divendres, 24 de maig de 2013

Estudiem la xarxa elèctrica d’una ciutat!



Al acabar la nostra carrera d’enginyeria urbanística, com que som uns estudiants excel·lents i tenim uns coneixements de física i d’electrònica estratosfèrics, una petita ciutat dels afores de la ciutat de Manchester ens ha demanat que dissenyem l’entramat elèctric del seu municipi que englobi semàfors i fanals utilitzant un cable de coure de resistivitat 0,017 Ω·mm²/m. Nosaltres, ideem un esquema i hi anotem les dades en llapis perquè malgrat saber-ne molt som descuidats a l’hora de calcular els valors adequats. Després abandonem l’esquema a un racó de l’estudi. A falta d’una setmana per entregar el projecte l’alcalde ens truca i ens diu que necessita el projecte per l’endemà. Nosaltres, confiats anem a buscar l’esquema i ens n’adonem de que algunes mesures d’aquest s’han esborrat perquè estaven a llapis. Després de lamentar-nos durant deu minuts tornem a la feina per refer allò perdut.


a.      Troba les magnituds que se’ns han esborrat tenint en compte que s’ha usat 1 km de cable de diàmetre 5 cm, que els fanals s’encenen a partir de les 21:00 fins les 8:00 i que el circuit es troba connectat a una tensió de 220 V. A més, també hauràs de tenir en compte el parquímetre i la cabina de telèfon que s’han instal·lat al circuit.

        RTOTAL
        Intensitat total del circuit a les 12:30 i a les 22:20.


b.      Quin creus que podria ser el defecte del circuit que agrupa els fanals? Raona la teva resposta.


c.       Determina la potència elèctrica instal·lada del circuit i digues també quanta potència es consumirà si a causa de l’efecte Joule el rendiment és del 86%.




Javier González
Jordi Galí
Víctor Escala
1r Batxillerat A

Houston, concurs de bombetes!

És la setmana de la ciència a Casp, i en Pau, l’Eladi i la Berta han decidit exposar els seus circuits elèctrics. Els nois, entre ells, competeixen pel circuit amb la bombeta més brillant. Els circuits són els següents:


PAU:
Circuit en sèrie
Pila de 10’5 volts i 1Ω
Primera bombeta de 2Ω i segona bombeta de 4Ω

ELADI:
Circuit en sèrie
Pila de 10’5V i 1,5Ω
Primera bombeta d’1Ω i segona bombeta de 5Ω

BERTA:
Circuit en paral·lel

Pila 10,5 volts i sense resistència
Dues bombetes en paral·lel de 6Ω

1. En encendre els interruptors, quin dels dos nois sortirà guanyant de la “competició”?

2. Amb la intenció d’omplir unes fitxes informatives, els tres nois necessiten calcular la intensitat de corrent dels seus circuits. En Pau, amb clares intencions competitives, deixa a l’Eladi un amperímetre espatllat que oposa una resistència de 2Ω.


a) Quines seran les intensitats de corrent de cada circuit (el valor màxim en el cas de la Berta)?
b) Entre els nois, continua guanyant el mateix que abans pel que fa a la bombeta més brillant?

3. Amb quina potència brillarà cadascuna de les bombetes del circuit en paral·lel?


Sílvia Cano
Júlia Gómez
1r Batx B

Houston, ens electrocutem!

A partir del circuit mostrat en la imatge anterior, responeu a les preguntes següents:

a) Quin seria el valor de la resistència equivalent de tot el circuit?
b) Quina és la intensitat que passa per els amperímetres 1,2 i 3?
c) Quina serà la resistència que es calentarà més?

Alejandro Jiménez
Alejandro Álvarez
1r Batx A


Houston, tenim un circuit!


A) Calcula la resistència i l'intensitat total del circuit
B) Calcula el voltatge en cada resistència
C) Calcula la potència total del circuit

Resultats:
A) Intensitat total: 8,22A Resistència total: 24,33Homs
C) Potència total: 1644W


Jordi Pompido i David Ezquerro

dijous, 23 de maig de 2013

Houston, en Joan s'avorreix massa!


