
Pregunta
El momento lineal es la masa por la velocidad, p = mv. Cuatro objetos se mueven sobre una pista de hielo:
Objeto
Masa (kg)
Rapidez (m/s)
Disco de hockey
0.16
40
Patinador
70
0.1
Máquina para alisar el hielo
3,000
0.002
Hoja de un palo de hockey
0.5
10
¿Qué objeto tiene el mayor momento lineal?
Opciones
A. Patinador
B. Disco de hockey
C. Máquina para alisar el hielo
D. Hoja de un palo de hockey
Pista
Calcula masa × rapidez para cada fila. Ni el objeto más pesado ni el más rápido gana automáticamente.
Pregunta 17 de 36
A car starts from rest at a traffic light and speeds up at a steady 2.5 m/s². Acceleration is the change in velocity divided by time, a = \dfrac{\Delta v}{t}.
How many seconds does it take the car to reach a velocity of 20 m/s?
Pista
Rearrange the formula to find t: divide the change in velocity by the acceleration.
Solución paso a paso
Evidence: The car "starts from rest" (initial velocity 0 m/s) and reaches 20 m/s, so \Delta v = 20 m/s. The acceleration is 2.5 m/s².
Step by step:
Start with a = \dfrac{\Delta v}{t} and solve for t: t = \dfrac{\Delta v}{a}.
Substitute:
t = \frac{20\text{ m/s}}{2.5\ \text{m/s}^2} = 8\text{ s}
It takes 8 s.
Check: An acceleration of 2.5 m/s² means the car gains 2.5 m/s every second: 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20 m/s after 8 seconds. ✓
Tip: When the unknown is in the denominator, swap it with the known quantity: t = \Delta v \div a. Check that the units work out: (m/s) ÷ (m/s²) = s.
Explicación
Evidencia: El carro "arranca desde el reposo" (velocidad inicial de 0 m/s) y llega a 20 m/s, así que \Delta v = 20 m/s. La aceleración es de 2.5 m/s².
Paso a paso:
Empieza con a = \dfrac{\Delta v}{t} y despeja t: t = \dfrac{\Delta v}{a}.
Sustituye:
t = \frac{20\text{ m/s}}{2.5\ \text{m/s}^2} = 8\text{ s}
Tarda 8 s.
Comprobación: Una aceleración de 2.5 m/s² significa que el carro gana 2.5 m/s cada segundo: 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20 m/s después de 8 segundos. ✓
Consejo: Cuando la incógnita está en el denominador, intercámbiala con la cantidad conocida: t = \Delta v \div a. Revisa que las unidades salgan bien: (m/s) ÷ (m/s²) = s.
Ver en español
Pregunta
Un carro arranca desde el reposo en un semáforo y aumenta su rapidez con una aceleración constante de 2.5 m/s². La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo, a = \dfrac{\Delta v}{t}.
¿Cuántos segundos tarda el carro en llegar a una velocidad de 20 m/s?
Opciones
A. 0.125 s
B. 8 s
C. 17.5 s
D. 50 s
Pista
Despeja t en la fórmula: divide el cambio de velocidad entre la aceleración.
Pregunta 18 de 36
A City Bus Between Stops
A transit engineer used a sensor to record the velocity of a city bus as it traveled along a straight street from one stop to the next. The loaded bus has a mass of 11,000 kg. The graph shows the bus's velocity over one minute, divided into four parts labeled P, Q, R and S.
Velocity-time graph of the city bus
On a velocity-time graph, the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration. Acceleration is the change in velocity divided by the time the change takes:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}
A negative acceleration means the bus is slowing down.
How far did the bus travel during part Q?
Pista
Find the steady velocity during part Q and how long part Q lasted. Then use distance = velocity × time.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows part Q as a flat line at 12 m/s that starts at 10 s and ends at 40 s.
Step by step:
Velocity during Q: 12 m/s (constant).
Elapsed time: 40 - 10 = 30 s. (Use the length of the part, not the clock reading at its end.)
Rearrange v = \dfrac{d}{t} to d = vt:
d = 12\text{ m/s} \times 30\text{ s} = 360\text{ m}
The bus traveled 360 m during part Q.
Check: On a velocity-time graph, distance equals the area under the line. The area under Q is a rectangle 30 s wide and 12 m/s tall: 30 \times 12 = 360 m. ✓
Tip: Elapsed time = end time − start time. A common mistake is using the clock reading (40 s) as the duration.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra la parte Q como una línea plana a 12 m/s que empieza a los 10 s y termina a los 40 s.
Paso a paso:
Velocidad durante Q: 12 m/s (constante).
Tiempo transcurrido: 40 - 10 = 30 s. (Usa la duración de la parte, no la lectura del reloj al final).
Despeja en v = \dfrac{d}{t} para obtener d = vt:
d = 12\text{ m/s} \times 30\text{ s} = 360\text{ m}
El autobús recorrió 360 m durante la parte Q.
Comprobación: En una gráfica de velocidad-tiempo, la distancia es igual al área bajo la línea. El área bajo Q es un rectángulo de 30 s de ancho y 12 m/s de alto: 30 \times 12 = 360 m. ✓
Consejo: Tiempo transcurrido = tiempo final − tiempo inicial. Un error común es usar la lectura del reloj (40 s) como la duración.
Ver en español
Texto: Un autobús urbano entre paradas
Una ingeniera de transporte usó un sensor para registrar la velocidad de un autobús urbano mientras recorría una calle recta de una parada a la siguiente. El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg. La gráfica muestra la velocidad del autobús durante un minuto, dividida en cuatro partes marcadas P, Q, R y S.
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración. La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo que tarda el cambio:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}
Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando.
Pregunta
¿Qué distancia recorrió el autobús durante la parte Q?
Opciones
A. 2.5 m
B. 42 m
C. 360 m
D. 480 m
Pista
Halla la velocidad constante durante la parte Q y cuánto duró la parte Q. Luego usa distancia = velocidad × tiempo.
Pregunta 19 de 36
Testing a Delivery Drone
A delivery company tested a drone on a straight route between its warehouse and a customer's house. The table shows the three legs of the test trip.
Leg
What the drone did
Distance (m)
Time (s)
1
Flew from the warehouse to the house
1,800
120
2
Hovered while lowering the package
0
60
3
Flew back to the warehouse against the wind
1,800
180
Speed is distance divided by time: v = \dfrac{d}{t}. The average speed for a whole trip is the total distance traveled divided by the total time, including any time spent not moving.
What was the drone's average speed for the whole test trip?
Pista
Add all the distances and all the times, including the time spent hovering. Then divide.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "The average speed for a whole trip is the total distance traveled divided by the total time, including any time spent not moving." The table gives distances 1,800 m, 0 m and 1,800 m and times 120 s, 60 s and 180 s.
Step by step:
Total distance: 1{,}800 + 0 + 1{,}800 = 3{,}600 m.
Total time: 120 + 60 + 180 = 360 s (the hover counts).
Check: Averaging the leg speeds does not work. Leg 1 was 15 m/s and Leg 3 was 10 m/s, but the drone spent longer on the slower leg, so the true average cannot be the simple average.
Tip: Average speed is never the average of the speeds. Always use total distance ÷ total time.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "La rapidez media de todo un viaje es la distancia total recorrida dividida entre el tiempo total, incluido el tiempo sin moverse". La tabla da distancias de 1,800 m, 0 m y 1,800 m, y tiempos de 120 s, 60 s y 180 s.
Paso a paso:
Distancia total: 1{,}800 + 0 + 1{,}800 = 3{,}600 m.
Tiempo total: 120 + 60 + 180 = 360 s (el tiempo suspendido en el aire cuenta).
Comprobación: Promediar las rapideces de los tramos no funciona. El tramo 1 fue a 15 m/s y el tramo 3 a 10 m/s, pero el dron pasó más tiempo en el tramo más lento, así que el promedio verdadero no puede ser el promedio simple.
Consejo: La rapidez media nunca es el promedio de las rapideces. Siempre usa distancia total ÷ tiempo total.
Ver en español
Texto: Prueba de un dron de reparto
Una empresa de reparto probó un dron en una ruta recta entre su almacén y la casa de un cliente. La tabla muestra los tres tramos del viaje de prueba.
Tramo
Lo que hizo el dron
Distancia (m)
Tiempo (s)
1
Voló del almacén a la casa
1,800
120
2
Se quedó suspendido en el aire mientras bajaba el paquete
0
60
3
Voló de regreso al almacén contra el viento
1,800
180
La rapidez es la distancia dividida entre el tiempo: v = \dfrac{d}{t}. La rapidez media de todo un viaje es la distancia total recorrida dividida entre el tiempo total, incluido el tiempo sin moverse.
