Pack de Entrenamiento Interactivo · ICFES Saber 11
Conceptos clave, definiciones precisas y fórmulas esenciales para el ICFES
Estudia el movimiento sin analizar sus causas. Las gráficas son fundamentales en el ICFES.
La posición es la ubicación de un objeto en el espacio. El desplazamiento es el cambio de posición, es un vector (tiene dirección).
Es el desplazamiento dividido entre el tiempo. En una gráfica posición-tiempo, es la pendiente de la recta.
Cambio de velocidad en el tiempo. En una gráfica velocidad-tiempo, la pendiente es la aceleración y el área bajo la curva es el desplazamiento.
MRU: velocidad constante, a=0. Gráfica v-t es línea horizontal.
MRUV: aceleración constante. Gráfica v-t es línea inclinada.
| Ley | Nombre | Enunciado clave | Fórmula |
|---|---|---|---|
| 1ª | Inercia | Un objeto en reposo o MRU permanece así a menos que una fuerza neta actúe sobre él. | ΣF = 0 ↔ a = 0 |
| 2ª | Fuerza y Aceleración | La fuerza neta es igual a la masa por la aceleración. Más masa → menos aceleración con la misma fuerza. | F = m × a |
| 3ª | Acción y Reacción | Toda fuerza tiene una fuerza igual y opuesta sobre el otro objeto. Son en objetos distintos. | F₁₂ = −F₂₁ |
Ejemplo: bloque sobre superficie plana con fuerza aplicada
Temperatura: medida del movimiento promedio de las moléculas (estado).
Calor: energía en tránsito entre cuerpos con diferente temperatura (proceso).
Conducción: contacto directo (metales).
Convección: fluidos en movimiento.
Radiación: ondas electromagnéticas (no necesita medio).
Cantidad de calor para cambiar 1 kg de sustancia en 1 °C. El agua tiene calor específico alto (4200 J/kg·°C), por eso tarda en calentar/enfriar.
Al cambiar de fase (fusión, vaporización), la temperatura permanece constante aunque se siga aplicando calor. Ese calor se llama calor latente.
Longitud de onda (λ), frecuencia (f), amplitud y velocidad (v). La relación entre ellas es fundamental.
El rayo rebota en una superficie. El ángulo de incidencia = ángulo de reflexión (medidos desde la normal). Base de espejos y ecos.
El rayo cambia de velocidad y dirección al pasar entre medios. Al ir de un medio menos denso a uno más denso, se acerca a la normal.
Cuando la fuente se acerca, la frecuencia percibida aumenta (tono más agudo). Cuando se aleja, disminuye. Aplica a sonido y luz.
Energía asociada al movimiento. Depende del cuadrado de la velocidad, por lo que duplicar la velocidad cuadruplica la Ec.
Energía almacenada por la posición de un objeto respecto al suelo. Depende de la altura.
En un sistema sin fricción, la energía mecánica total se conserva. Lo que se pierde en Ep se gana en Ec y viceversa.
El trabajo es la energía transferida por una fuerza. La potencia es la tasa a la que se realiza trabajo.
Trucos, mnemotecnias y estrategias para resolver más rápido en el ICFES
El ICFES tiene ~2 minutos por pregunta. Si llevas más de 90 segundos y no ves la salida, marca tu mejor opción y avanza. Vuelve al final.
INercia → un objeto no cambia sin fuerza.
F=ma → fuerza produce aceleración.
ARcc-reacción → fuerzas en pares opuestos.
Pendiente = aceleración (positiva=acelera, negativa=frena, cero=MRU).
Área bajo la curva = desplazamiento total.
Si la pregunta pide dirección de fuerza y dos opciones son perpendiculares al movimiento → elimínalas. La fuerza neta siempre apunta en la dirección de la aceleración.
Calor = energía en movimiento (J). Temperatura = estado del sistema (°C). Una pregunta sobre "¿qué mide el termómetro?" siempre es temperatura, nunca calor.
Si la onda va de MENOS denso a MÁS denso → se dobla hacia la normal (ángulo menor). Recuerda: "entra al agua → te encorvas". Velocidad disminuye, longitud de onda disminuye, frecuencia NO cambia.
Si una opción dice que la energía total aumenta o desaparece (sin fuente externa ni trabajo de fricción) → descártala de inmediato. La energía mecánica se conserva en sistemas ideales.