En Joan és sol a casa, avorrit de no fer res. Com que és un gran amant de l’electrotècnia, decideix posar-se a calcular diferents aspectes del circuit elèctric de casa seva.  Aquest circuit queda representat per l’esquema següent:



*CAL TENIR EN COMPTE QUE ELS CIRCUITS ELÈCTRICS DOMÈSTICS SÓN EN PARAL·LEL (tot     està pensat per 220V). Si erròniament consideréssim que es tracta d’un circuit en sèrie, això implicaria que no a tot arreu arriba aquesta tensió.

1)      En primer lloc decideix calcular la resistència equivalent generada per les bombetes si totes aquestes fossin incandescents. Sap que aquest tipus de bombetes consumeixen, cada una, una intensitat de 272,7mA.

2)      Per altra banda, amb totes les bombetes enceses a l’hora, decideix comparar la potència consumida si les bombetes fossin incandescents o si fossin bombetes LED. Cada bombeta LED consumeix una intensitat de 50mA.

3)      Finalment,  ara decideix apagar totes les bombetes i connectar una estufa elèctrica de 2000W a l’última habitació. Gràcies a les seves antigues investigacions, en Joan sap que la distància de cable que separa l’inici del circuit del final és de 50m, que la secció del cable és de 2mm2 i que la resistivitat del coure, material del qual està fet el cable en qüestió, és de 17 · 10 -9 Ω·m. Quina tensió es perd al cable i quina arriba a l’estufa?

dijous, 16 de maig de 2013

Houston, que no se'ns mori de gana!

El nostre ninja té una missió molt important a la qual no pot faltar però no pot deixar el seu animal sol a casa, ja que aquest no controla les seves dosis de menjar. Per tant aprofita el seu llança-estrelles amb temporitzador per crear un circuit per que l'alimenti quan calgui.
Disposa d'un llança-estrelles que consumeix 500W de potència amb un rendiment del 70% i que llança les estrelles (de 0'2kg) amb una força de 17'5N. Aquestes xoquen contra una placa de fusta (de 2 kg) a la que queden unides, de manera que aquest conjunt xoca elàsticament contra la bola de menjar (de 0'5kg). A continuació aquesta cau per una rampa i des del final de la rampa fins a la gàbia recorre 14'5m, aturant-se justament davant la gàbia de la seva mascota. Si aquest últim tram (des del peu de la rampa fins la gàbia) presenta un coeficient de fregament de 0'1, a quina altura ha de col·locar la bola de menjar per tal que l'animal pugui alimentar-se?



Jiaming Chen
Alba Larrosa
1r Batxillerat B

Houston tenim una bomba d'aigua !


En Joan és un pagès del Segrià que utilitza una bomba per extreure l’aigua d’un pou i així poder regar els seus camps. Aquest any està decidit a renovar-la ja que el rendiment d’aquesta no arriba al 60%. En vol una que el seu rendiment sigui, com a mínim del 75%. El pou del Joan té una profunditat de 18 metres i amb la bomba extreu una mitjana de 150 L cada minut. Calcula:


a) El treball que realitza una bomba en els dominis d’en Joan cada minut.


b) La potència que realitza aquesta bomba cada minut.


c) La mínima potència que haurà de tenir la bomba nova d’en Joan.