Pregunta
¿Cuál fue la rapidez media del dron en todo el viaje de prueba?
Opciones
A. 8.3 m/s
B. 12 m/s
C. 12.5 m/s
D. 10 m/s
Pista
Suma todas las distancias y todos los tiempos, incluido el tiempo que estuvo suspendido en el aire. Luego divide.
Pregunta 20 de 36
Pulling a Sled
A parent pulls a child on a sled across level snow, holding the rope parallel to the ground. Together, the sled and child have a mass of 25 kg. The force diagram shows all the forces acting on the sled.
Force diagram of the sled
The net force is the combined effect of all the forces. Forces in opposite directions are subtracted. Newton's first law says an object keeps moving at a constant velocity unless a net force acts on it. Newton's second law says F_{\text{net}} = ma. Newton's third law says that when one object pushes or pulls on a second object, the second object pushes or pulls back on the first with a force of equal size in the opposite direction.
The rope pulls the sled forward with a force of 150 N. According to Newton's third law, as stated in the passage, which force is the reaction to this pull?
Pista
An action-reaction pair acts on two different objects, the same two objects swapped around.
Solución paso a paso
Evidence: The passage states Newton's third law: "when one object pushes or pulls on a second object, the second object pushes or pulls back on the first with a force of equal size in the opposite direction."
Step by step:
The action is: rope pulls on sled, 150 N forward.
Swap the two objects: the reaction is sled pulls on rope.
Same size, opposite direction: 150 N backward.
Friction (40 N) acts on the sled too, but it comes from the snow and is a different size. Gravity and the normal force are vertical and also act on the sled. None of these is the partner of the rope's pull.
The reaction force is the sled pulling backward on the rope with 150 N.
Check: Action-reaction forces never cancel each other, because they act on different objects. That is why the sled can still accelerate.
Tip: To find a reaction force, write A pushes/pulls on B and simply flip it to B pushes/pulls on A, keeping the same size.
Explicación
Evidencia: El texto enuncia la tercera ley de Newton: "cuando un objeto empuja o jala a un segundo objeto, el segundo objeto empuja o jala al primero con una fuerza del mismo tamaño en la dirección opuesta".
Paso a paso:
La acción es: la cuerda jala el trineo, 150 N hacia adelante.
Intercambia los dos objetos: la reacción es el trineo jala la cuerda.
Mismo tamaño, dirección opuesta: 150 N hacia atrás.
La fricción (40 N) también actúa sobre el trineo, pero viene de la nieve y es de otro tamaño. La gravedad y la fuerza normal son verticales y también actúan sobre el trineo. Ninguna de estas es la pareja del jalón de la cuerda.
La fuerza de reacción es el trineo jalando la cuerda hacia atrás con 150 N.
Comprobación: Las fuerzas de acción y reacción nunca se cancelan entre sí, porque actúan sobre objetos distintos. Por eso el trineo sí puede acelerar.
Consejo: Para hallar una fuerza de reacción, escribe A empuja/jala a B y simplemente inviértelo a B empuja/jala a A, con el mismo tamaño.
Ver en español
Texto: Jalar un trineo
Un padre jala a un niño en un trineo por nieve plana, sosteniendo la cuerda paralela al suelo. Juntos, el trineo y el niño tienen una masa de 25 kg. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre el trineo.
La fuerza neta es el efecto combinado de todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. La primera ley de Newton dice que un objeto sigue moviéndose a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza neta. La segunda ley de Newton dice que F_{\text{net}} = ma. La tercera ley de Newton dice que cuando un objeto empuja o jala a un segundo objeto, el segundo objeto empuja o jala al primero con una fuerza del mismo tamaño en la dirección opuesta.
Pregunta
La cuerda jala el trineo hacia adelante con una fuerza de 150 N. Según la tercera ley de Newton, como aparece en el texto, ¿qué fuerza es la reacción a este jalón?
Opciones
A. La fricción de la nieve, que jala el trineo hacia atrás con 40 N
B. El trineo, que jala la cuerda hacia atrás con 150 N
C. El trineo, que jala la cuerda hacia atrás con 110 N
D. La nieve, que empuja el trineo hacia arriba con 245 N
Pista
Un par de acción y reacción actúa sobre dos objetos diferentes: los mismos dos objetos, intercambiados.
Pregunta 21 de 36
A small spacecraft far out in empty space fires its engine. The engine forces hot exhaust gas out of the back of the spacecraft at high speed, and the spacecraft speeds up in the forward direction.
Which statement best explains why the spacecraft speeds up?
Pista
There is no air in empty space, so the spacecraft cannot push on it. What is the engine pushing on?
Solución paso a paso
Evidence: The stem says the spacecraft is "far out in empty space" and the engine "forces hot exhaust gas out of the back."
Step by step:
Newton's third law: when one object pushes on another, the second pushes back with an equal and opposite force.
The spacecraft (its engine) pushes the exhaust gas backward.
The exhaust gas pushes the spacecraft forward with a force of equal size.
That forward force is an unbalanced force on the spacecraft, so it speeds up (Newton's second law).
Empty space has no air, so "pushing against the air" cannot be the reason. Rockets actually work best in a vacuum.
The answer is The spacecraft pushes the exhaust backward, and the exhaust pushes the spacecraft forward with an equal force.
Check: You can feel the same effect when you let go of an untied balloon: air rushes out one way and the balloon shoots the other way.
Tip: For any "how does it move forward?" question, find what the object pushes backward. Swimmers push water, walkers push the ground, rockets push exhaust.
Explicación
Evidencia: El enunciado dice que la nave está "muy lejos en el espacio vacío" y que el motor "expulsa gas caliente por la parte de atrás".
Paso a paso:
Tercera ley de Newton: cuando un objeto empuja a otro, el segundo lo empuja de regreso con una fuerza igual y opuesta.
La nave (su motor) empuja el gas expulsado hacia atrás.
El gas empuja la nave hacia adelante con una fuerza del mismo tamaño.
Esa fuerza hacia adelante es una fuerza no equilibrada sobre la nave, así que la nave aumenta su rapidez (segunda ley de Newton).
En el espacio vacío no hay aire, así que "empujar contra el aire" no puede ser la razón. De hecho, los cohetes funcionan mejor en el vacío.
La respuesta es La nave empuja el gas hacia atrás, y el gas empuja la nave hacia adelante con una fuerza igual.
Comprobación: Puedes sentir el mismo efecto cuando sueltas un globo sin amarrar: el aire sale hacia un lado y el globo sale disparado hacia el otro.
Consejo: En cualquier pregunta de "¿cómo avanza?", busca qué empuja el objeto hacia atrás. Los nadadores empujan el agua, los que caminan empujan el suelo y los cohetes empujan el gas.
Ver en español
Pregunta
Una nave espacial pequeña, muy lejos en el espacio vacío, enciende su motor. El motor expulsa gas caliente por la parte de atrás de la nave a gran rapidez, y la nave aumenta su rapidez hacia adelante.
¿Qué enunciado explica mejor por qué la nave aumenta su rapidez?
Opciones
A. La nave empuja el gas de escape hacia atrás, y el gas de escape empuja la nave hacia adelante con una fuerza igual.
B. El gas de escape empuja contra el aire que está detrás de la nave.
C. La gravedad es más débil en el espacio, así que la nave avanza por sí sola.
D. La inercia de la nave la empuja hacia adelante una vez que se enciende el motor.
Pista
En el espacio vacío no hay aire, así que la nave no puede empujarlo. ¿Qué está empujando el motor?
Pregunta 22 de 36
Completar
A warehouse worker lifts 20 boxes onto a shelf, doing a total of 6,000 J of work in 120 s. Power is the rate of doing work: P = \dfrac{W}{t}, measured in watts (W), where 1 W = 1 J/s.
What is the worker's average power?
W
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Divide the total work by the total time.
Solución paso a paso
Evidence: The stem gives total work W = 6{,}000 J, time t = 120 s, and the formula P = \dfrac{W}{t}.
Step by step:
Use the totals; the number of boxes (20) is not needed once the total work is known.
Check: 50 J every second for 120 seconds gives 50 \times 120 = 6{,}000 J. ✓ Dividing by the 20 boxes would give the work per box (300 J), a different quantity.
Tip: Power tells how fast work is done. Same work in less time = more power. Watch for extra numbers in the stem (like the number of boxes) that you do not need.