Si la pregunta te da datos con unidades inconsistentes (km/h vs m/s), convierte primero: 1 m/s = 3.6 km/h. Muchos errores del ICFES son trampas de unidades.
| Concepto | Fórmula | Variables |
|---|---|---|
| Velocidad media | v = Δx / Δt | x: posición, t: tiempo |
| 2ª Ley de Newton | F = m · a | F: N, m: kg, a: m/s² |
| Calor absorbido | Q = m · c · ΔT | c: calor específico, T: temperatura |
| Energía cinética | Ec = ½ m v² | m: kg, v: m/s |
| Energía potencial | Ep = m g h | g=9.8 m/s², h: altura |
| Trabajo | W = F · d · cos θ | θ: ángulo entre F y d |
| Velocidad de onda | v = λ · f | λ: longitud de onda, f: frecuencia |
| Refracción (Snell) | n₁·senθ₁ = n₂·senθ₂ | n: índice de refracción |
Problema tipo ICFES resuelto paso a paso con razonamiento explícito
Un bloque de 5 kg está sobre una superficie horizontal rugosa. Una persona aplica una fuerza horizontal de 30 N hacia la derecha. La fricción cinética que ejerce la superficie sobre el bloque es de 10 N. ¿Cuál es la aceleración del bloque? ¿Hacia qué dirección se mueve?
Solución paso a paso:
El sistema es el bloque (m = 5 kg). Las fuerzas horizontales son: F_aplicada = 30 N → y F_fricción = 10 N ←. Las fuerzas verticales (normal y peso) se cancelan porque no hay movimiento vertical.
Las fuerzas son opuestas, entonces: F_neta = F_aplicada − F_fricción = 30 N − 10 N = 20 N hacia la derecha. La fuerza neta no es cero, por lo que habrá aceleración.
F_neta = m · a, entonces despejamos: a = F_neta / m = 20 N / 5 kg = 4 m/s². La aceleración es hacia la derecha, en la dirección de la fuerza neta.
El bloque se acelera hacia la derecha a 4 m/s². Esto significa que su velocidad aumenta progresivamente en esa dirección. Si estaba en reposo, empezará a moverse; si ya se movía a la derecha, irá más rápido.
N / kg = (kg·m/s²) / kg = m/s² ✓. Las unidades son correctas. En el ICFES siempre verifica que las unidades de tu respuesta coincidan con lo pedido.
La aceleración del bloque es 4 m/s² hacia la derecha. Esto es consecuencia directa de la 2ª Ley de Newton: hay una fuerza neta no nula, por lo tanto hay aceleración en esa dirección.
Una pelota de 2 kg se suelta desde una altura de 5 m. Ignorando el rozamiento con el aire, ¿cuál es su velocidad justo antes de tocar el suelo? (g = 10 m/s²)
Ec₁ = 0 (v = 0), Ep₁ = m·g·h = 2 × 10 × 5 = 100 J. Energía mecánica total = 100 J.
Ep₂ = 0 (h = 0). Por conservación: Ec₂ = 100 J. Entonces: ½·m·v² = 100 J.
v² = (2 × 100) / 2 = 100 → v = √100 = 10 m/s. La masa no importa para la velocidad final (se cancela).
La velocidad justo antes de tocar el suelo es 10 m/s. Nota importante: la masa del objeto no afecta la velocidad en una caída libre (sin fricción), ¡otro clásico error en el ICFES!
10 preguntas abiertas para profundizar tu comprensión conceptual
Explica con tus propias palabras la diferencia entre masa e inercia. ¿Por qué un camión cargado es más difícil de detener que una bicicleta aunque vayan a la misma velocidad?
En una gráfica de posición (eje y) vs. tiempo (eje x), ¿qué significa que la curva tenga pendiente cero? ¿Y qué significa que tenga pendiente negativa?
Un astronauta en la Luna pesa menos que en la Tierra. ¿Su masa cambia? ¿Su inercia cambia? Justifica usando las leyes de Newton.
¿Por qué cuando metes un palo recto en un vaso de agua, el palo parece "doblarse" en la superficie? ¿Qué fenómeno de las ondas explica esto? Describe qué le pasa a la velocidad y la dirección de la luz.
Describe los tres mecanismos de transferencia de calor. Da un ejemplo cotidiano de cada uno y explica por qué ocurre en ese contexto.
Un objeto lanzado verticalmente hacia arriba. Dibuja (o describe) las gráficas de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo desde el lanzamiento hasta que regresa al punto de inicio.
¿Por qué al escuchar la sirena de una ambulancia que se acerca, el tono parece más agudo, y cuando se aleja, parece más grave? ¿Qué cambio físico real ocurre en las ondas de sonido?
Una montaña rusa sin motor ni fricción. En el punto más alto de una colina, el vagón está casi quieto. Explica qué tipo de energía predomina en cada punto: cima de la colina, mitad de la bajada y el fondo del valle.
Cuando hierves agua a 100 °C, sigues aplicando calor pero la temperatura no sube. ¿A dónde va toda esa energía? ¿Qué concepto físico explica este fenómeno?
Si empujas una caja con una fuerza F y la caja se mueve con velocidad constante, ¿cuánto vale la fuerza de fricción? ¿Qué ley de Newton explica esto? ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza de fricción?
10 preguntas de selección múltiple · Retroalimentación inmediata