Jordi Barbany 
Josep Mª Rovira
1r BATX A

Houston fem una màquina Rube Goldberg


En Marc és a casa avorrit i decideix crear una petita màquina de Rube Goldberg. Aquesta màquina consisteix en fer una feina molt senzilla d’una forma molt enrevessada. El sistema que dissenya en Marc és el següent:
Tenim un motor de 10 cm de diàmetre que gira a una revolució per segon. Aquest motor fa que una corda de 2,5 m de llargada s’enrotlli. Al cap de 3 segons, la corda es trenca i fa que la pilota lligada al final de la corda caigui. Aquesta pilota cau a sobre un pla inclinat de 0,5 m d’alçada que sense fregament modifica la trajectòria de la pilota i no produeix un moviment parabòlic. La pilota xoca contra una altra pilota de la mateixa massa, 0,5 kg, que es troba aturada, i retorna a 1 metre per segon. Just en aquest nou punt, la nova pilota passa per una superfície més rugosa amb un coeficient de fregament de 0,2. Si 3 metres més enllà hi ha una porteria amb un paper que la cobreix, i per trencar el paper es necessita una velocitat de 5 m/s, la pilota entra?






Els de "Redbull" també han volgut fer la seva pròpia versió, la voleu veure?






Jaume Ribas
Nil Torres

1r Batxillerat A



Resolució del problema:









Houston, fem nostra fugida



Després d’haver salvat al món dels malefactors James Bond tracta de fer la seva fugida, però per fer-ho ha de passar per un pla inclinat on es troba un vagó de 20 tones que es troba a 20 metres d'alçada. El nostre heroi trenca els frens amb el seu bolígraf làser, la qual cosa causa el descens del vagó. Una vegada arribat en el tram  horitzontal es troba amb  un altre vagó parat de massa 10 tones. Tots dos xoquen i són emportats i dirigits cap a la dreta del pendent per la qual es pugen fins a una certa alçada fins a parar. Per arribar a la corda que penja d’un helicòpter a l’altre pla inclinat els vagons han de arribar com a mínim a una alçada de 8m. Es considera que el forca de fregament es nul·la en tots els trams. Calculeu:

         a)La velocitat quan arriba al tram horitzontal 
         b)L’alçada que arriba i digues si el nostre heroi aconsegueix fer la seva fugida. 
         c)La energia final. Hi ha hagut variació d’energia ?










Muhammad Ali Bukhari
Alex Masnou
1 Batxillerat B

divendres, 3 de maig de 2013

Houston, pilotes van!

-->
Un camió transporta pilotes de diferents mides per una carretera amb moltes pujades i baixades. Es guia a través de un gps. Abans de fer una petita baixada per desprès pujar el triple amb un angle de 30 graus, el gps fica que estan a 15 metres per sobre del nivell del mar. Desprès de la pujada, a 24 metres per sobre del nivell del mar, toca un pla totalment horitzontal en el qual hi ha un bot que el conductor no veu i per tant, no li dona temps a frenar. Això provoca que la porta de darrere s’obri i les pilotes surtin disparades cap a direccions diferents. Curiosament, hi ha tres pilotes que van en direcció contrària al camió. Comencen a fer la baixada a una velocitat de 5 m/s (totes), des el principi de la baixada.
a.    Si hi ha un coeficient de fregament de 0’2 amb el terra, arribaran totes amb la mateixa velocitat al final de la baixada? Amb quina/quines?
b.     Si just al final d’aquesta baixada trobem un petit bassal de 1,5 metres de longitud (en l’eix de les x) amb un coeficient de fregament de 0’7 amb quanta energia sortiran del bassal? Dada: les masses són: 200g, 500g i 1 kg.




Carme Perseguer
Mar Torras

Houston, va de ninges!

Hi ha un combat entre dos ninges que es disputen per ser els dominants de la ciutat. Un dels ninges li tira una estrella ninja de 15 grams i a una velocitat de 450 m/s a l’altre ninja i aquest s’amaga dins el container per tal de protegir-se i l'estrella travessa el container de 10 cm de gruix. El container oposa una resistència de 1800N. Calculeu:

a)L’energia cinètica inical de l’estrella
b)El treball que fa la paret del container sobre l’estrella
c) L’energia cinètica i la velocitat amb què surt l’estrella del container










                                                                                                   Marina Montoriol
                                                                                                     Inés López-Dóriga
                                                                                               1r batxillerat B