Explicación
Evidencia: El enunciado da el trabajo total W = 6{,}000 J, el tiempo t = 120 s y la fórmula P = \dfrac{W}{t}.
Paso a paso:
Usa los totales; no necesitas el número de cajas (20) cuando ya conoces el trabajo total.
Comprobación: 50 J cada segundo durante 120 segundos dan 50 \times 120 = 6{,}000 J. ✓ Si dividieras entre las 20 cajas obtendrías el trabajo por caja (300 J), que es otra cantidad.
Consejo: La potencia indica qué tan rápido se hace un trabajo. El mismo trabajo en menos tiempo = más potencia. Fíjate en los números de más del enunciado (como el número de cajas) que no necesitas.
Ver en español
Pregunta
Un trabajador de un almacén sube 20 cajas a un estante y realiza un trabajo total de 6,000 J en 120 s. La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo: P = \dfrac{W}{t}, medida en vatios (W), donde 1 W = 1 J/s.
¿Cuál es la potencia media del trabajador?
_____ W
Pista
Divide el trabajo total entre el tiempo total.
Pregunta 23 de 36
Arrastrar y soltarLoading a Washing Machine
Two movers need to raise a 600 N washing machine 1.0 m from the street onto the bed of a moving truck. They compare three methods.
Method
Distance the movers' effort moves
Height the machine is raised
Lift it straight up by hand
1.0 m
1.0 m
Push it up a smooth ramp
4.0 m (length of the ramp)
1.0 m
Pull rope through a pulley system with 3 supporting ropes
3.0 m of rope
1.0 m
For a simple machine with no friction, the mechanical advantage (MA) is the effort distance divided by the load distance, and the effort force needed is the load divided by the MA. Work is force times distance, W = Fd. A machine can reduce the force needed, but it cannot reduce the work: without friction, the work put in equals the work done on the load.
Ignore friction. Drag each method into the box that shows how much effort force the movers need, from least force to most force.
Least effort force
Middle
Most effort force
Toca una ficha y luego toca un recuadro para colocarla.
Pista
Find the mechanical advantage of each method (effort distance ÷ load distance). A bigger MA means a smaller effort force.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "the mechanical advantage (MA) is the effort distance divided by the load distance, and the effort force needed is the load divided by the MA." The load is 600 N, raised 1.0 m in every method.
Lifting by hand:MA = 1.0 \div 1.0 = 1; effort = 600 N.
Order from least to most force: ramp (150 N), pulley (200 N), by hand (600 N).
Least: ramp. Middle: pulley system. Most: lifting straight up by hand.
Check: The method where the effort moves the longest distance (the 4.0 m ramp) needs the smallest force. Force and distance trade off.
Tip: Long effort distance = small effort force. A simple machine trades distance for force; it never gives you something for nothing.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "la ventaja mecánica (MA) es la distancia del esfuerzo dividida entre la distancia de la carga, y la fuerza de esfuerzo necesaria es la carga dividida entre la MA". La carga es de 600 N y se sube 1.0 m con cada método.
Sistema de poleas:MA = 3.0 \div 1.0 = 3; esfuerzo = 600 \div 3 = 200 N.
Levantarla con las manos:MA = 1.0 \div 1.0 = 1; esfuerzo = 600 N.
Orden de menor a mayor fuerza: rampa (150 N), poleas (200 N), con las manos (600 N).
Menor: rampa. Intermedia: sistema de poleas. Mayor: levantarla en línea recta con las manos.
Comprobación: El método en el que el esfuerzo recorre la mayor distancia (la rampa de 4.0 m) necesita la menor fuerza. La fuerza y la distancia se compensan.
Consejo: Distancia de esfuerzo larga = fuerza de esfuerzo pequeña. Una máquina simple cambia distancia por fuerza; nunca te da algo a cambio de nada.
Ver en español
Texto: Cargar una lavadora
Dos trabajadores de mudanzas necesitan subir una lavadora de 600 N a 1.0 m de altura, desde la calle hasta la plataforma de un camión de mudanzas. Comparan tres métodos.
Método
Distancia que recorre el esfuerzo de los trabajadores
Altura a la que se sube la máquina
Levantarla en línea recta con las manos
1.0 m
1.0 m
Empujarla por una rampa lisa
4.0 m (largo de la rampa)
1.0 m
Jalar la cuerda de un sistema de poleas con 3 cuerdas que sostienen
3.0 m de cuerda
1.0 m
En una máquina simple sin fricción, la ventaja mecánica (MA) es la distancia del esfuerzo dividida entre la distancia de la carga, y la fuerza de esfuerzo necesaria es la carga dividida entre la MA. El trabajo es la fuerza por la distancia, W = Fd. Una máquina puede reducir la fuerza necesaria, pero no puede reducir el trabajo: sin fricción, el trabajo que se aplica es igual al trabajo realizado sobre la carga.
Pregunta
Ignora la fricción. Arrastra cada método a la casilla que muestra cuánta fuerza de esfuerzo necesitan los trabajadores, de la menor fuerza a la mayor.
Menor fuerza de esfuerzo
Intermedia
Mayor fuerza de esfuerzo
_____
_____
_____
Opciones
Empujarla por la rampa
Jalar la cuerda del sistema de poleas
Levantarla en línea recta con las manos
Pista
Halla la ventaja mecánica de cada método (distancia del esfuerzo ÷ distancia de la carga). Una MA mayor significa una fuerza de esfuerzo menor.
Pregunta 24 de 36
Zona activaA Bike Ride to the Store
Marcus rode his bike in a straight line from his home toward a store. A fitness app on his phone recorded his distance from home every few seconds. The graph shows his trip, which has four parts, labeled A through D.
Distance-time graph of the bike trip
On a distance-time graph, the slope (steepness) of the line shows speed. A steeper line means a greater speed, and a flat line means the object is not moving. Average speed is found by dividing the distance traveled by the time it took.
Click the part of the graph during which Marcus was riding at a speed of 5 m/s.
Haz clic en la figura para marcar tu respuesta (o selecciónala y usa las flechas del teclado).
Pista
Find the speed for each moving part: change in distance ÷ change in time.
Solución paso a paso
Evidence: From the graph: A goes from (0 s, 0 m) to (100 s, 300 m); B is flat at 300 m from 100 s to 200 s; C goes from (200 s, 300 m) to (300 s, 800 m); D goes from (300 s, 800 m) to (500 s, 1,000 m).
Marcus rode at 5 m/s during part C, which is also the steepest part of the graph.
Tip: Do not judge speed by how long a segment is. Part D is the longest piece of line, but it is the slowest moving part. Steepness, not length, shows speed.
Explicación
Evidencia: En la gráfica: A va de (0 s, 0 m) a (100 s, 300 m); B es plana en 300 m de 100 s a 200 s; C va de (200 s, 300 m) a (300 s, 800 m); D va de (300 s, 800 m) a (500 s, 1,000 m).
Marcus fue a 5 m/s durante la parte C, que también es la parte más inclinada de la gráfica.
Consejo: No juzgues la rapidez por lo largo que es un tramo. La parte D es el tramo de línea más largo, pero es la parte en movimiento más lenta. La inclinación, no la longitud, muestra la rapidez.
Ver en español
Texto: Un paseo en bicicleta a la tienda
Marcus fue en bicicleta en línea recta desde su casa hacia una tienda. Una aplicación de ejercicio en su teléfono registró su distancia desde la casa cada pocos segundos. La gráfica muestra su viaje, que tiene cuatro partes, marcadas de la A a la D.
En una gráfica de distancia-tiempo, la pendiente (lo empinada que está la línea) muestra la rapidez. Una línea más empinada significa una mayor rapidez, y una línea plana significa que el objeto no se mueve. La rapidez media se halla dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que tomó.
Pregunta
Haz clic en la parte de la gráfica durante la cual Marcus iba a una rapidez de 5 m/s.
Pista
Halla la rapidez de cada parte en movimiento: cambio en la distancia ÷ cambio en el tiempo.
Pregunta 25 de 36
Colliding Carts
Two carts sit on a smooth, level track. Cart A (2 kg) rolls toward Cart B (1 kg) at 3 m/s. Cart B is at rest. When they collide, a strip of Velcro makes the carts stick together, and they roll away as one unit.
Before the collision
Mass (kg)
Velocity (m/s)
Cart A
2
3 (to the right)
Cart B
1
0
Momentum is mass times velocity: p = mv, measured in kg·m/s. The law of conservation of momentum states that when objects collide and no outside force acts on them, the total momentum after the collision equals the total momentum before it.
Based on the passage, what is the velocity of the two carts together right after the collision?
Pista
Find the total momentum before the collision. After the collision, that same momentum is carried by the combined mass.
Solución paso a paso
Evidence: The table gives Cart A: 2 kg at 3 m/s, and Cart B: 1 kg at 0 m/s. The passage says "the total momentum after the collision equals the total momentum before it," and that the carts "roll away as one unit."
Step by step:
Momentum before: Cart A p = 2 \times 3 = 6 kg·m/s; Cart B p = 1 \times 0 = 0. Total = 6 kg·m/s.
After the collision, the carts move together with a combined mass of 2 + 1 = 3 kg.
Conservation of momentum: 3 \times v = 6, so
v = \frac{6\text{ kg}\cdot\text{m/s}}{3\text{ kg}} = 2\text{ m/s (to the right)}
Reasonableness: the pair must move slower than Cart A did, because the same momentum is now shared by more mass. 2 m/s < 3 m/s. ✓
The answer is 2 m/s to the right.
Tip: In "stick together" collisions: total momentum before ÷ total mass after = shared velocity. Do not simply average the two speeds.
Explicación
Evidencia: La tabla da el carrito A: 2 kg a 3 m/s, y el carrito B: 1 kg a 0 m/s. El texto dice que "la cantidad de movimiento total después del choque es igual a la cantidad de movimiento total antes del choque" y que los carritos "se alejan rodando como una sola unidad".
Paso a paso:
Cantidad de movimiento antes: carrito A p = 2 \times 3 = 6 kg·m/s; carrito B p = 1 \times 0 = 0. Total = 6 kg·m/s.
Después del choque, los carritos se mueven juntos con una masa combinada de 2 + 1 = 3 kg.
Conservación de la cantidad de movimiento: 3 \times v = 6, así que
v = \frac{6\text{ kg}\cdot\text{m/s}}{3\text{ kg}} = 2\text{ m/s (hacia la derecha)}
Comprobación de que es razonable: el par debe moverse más lento que el carrito A, porque la misma cantidad de movimiento ahora se reparte entre más masa. 2 m/s < 3 m/s. ✓
La respuesta es 2 m/s hacia la derecha.
Consejo: En los choques en que los objetos "quedan pegados": cantidad de movimiento total antes ÷ masa total después = velocidad compartida. No promedies simplemente las dos rapideces.
Ver en español
Texto: Choque de carritos
Dos carritos están sobre una pista lisa y plana. El carrito A (2 kg) rueda hacia el carrito B (1 kg) a 3 m/s. El carrito B está en reposo. Cuando chocan, una tira de velcro hace que los carritos se peguen, y se alejan rodando como una sola unidad.
Antes del choque
Masa (kg)
Velocidad (m/s)
Carrito A
2
3 (hacia la derecha)
Carrito B
1
0
El momento es la masa por la velocidad: p = mv, medido en kg·m/s. La ley de conservación del momento dice que cuando los objetos chocan y ninguna fuerza externa actúa sobre ellos, el momento total después del choque es igual al momento total antes del choque.
Pregunta
Según el texto, ¿cuál es la velocidad de los dos carritos juntos justo después del choque?
Opciones
A. 1.5 m/s hacia la derecha
B. 2 m/s hacia la derecha
C. 3 m/s hacia la derecha
D. 6 m/s hacia la derecha
Pista
Halla el momento total antes del choque. Después del choque, ese mismo momento lo lleva la masa combinada.
Pregunta 26 de 36
CompletarLoading a Washing Machine
Two movers need to raise a 600 N washing machine 1.0 m from the street onto the bed of a moving truck. They compare three methods.
Method
Distance the movers' effort moves
Height the machine is raised
Lift it straight up by hand
1.0 m
1.0 m
Push it up a smooth ramp
4.0 m (length of the ramp)
1.0 m
Pull rope through a pulley system with 3 supporting ropes
3.0 m of rope
1.0 m
For a simple machine with no friction, the mechanical advantage (MA) is the effort distance divided by the load distance, and the effort force needed is the load divided by the MA. Work is force times distance, W = Fd. A machine can reduce the force needed, but it cannot reduce the work: without friction, the work put in equals the work done on the load.
Ignore friction. Using the pulley system described in the passage, how much effort force must the movers apply to the rope to raise the washing machine?
N
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Find the MA from the rope distance and the height, then divide the load by the MA.
Solución paso a paso
Evidence: The table shows that with the pulley system the movers pull "3.0 m of rope" to raise the machine 1.0 m, and the passage gives the load as "600 N."
Effort force: \dfrac{\text{load}}{MA} = \dfrac{600\text{ N}}{3} = 200 N.
The movers must pull with 200 N.
Check: Work in = 200\text{ N} \times 3.0\text{ m} = 600 J. Work out = 600\text{ N} \times 1.0\text{ m} = 600 J. They match, as they must with no friction. The 3 supporting ropes also give MA = 3.
Tip: For an ideal pulley system, the MA equals the number of rope segments holding up the load. Check your answer by comparing work in with work out.
Explicación
Evidencia: La tabla muestra que con el sistema de poleas los trabajadores jalan "3.0 m de cuerda" para subir la lavadora 1.0 m, y el texto da la carga como "600 N".
Paso a paso:
Ventaja mecánica: MA = \dfrac{\text{distancia del esfuerzo}}{\text{distancia de la carga}} = \dfrac{3.0\text{ m}}{1.0\text{ m}} = 3.
Fuerza de esfuerzo: \dfrac{\text{carga}}{MA} = \dfrac{600\text{ N}}{3} = 200 N.
Los trabajadores deben jalar con 200 N.
Comprobación: Trabajo aplicado = 200\text{ N} \times 3.0\text{ m} = 600 J. Trabajo realizado = 600\text{ N} \times 1.0\text{ m} = 600 J. Coinciden, como debe ser sin fricción. Las 3 cuerdas que sostienen también dan MA = 3.
Consejo: En un sistema de poleas ideal, la MA es igual al número de tramos de cuerda que sostienen la carga. Comprueba tu respuesta comparando el trabajo aplicado con el trabajo realizado.
Ver en español
Texto: Cargar una lavadora
Dos trabajadores de mudanzas necesitan subir una lavadora de 600 N a 1.0 m de altura, desde la calle hasta la plataforma de un camión de mudanzas. Comparan tres métodos.
Método
Distancia que recorre el esfuerzo de los trabajadores
Altura a la que se sube la máquina
Levantarla en línea recta con las manos
1.0 m
1.0 m
Empujarla por una rampa lisa
4.0 m (largo de la rampa)
1.0 m
Jalar la cuerda de un sistema de poleas con 3 cuerdas que sostienen
3.0 m de cuerda
1.0 m
En una máquina simple sin fricción, la ventaja mecánica (MA) es la distancia del esfuerzo dividida entre la distancia de la carga, y la fuerza de esfuerzo necesaria es la carga dividida entre la MA. El trabajo es la fuerza por la distancia, W = Fd. Una máquina puede reducir la fuerza necesaria, pero no puede reducir el trabajo: sin fricción, el trabajo que se aplica es igual al trabajo realizado sobre la carga.
Pregunta
Ignora la fricción. Usando el sistema de poleas que se describe en el texto, ¿cuánta fuerza de esfuerzo deben aplicar los trabajadores a la cuerda para subir la lavadora?
_____ N
Pista
Halla la MA a partir de la distancia de la cuerda y la altura; luego divide la carga entre la MA.
Pregunta 27 de 36
Loading a Washing Machine
Two movers need to raise a 600 N washing machine 1.0 m from the street onto the bed of a moving truck. They compare three methods.
Method
Distance the movers' effort moves
Height the machine is raised
Lift it straight up by hand
1.0 m
1.0 m
Push it up a smooth ramp
4.0 m (length of the ramp)
1.0 m
Pull rope through a pulley system with 3 supporting ropes
3.0 m of rope
1.0 m
For a simple machine with no friction, the mechanical advantage (MA) is the effort distance divided by the load distance, and the effort force needed is the load divided by the MA. Work is force times distance, W = Fd. A machine can reduce the force needed, but it cannot reduce the work: without friction, the work put in equals the work done on the load.
Ignore friction. How does the work the movers do using the ramp compare with the work they would do lifting the washing machine straight up by hand?
Pista
Compute force × distance for each method. Remember what the passage says machines cannot do.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "A machine can reduce the force needed, but it cannot reduce the work: without friction, the work put in equals the work done on the load." It also gives W = Fd.
Step by step:
By hand: force 600 N over 1.0 m: W = 600 \times 1.0 = 600 J.
Ramp: effort force = 600 \div 4 = 150 N over 4.0 m: W = 150 \times 4.0 = 600 J.
The force is smaller with the ramp, but the distance is larger by the same factor, so the work is the same.
The answer is The work is the same, 600 J, for both methods.
Check: Either way, the machine ends up 1.0 m higher, so the same 600 J of energy is added to it. Energy has to come from somewhere, and the movers supply it.
Tip: Machines change force or distance, not work (ignoring friction). In real life, friction makes the work with a machine slightly more, never less.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "Una máquina puede reducir la fuerza necesaria, pero no puede reducir el trabajo: sin fricción, el trabajo que se aplica es igual al trabajo realizado sobre la carga". También da W = Fd.
Paso a paso:
Con las manos: fuerza de 600 N a lo largo de 1.0 m: W = 600 \times 1.0 = 600 J.
Rampa: fuerza de esfuerzo = 600 \div 4 = 150 N a lo largo de 4.0 m: W = 150 \times 4.0 = 600 J.
Con la rampa la fuerza es menor, pero la distancia es mayor por el mismo factor, así que el trabajo es el mismo.
La respuesta es El trabajo es el mismo, 600 J, con los dos métodos.
Comprobación: De cualquier forma, la lavadora termina 1.0 m más arriba, así que se le agregan los mismos 600 J de energía. La energía tiene que salir de algún lado, y la ponen los trabajadores.
Consejo: Las máquinas cambian la fuerza o la distancia, no el trabajo (sin contar la fricción). En la vida real, la fricción hace que el trabajo con una máquina sea un poco mayor, nunca menor.
Ver en español
Texto: Cargar una lavadora
Dos trabajadores de mudanzas necesitan subir una lavadora de 600 N a 1.0 m de altura, desde la calle hasta la plataforma de un camión de mudanzas. Comparan tres métodos.
Método
Distancia que recorre el esfuerzo de los trabajadores
Altura a la que se sube la máquina
Levantarla en línea recta con las manos
1.0 m
1.0 m
Empujarla por una rampa lisa
4.0 m (largo de la rampa)
1.0 m
Jalar la cuerda de un sistema de poleas con 3 cuerdas que sostienen
3.0 m de cuerda
1.0 m
En una máquina simple sin fricción, la ventaja mecánica (MA) es la distancia del esfuerzo dividida entre la distancia de la carga, y la fuerza de esfuerzo necesaria es la carga dividida entre la MA. El trabajo es la fuerza por la distancia, W = Fd. Una máquina puede reducir la fuerza necesaria, pero no puede reducir el trabajo: sin fricción, el trabajo que se aplica es igual al trabajo realizado sobre la carga.
Pregunta
Ignora la fricción. ¿Cómo se compara el trabajo que hacen los trabajadores con la rampa con el trabajo que harían al levantar la lavadora en línea recta con las manos?
Opciones
A. Con la rampa se necesita la cuarta parte del trabajo: 150 J en vez de 600 J.
B. El trabajo es el mismo, 600 J, con los dos métodos.
C. Con la rampa se necesita cuatro veces más trabajo: 2,400 J en vez de 600 J.
D. Con la rampa no se realiza trabajo porque la máquina no se levanta en línea recta.
Pista
Calcula fuerza × distancia para cada método. Recuerda lo que dice el texto que las máquinas no pueden hacer.
Pregunta 28 de 36
A City Bus Between Stops
A transit engineer used a sensor to record the velocity of a city bus as it traveled along a straight street from one stop to the next. The loaded bus has a mass of 11,000 kg. The graph shows the bus's velocity over one minute, divided into four parts labeled P, Q, R and S.
Velocity-time graph of the city bus
On a velocity-time graph, the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration. Acceleration is the change in velocity divided by the time the change takes:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}
A negative acceleration means the bus is slowing down.
What was the bus's acceleration during part R?
Pista
Final velocity minus initial velocity, divided by the time part R lasted. Watch the sign.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows part R starting at 12 m/s at 40 s and ending at 0 m/s at 46 s. The passage says "A negative acceleration means the bus is slowing down."
Divide:
a = \frac{-12\text{ m/s}}{6\text{ s}} = -2.0\ \text{m/s}^2
The acceleration was −2.0 m/s².
Check: The bus loses 2 m/s of speed each second: 12, 10, 8, 6, 4, 2, 0 over 6 seconds. ✓ The negative sign matches the downward slope.
Tip: Always subtract in the order final − initial. When an object slows down, the result is negative.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que la parte R empieza en 12 m/s a los 40 s y termina en 0 m/s a los 46 s. El texto dice: "Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando".
Divide:
a = \frac{-12\text{ m/s}}{6\text{ s}} = -2.0\ \text{m/s}^2
La aceleración fue de −2.0 m/s².
Comprobación: El autobús pierde 2 m/s de rapidez cada segundo: 12, 10, 8, 6, 4, 2, 0 en 6 segundos. ✓ El signo negativo coincide con la línea que baja.
Consejo: Siempre resta en el orden final − inicial. Cuando un objeto frena, el resultado es negativo.
Ver en español
Texto: Un autobús urbano entre paradas
Una ingeniera de transporte usó un sensor para registrar la velocidad de un autobús urbano mientras recorría una calle recta de una parada a la siguiente. El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg. La gráfica muestra la velocidad del autobús durante un minuto, dividida en cuatro partes marcadas P, Q, R y S.
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración. La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo que tarda el cambio:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}
Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando.
Pregunta
¿Cuál fue la aceleración del autobús durante la parte R?
Opciones
A. 2.0 m/s²
B. −0.26 m/s²
C. −2.0 m/s²
D. −72 m/s²
Pista
Velocidad final menos velocidad inicial, dividido entre el tiempo que duró la parte R. Fíjate en el signo.
Pregunta 29 de 36
A Rover on Mars
A space agency is building a robotic rover with a mass of 900 kg. Mass is the amount of matter in an object, measured in kilograms; it does not change from place to place. Weight is the force of gravity on an object, measured in newtons. Weight depends on the strength of gravity where the object is:
W = mg
Location
Gravitational field strength g (m/s²)
Earth
9.8
Mars
3.7
Moon
1.6
Because Mars has weaker gravity, the rover's wheels and springs can be built lighter than they would need to be on Earth.
A science instrument on the rover has a weight of 74 N on Mars. Use the passage.
What would the same instrument weigh on Earth?
Pista
First find the instrument's mass using Mars's g. The mass is the same on Earth.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says mass "does not change from place to place" and gives W = mg, with g = 3.7\ \text{m/s}^2 on Mars and 9.8\ \text{m/s}^2 on Earth.
Step by step:
Find the mass from the Mars weight: m = \dfrac{W}{g} = \dfrac{74\text{ N}}{3.7\ \text{m/s}^2} = 20 kg.
Check: Earth's gravity is about 9.8 \div 3.7 \approx 2.65 times Mars's, and 74 \times 2.65 \approx 196. The Earth weight should be larger, and it is.
Tip: To move a weight from one world to another, go through the mass: divide by the old g, then multiply by the new g.
Explicación
Evidencia: El texto dice que la masa "no cambia de un lugar a otro" y da W = mg, con g = 3.7\ \text{m/s}^2 en Marte y 9.8\ \text{m/s}^2 en la Tierra.
Paso a paso:
Halla la masa a partir del peso en Marte: m = \dfrac{W}{g} = \dfrac{74\text{ N}}{3.7\ \text{m/s}^2} = 20 kg.
La masa sigue siendo de 20 kg en la Tierra.
Halla el peso en la Tierra:
W_{\text{Tierra}} = 20 \times 9.8 = 196\text{ N}
El instrumento pesa 196 N en la Tierra.
Comprobación: La gravedad de la Tierra es unas 9.8 \div 3.7 \approx 2.65 veces la de Marte, y 74 \times 2.65 \approx 196. El peso en la Tierra debe ser mayor, y lo es.
Consejo: Para pasar un peso de un mundo a otro, pasa por la masa: divide entre la g anterior y luego multiplica por la g nueva.
Ver en español
Texto: Un vehículo explorador en Marte
Una agencia espacial está construyendo un vehículo explorador robótico con una masa de 900 kg. La masa es la cantidad de materia de un objeto, medida en kilogramos; no cambia de un lugar a otro. El peso es la fuerza de gravedad sobre un objeto, medida en newtons. El peso depende de la intensidad de la gravedad donde está el objeto:
W = mg
Lugar
Intensidad del campo gravitacional g (m/s²)
Tierra
9.8
Marte
3.7
Luna
1.6
Como Marte tiene una gravedad más débil, las ruedas y los resortes del vehículo se pueden construir más ligeros de lo que necesitarían ser en la Tierra.
Pregunta
Un instrumento científico del vehículo explorador pesa 74 N en Marte. Usa el texto.
¿Cuánto pesaría el mismo instrumento en la Tierra?
Opciones
A. 20 N
B. 28 N
C. 74 N
D. 196 N
Pista
Primero halla la masa del instrumento usando la g de Marte. La masa es la misma en la Tierra.
Pregunta 30 de 36
Pulling a Sled
A parent pulls a child on a sled across level snow, holding the rope parallel to the ground. Together, the sled and child have a mass of 25 kg. The force diagram shows all the forces acting on the sled.
Force diagram of the sled
The net force is the combined effect of all the forces. Forces in opposite directions are subtracted. Newton's first law says an object keeps moving at a constant velocity unless a net force acts on it. Newton's second law says F_{\text{net}} = ma. Newton's third law says that when one object pushes or pulls on a second object, the second object pushes or pulls back on the first with a force of equal size in the opposite direction.
Use the force diagram and Newton's second law, F_{\text{net}} = ma.
What is the acceleration of the sled?
Pista
Use the net force, not just the rope's pull. Use the mass in kilograms, not the weight in newtons.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows a 150 N pull to the right and 40 N of friction to the left; the vertical forces (245 N each) cancel. The passage gives the mass as "25 kg" and Newton's second law as F_{\text{net}} = ma.
Step by step:
Net force: 150 - 40 = 110 N to the right.
Solve for acceleration: a = \dfrac{F_{\text{net}}}{m}.
Substitute:
a = \frac{110\text{ N}}{25\text{ kg}} = 4.4\ \text{m/s}^2
The sled accelerates at 4.4 m/s² to the right.
Check:25 \times 4.4 = 110 N, which equals the net force. ✓
Tip: Newton's second law uses the net force. Find it first, then divide by the mass.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra un jalón de 150 N hacia la derecha y una fricción de 40 N hacia la izquierda; las fuerzas verticales (245 N cada una) se cancelan. El texto da la masa como "25 kg" y la segunda ley de Newton como F_{\text{net}} = ma.
Paso a paso:
Fuerza neta: 150 - 40 = 110 N hacia la derecha.
Despeja la aceleración: a = \dfrac{F_{\text{net}}}{m}.
Sustituye:
a = \frac{110\text{ N}}{25\text{ kg}} = 4.4\ \text{m/s}^2
El trineo acelera a 4.4 m/s² hacia la derecha.
Comprobación:25 \times 4.4 = 110 N, que es igual a la fuerza neta. ✓
Consejo: La segunda ley de Newton usa la fuerza neta. Hállala primero y luego divide entre la masa.
Ver en español
Texto: Jalar un trineo
Un padre jala a un niño en un trineo por nieve plana, sosteniendo la cuerda paralela al suelo. Juntos, el trineo y el niño tienen una masa de 25 kg. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre el trineo.
La fuerza neta es el efecto combinado de todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. La primera ley de Newton dice que un objeto sigue moviéndose a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza neta. La segunda ley de Newton dice que F_{\text{net}} = ma. La tercera ley de Newton dice que cuando un objeto empuja o jala a un segundo objeto, el segundo objeto empuja o jala al primero con una fuerza del mismo tamaño en la dirección opuesta.
Pregunta
Usa el diagrama de fuerzas y la segunda ley de Newton, F_{\text{net}} = ma.
¿Cuál es la aceleración del trineo?
Opciones
A. 4.4 m/s²
B. 6.0 m/s²
C. 7.6 m/s²
D. 9.8 m/s²
Pista
Usa la fuerza neta, no solo el jalón de la cuerda. Usa la masa en kilogramos, no el peso en newtons.
Pregunta 31 de 36
Pulling a Sled
A parent pulls a child on a sled across level snow, holding the rope parallel to the ground. Together, the sled and child have a mass of 25 kg. The force diagram shows all the forces acting on the sled.
Force diagram of the sled
The net force is the combined effect of all the forces. Forces in opposite directions are subtracted. Newton's first law says an object keeps moving at a constant velocity unless a net force acts on it. Newton's second law says F_{\text{net}} = ma. Newton's third law says that when one object pushes or pulls on a second object, the second object pushes or pulls back on the first with a force of equal size in the opposite direction.
Once the sled is moving, the parent wants it to keep going at a constant velocity across the same snow. The friction force stays at 40 N.
How hard should the parent pull on the rope?
Pista
Constant velocity means zero acceleration. What must the net force be?
Solución paso a paso
Evidence: The passage states Newton's first law: "an object keeps moving at a constant velocity unless a net force acts on it." The diagram shows friction of 40 N acting backward on the sled.
Step by step:
Constant velocity means no acceleration, so by F_{\text{net}} = ma, the net force must be zero.
Horizontally, only the rope pull and friction act. For them to cancel, they must be equal in size:
F_{\text{pull}} - 40\text{ N} = 0 \quad\Rightarrow\quad F_{\text{pull}} = 40\text{ N}
A pull of 0 N would leave friction unbalanced, and the sled would slow down and stop. A pull of 150 N would keep it speeding up.
The parent should pull with 40 N.
Check: With 40 N forward and 40 N backward, the forces are balanced, and a moving object with balanced forces keeps moving steadily.
Tip: Balanced forces do not mean not moving. They mean no change in motion. A moving object needs a forward force only to cancel friction.
Explicación
Evidencia: El texto enuncia la primera ley de Newton: "un objeto sigue moviéndose a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza neta". El diagrama muestra una fricción de 40 N que actúa hacia atrás sobre el trineo.
Paso a paso:
Velocidad constante significa que no hay aceleración, así que, por F_{\text{net}} = ma, la fuerza neta tiene que ser cero.
En la horizontal solo actúan el jalón de la cuerda y la fricción. Para que se cancelen, tienen que ser del mismo tamaño:
F_{\text{jalón}} - 40\text{ N} = 0 \quad\Rightarrow\quad F_{\text{jalón}} = 40\text{ N}
Con un jalón de 0 N, la fricción quedaría sin equilibrar, y el trineo se frenaría hasta detenerse. Con un jalón de 150 N seguiría aumentando su rapidez.
El padre debe jalar con 40 N.
Comprobación: Con 40 N hacia adelante y 40 N hacia atrás, las fuerzas están equilibradas, y un objeto en movimiento con fuerzas equilibradas sigue moviéndose de forma constante.
Consejo: Fuerzas equilibradas no significa sin moverse. Significa sin cambio en el movimiento. Un objeto en movimiento necesita una fuerza hacia adelante solo para cancelar la fricción.
Ver en español
Texto: Jalar un trineo
Un padre jala a un niño en un trineo por nieve plana, sosteniendo la cuerda paralela al suelo. Juntos, el trineo y el niño tienen una masa de 25 kg. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre el trineo.
La fuerza neta es el efecto combinado de todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. La primera ley de Newton dice que un objeto sigue moviéndose a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza neta. La segunda ley de Newton dice que F_{\text{net}} = ma. La tercera ley de Newton dice que cuando un objeto empuja o jala a un segundo objeto, el segundo objeto empuja o jala al primero con una fuerza del mismo tamaño en la dirección opuesta.
Pregunta
Una vez que el trineo está en movimiento, el padre quiere que siga avanzando a velocidad constante por la misma nieve. La fuerza de fricción sigue siendo de 40 N.
¿Con cuánta fuerza debe jalar la cuerda el padre?
Opciones
A. 0 N, porque un trineo en movimiento sigue moviéndose por sí solo
B. 40 N, para que el jalón equilibre exactamente la fricción
C. 150 N, porque una fuerza constante produce una velocidad constante
D. 245 N, para que el jalón equilibre la gravedad
Pista
Velocidad constante significa aceleración cero. ¿Cuánto debe ser la fuerza neta?
Pregunta 32 de 36
CompletarA City Bus Between Stops
A transit engineer used a sensor to record the velocity of a city bus as it traveled along a straight street from one stop to the next. The loaded bus has a mass of 11,000 kg. The graph shows the bus's velocity over one minute, divided into four parts labeled P, Q, R and S.
Velocity-time graph of the city bus
On a velocity-time graph, the height of the line shows how fast the bus is moving, and the slope shows its acceleration. Acceleration is the change in velocity divided by the time the change takes:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{initial}}}{t}
A negative acceleration means the bus is slowing down.
Use the graph, the passage and Newton's second law, F_{\text{net}} = ma.
What net force acted on the bus during part P?
N
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
First find the acceleration in part P from the graph. Then multiply by the bus's mass.
Solución paso a paso
Evidence: The passage gives the bus's mass: "The loaded bus has a mass of 11,000 kg." The graph shows part P going from 0 m/s at 0 s to 12 m/s at 10 s.
Step by step:
Acceleration in part P: a = \dfrac{12 - 0}{10} = 1.2\ \text{m/s}^2.
Newton's second law:
F_{\text{net}} = ma = 11{,}000\text{ kg} \times 1.2\ \text{m/s}^2 = 13{,}200\text{ N}
The net force was 13,200 N (forward).
Check:13{,}200 \div 11{,}000 = 1.2 m/s², the slope of part P. ✓ Using the velocity (12 m/s) instead of the acceleration would give 132,000 N, ten times too large.
Tip: Multi-step questions often hide one formula inside another. Get the acceleration from the graph's slope first, then plug it into F = ma.
Explicación
Evidencia: El texto da la masa del autobús: "El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg". La gráfica muestra que la parte P va de 0 m/s a los 0 s a 12 m/s a los 10 s.
Paso a paso:
Aceleración en la parte P: a = \dfrac{12 - 0}{10} = 1.2\ \text{m/s}^2.
Segunda ley de Newton:
F_{\text{net}} = ma = 11{,}000\text{ kg} \times 1.2\ \text{m/s}^2 = 13{,}200\text{ N}
La fuerza neta fue de 13,200 N (hacia adelante).
Comprobación:13{,}200 \div 11{,}000 = 1.2 m/s², la pendiente de la parte P. ✓ Si usaras la velocidad (12 m/s) en lugar de la aceleración obtendrías 132,000 N, diez veces más de lo correcto.
Consejo: Las preguntas de varios pasos a menudo esconden una fórmula dentro de otra. Primero obtén la aceleración a partir de la pendiente de la gráfica y luego sustitúyela en F = ma.
Ver en español
Texto: Un autobús urbano entre paradas
Una ingeniera de transporte usó un sensor para registrar la velocidad de un autobús urbano mientras recorría una calle recta de una parada a la siguiente. El autobús cargado tiene una masa de 11,000 kg. La gráfica muestra la velocidad del autobús durante un minuto, dividida en cuatro partes marcadas P, Q, R y S.
En una gráfica de velocidad-tiempo, la altura de la línea muestra qué tan rápido se mueve el autobús, y la pendiente muestra su aceleración. La aceleración es el cambio de velocidad dividido entre el tiempo que tarda el cambio:
a = \frac{v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}}}{t}
Una aceleración negativa significa que el autobús está frenando.
Pregunta
Usa la gráfica, el texto y la segunda ley de Newton, F_{\text{net}} = ma.
¿Qué fuerza neta actuó sobre el autobús durante la parte P?
_____ N
Pista
Primero halla en la gráfica la aceleración de la parte P. Luego multiplícala por la masa del autobús.
Pregunta 33 de 36
CompletarSliding a Box Across the Floor
A warehouse worker pushes a 15 kg box across a level concrete floor. The force diagram shows all the forces acting on the box while it is being pushed.
Force diagram of the box
The net force is the overall force after all the forces are combined. Forces in opposite directions are subtracted. Here, the upward normal force from the floor and the downward pull of gravity are equal, so they cancel. Only the horizontal forces are unbalanced. An unbalanced (nonzero) net force makes an object speed up, slow down or change direction.
Work is done when a force moves an object through a distance in the direction of the force: W = Fd, where W is work in joules (J), F is force in newtons and d is distance in meters.
Use the force diagram and Newton's second law, F = ma, where F is the net force.
What is the acceleration of the box while the worker pushes it?
m/s²
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Two steps: first combine the horizontal forces to find the net force, then use the box's mass.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows a 50 N push to the right and 20 N of friction to the left on a "15 kg box." The passage says the vertical forces "are equal, so they cancel" and that "Forces in opposite directions are subtracted."
Step by step:
Net force: 50 - 20 = 30 N to the right (vertical forces cancel).
Rearrange F = ma: a = \dfrac{F}{m}.
Substitute the net force and the mass:
a = \frac{30\text{ N}}{15\text{ kg}} = 2\text{ m/s}^2
Trap check: using the push alone gives \dfrac{50}{15} \approx 3.3 m/s², and using the weight (147 N) makes no sense here because gravity is canceled by the floor.
The box accelerates at 2 m/s² to the right.
Tip: In F = ma, F always means the net force. Find it first from the diagram, then divide by the mass.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra un empuje de 50 N hacia la derecha y una fricción de 20 N hacia la izquierda sobre una "caja de 15 kg". El texto dice que las fuerzas verticales "son iguales, así que se cancelan" y que "las fuerzas en sentidos opuestos se restan".
Paso a paso:
Fuerza neta: 50 - 20 = 30 N hacia la derecha (las fuerzas verticales se cancelan).
Reorganiza F = ma: a = \dfrac{F}{m}.
Sustituye la fuerza neta y la masa:
a = \frac{30\text{ N}}{15\text{ kg}} = 2\text{ m/s}^2
Revisión de trampas: usar solo el empuje da \dfrac{50}{15} \approx 3.3 m/s², y usar el peso (147 N) no tiene sentido aquí, porque el piso cancela la gravedad.
La caja acelera a 2 m/s² hacia la derecha.
Consejo: En F = ma, F siempre significa la fuerza neta. Encuéntrala primero en el diagrama y luego divide entre la masa.
Ver en español
Texto: Deslizar una caja por el piso
Un trabajador de un almacén empuja una caja de 15 kg por un piso de concreto plano. El diagrama de fuerzas muestra todas las fuerzas que actúan sobre la caja mientras la empujan.
La fuerza neta es la fuerza total después de combinar todas las fuerzas. Las fuerzas en direcciones opuestas se restan. Aquí, la fuerza normal del piso hacia arriba y la atracción de la gravedad hacia abajo son iguales, así que se cancelan. Solo las fuerzas horizontales están desequilibradas. Una fuerza neta desequilibrada (distinta de cero) hace que un objeto aumente su rapidez, frene o cambie de dirección.
Se realiza trabajo cuando una fuerza mueve un objeto cierta distancia en la dirección de la fuerza: W = Fd, donde W es el trabajo en julios (J), F es la fuerza en newtons y d es la distancia en metros.
Pregunta
Usa el diagrama de fuerzas y la segunda ley de Newton, F = ma, donde F es la fuerza neta.
¿Cuál es la aceleración de la caja mientras el trabajador la empuja?
_____ m/s²
Pista
Dos pasos: primero combina las fuerzas horizontales para hallar la fuerza neta y luego usa la masa de la caja.
Pregunta 34 de 36
CompletarTesting a Delivery Drone
A delivery company tested a drone on a straight route between its warehouse and a customer's house. The table shows the three legs of the test trip.
Leg
What the drone did
Distance (m)
Time (s)
1
Flew from the warehouse to the house
1,800
120
2
Hovered while lowering the package
0
60
3
Flew back to the warehouse against the wind
1,800
180
Speed is distance divided by time: v = \dfrac{d}{t}. The average speed for a whole trip is the total distance traveled divided by the total time, including any time spent not moving.
On a second test, the drone flies the same route (1,800 m to the house and 1,800 m back) and again hovers for 60 s while lowering the package. This time its average speed for the whole trip is 12 m/s.
How many seconds did the drone spend flying (not hovering) on the second test?
s
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Use the average speed to find the total time for the trip first. Then remove the hover time.
Solución paso a paso
Evidence: The passage defines average speed as "the total distance traveled divided by the total time, including any time spent not moving." The route is 1,800 m each way, and the hover lasts 60 s.
Step by step:
Total distance: 1{,}800 + 1{,}800 = 3{,}600 m.
Rearrange v_{\text{avg}} = \dfrac{d_{\text{total}}}{t_{\text{total}}} to find the total time:
t_{\text{total}} = \frac{3{,}600\text{ m}}{12\text{ m/s}} = 300\text{ s}
The total includes the 60 s hover, so the flying time is:
300 - 60 = 240\text{ s}
The drone spent 240 s flying.
Check:3{,}600 \div (240 + 60) = 3{,}600 \div 300 = 12 m/s. ✓ The answer of 300 s would include the hover, which the question excludes.
Tip: In work backwards average-speed problems, find the total time first, then subtract any time spent stopped.
Explicación
Evidencia: El texto define la rapidez media como "la distancia total recorrida dividida entre el tiempo total, incluido el tiempo sin moverse". La ruta es de 1,800 m de ida y 1,800 m de regreso, y el tiempo suspendido en el aire es de 60 s.
Paso a paso:
Distancia total: 1{,}800 + 1{,}800 = 3{,}600 m.
Despeja en v_{\text{media}} = \dfrac{d_{\text{total}}}{t_{\text{total}}} para hallar el tiempo total:
t_{\text{total}} = \frac{3{,}600\text{ m}}{12\text{ m/s}} = 300\text{ s}
El total incluye los 60 s suspendido en el aire, así que el tiempo de vuelo es:
300 - 60 = 240\text{ s}
El dron pasó 240 s volando.
Comprobación:3{,}600 \div (240 + 60) = 3{,}600 \div 300 = 12 m/s. ✓ La respuesta de 300 s incluiría el tiempo suspendido, que la pregunta excluye.
Consejo: En los problemas de rapidez media en los que trabajas al revés, halla primero el tiempo total y luego resta el tiempo que estuvo detenido.
Ver en español
Texto: Prueba de un dron de reparto
Una empresa de reparto probó un dron en una ruta recta entre su almacén y la casa de un cliente. La tabla muestra los tres tramos del viaje de prueba.
Tramo
Lo que hizo el dron
Distancia (m)
Tiempo (s)
1
Voló del almacén a la casa
1,800
120
2
Se quedó suspendido en el aire mientras bajaba el paquete
0
60
3
Voló de regreso al almacén contra el viento
1,800
180
La rapidez es la distancia dividida entre el tiempo: v = \dfrac{d}{t}. La rapidez media de todo un viaje es la distancia total recorrida dividida entre el tiempo total, incluido el tiempo sin moverse.
Pregunta
En una segunda prueba, el dron vuela la misma ruta (1,800 m hasta la casa y 1,800 m de regreso) y otra vez se queda suspendido en el aire 60 s mientras baja el paquete. Esta vez su rapidez media en todo el viaje es de 12 m/s.
¿Cuántos segundos pasó el dron volando (sin quedarse suspendido) en la segunda prueba?
_____ s
Pista
Primero usa la rapidez media para hallar el tiempo total del viaje. Luego quita el tiempo que estuvo suspendido.
Pregunta 35 de 36
Completar
Two ice skaters stand still, facing each other on smooth ice. Skater A has a mass of 60 kg and skater B has a mass of 40 kg. They push off each other's hands. Right afterward, skater A glides backward at 2.0 m/s.
Momentum is p = mv, and the total momentum of the two skaters is conserved. At what speed does skater B glide away in the opposite direction?
m/s
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Before the push, both skaters are still. What is the total momentum then? After the push, the two momenta must add to that same total.
Solución paso a paso
Evidence: The stem says both skaters "stand still" before the push and that total momentum is conserved. Skater A: 60 kg, 2.0 m/s after the push. Skater B: 40 kg.
Step by step:
Before: both are at rest, so total momentum = 0.
After: the total must still be 0, so the two momenta are equal in size and opposite in direction.
Skater B must have 120 kg m/s in the opposite direction:
40 \times v_B = 120 \quad\Rightarrow\quad v_B = \frac{120}{40} = 3.0\text{ m/s}
Skater B glides away at 3.0 m/s.
Check:60 \times 2.0 = 40 \times 3.0 = 120. The lighter skater moves faster, which makes sense: the same push sends a smaller mass off at a higher speed.
Tip: When objects start at rest and push apart, their momenta must cancel. Set m_1 v_1 = m_2 v_2 and solve for the missing value.
Explicación
Evidencia: El enunciado dice que los dos patinadores "están quietos" antes de empujarse y que el momento lineal total se conserva. Patinador A: 60 kg, 2.0 m/s después del empujón. Patinador B: 40 kg.
Paso a paso:
Antes: los dos están en reposo, así que el momento lineal total = 0.
Después: el total tiene que seguir siendo 0, así que los dos momentos son del mismo tamaño y en direcciones opuestas.
Momento lineal del patinador A: p_A = 60 \times 2.0 = 120 kg m/s.
El patinador B tiene que tener 120 kg m/s en la dirección opuesta:
40 \times v_B = 120 \quad\Rightarrow\quad v_B = \frac{120}{40} = 3.0\text{ m/s}
El patinador B se aleja deslizándose a 3.0 m/s.
Comprobación:60 \times 2.0 = 40 \times 3.0 = 120. El patinador más ligero se mueve más rápido, lo cual tiene sentido: el mismo empujón hace que una masa más pequeña salga a mayor rapidez.
Consejo: Cuando dos objetos empiezan en reposo y se empujan para separarse, sus momentos lineales se tienen que cancelar. Plantea m_1 v_1 = m_2 v_2 y despeja el valor que falta.
Ver en español
Pregunta
Dos patinadores sobre hielo están quietos, frente a frente, sobre hielo liso. El patinador A tiene una masa de 60 kg y el patinador B tiene una masa de 40 kg. Se empujan de las manos. Justo después, el patinador A se desliza hacia atrás a 2.0 m/s.
El momento lineal es p = mv, y el momento lineal total de los dos patinadores se conserva. ¿A qué rapidez se aleja deslizándose el patinador B en la dirección opuesta?
_____ m/s
Pista
Antes del empujón, los dos patinadores están quietos. ¿Cuál es entonces el momento lineal total? Después del empujón, los dos momentos deben sumar ese mismo total.
Pregunta 36 de 36
Two freight elevators in a building are tested. Work done lifting a load is W = mgh (with g = 9.8\ \text{m/s}^2), and power is P = \dfrac{W}{t}.
Elevator
Load mass (kg)
Height raised (m)
Time (s)
X
800
20
16
Y
1,000
15
10
Which statement is correct?
Pista
Find the work for each elevator first, then the power. More work does not automatically mean more power.
Solución paso a paso
Evidence: The table gives the load, height and time for each elevator, and the stem gives W = mgh and P = \dfrac{W}{t}.
Step by step:
Work, elevator X:800 \times 9.8 \times 20 = 156{,}800 J.
Work, elevator Y:1{,}000 \times 9.8 \times 15 = 147{,}000 J.
Power, X:156{,}800 \div 16 = 9{,}800 W.
Power, Y:147{,}000 \div 10 = 14{,}700 W.
So X does more work, but Y has more power, because Y finishes its job in much less time.
The answer is Elevator X does more work, but elevator Y delivers more power.
Check: Y lifts a heavier load a shorter distance, so the work is close (147,000 J vs 156,800 J), but Y takes only 10 s instead of 16 s. Speed of doing work is what power measures.
Tip: Work is how much energy is transferred; power is how fast. Always compute both before comparing.
Explicación
Evidencia: La tabla da la carga, la altura y el tiempo de cada montacargas, y el enunciado da W = mgh y P = \dfrac{W}{t}.
Paso a paso:
Trabajo, montacargas X:800 \times 9.8 \times 20 = 156{,}800 J.
Trabajo, montacargas Y:1{,}000 \times 9.8 \times 15 = 147{,}000 J.
Potencia, X:156{,}800 \div 16 = 9{,}800 W.
Potencia, Y:147{,}000 \div 10 = 14{,}700 W.
Así que X realiza más trabajo, pero Y tiene más potencia, porque Y termina su tarea en mucho menos tiempo.
La respuesta es El montacargas X realiza más trabajo, pero el montacargas Y entrega más potencia.
Comprobación: Y sube una carga más pesada a una distancia más corta, así que el trabajo es parecido (147,000 J contra 156,800 J), pero Y tarda solo 10 s en lugar de 16 s. La potencia mide qué tan rápido se realiza el trabajo.
Consejo: El trabajo es cuánta energía se transfiere; la potencia es qué tan rápido. Siempre calcula los dos antes de comparar.
Ver en español
Pregunta
Se prueban dos montacargas de un edificio. El trabajo realizado al levantar una carga es W = mgh (con g = 9.8\ \text{m/s}^2), y la potencia es P = \dfrac{W}{t}.
Montacargas
Masa de la carga (kg)
Altura que sube (m)
Tiempo (s)
X
800
20
16
Y
1,000
15
10
¿Qué enunciado es correcto?
Opciones
A. El montacargas X realiza más trabajo y entrega más potencia.
B. El montacargas Y realiza más trabajo y entrega más potencia.
C. El montacargas X realiza más trabajo, pero el montacargas Y entrega más potencia.
D. Los dos montacargas entregan la misma potencia porque realizan casi el mismo trabajo.
Pista
Primero halla el trabajo de cada montacargas y luego la potencia. Más trabajo no significa automáticamente más potencia.