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CRONOMETRIA Y RELOJES EJERCICIOS RESUELTOS

Capítulo relacionado en gran parte con el tema de Planteo de Ecuaciones y Razonamiento Lógico. Los relojes y su utilidad para la medición del tiempo son motivo de una gran variedad de problemas y acertijos que, para un mejor estudio, se trata como tema aparte, teniendo en cuenta los siguientes objetivos específicos. 1. Analizar y comprender la relación entre el tiempo transcurrido y el tiempo no transcurrido, para un tiempo determinado. Cronometría ¿Qué hora es? Tiempo Total Tiempo Transcurrido Tiempo no Transcurrido Ejemplo 1: ¿Qué hora es cuando la parte transcurrida del día es igual a las 3/5 de lo que falta para terminar el día? Resolución Un día : 24 horas Tiempo transcurrido: x Tiempo que falta transcurrir: 24–x Gráficamente: x 24 - x 0 h 24 h ¿ ... ? UNIDAD 7 Hora exacta Planteando una ecuación, tenemos: «Parte transcurrida» «es» 35 («falta para terminar») x 3 (24 x) 5 5x 72 3x 8x 72 x 9 = − = − = ⇒ = \Hora = 9h. = 9a.m. Otra forma : tiempo transcurrido 3 t. que falta transcurrir 5 = 3K 5K 24 h 3k 5k 24 k 3 + = = ⇒Hora = 3(3) = 9 horas Ejemplo 2: A qué hora de la mañana el tiempo que marca un reloj es igual a de lo que falta para las 12 del mediodía. Resolución En el primer ejemplo, el intervalo de tiempo involucrado era todo el día (24 horas); en este caso es sólo el medio día, es decir: 0 h 12 h Tiempo transcurrido 5 Tiempo que falta t. 4 = 5k 4k 12 horas ¿ ... ? 9k = 12 k 4 3 = ⇒ Las horas transcurridas son: 5 4 20 6 2 h 3 3 3   = =     6 horas 40 min. \ Hora que marca el reloj = 6:40 a.m. Ejemplo 3: Son más de las 2, sin ser las 3 de esta tarde; pero dentro de 40 minutos faltarán para las 4 el mismo tiempo que ha transcurrido desde la 1 hasta hace 40 minutos. ¿Qué hora es? Resolución De acuerdo a la información, el intervalo a considerar es entre la 1 y las 4; por lo tanto: 1 2 3 4 Consideramos tiempo transcurrido a partir de 1p.m: «x» min. Dentro de 40 min: x + 40 Desde la 1 hasta hace 40 min: x – 40 1 x - 40 2 3 x - 40 x + 40 x 40 40 ¿ ... ? Lo que falta para las 4 es (x – 40) Planteando la ecuación, tenemos: (x + 40) + (x – 40) = 3h <> 180 min x + 40 + x – 40 = 180 x = 90 min Significa que desde la 1 pm han transcurrido 90 min <> 1h 30 min. Serán las 2:30 p.m. 2. Problemas sobre Adelantos y Atrasos Para desarrollar estos problemas se puede aplicar criterios lógicos y regla de tres; teniendo en cuenta lo siguiente: – Hora marcada (hora falsa) – Hora correcta (hora real) Mediante las siguientes expresiones: HM = HR - Atraso HM = HR + Adelanto Hora exacta Ejemplo 4: Un reloj se adelanta 2 min cada 15 min. Si este desperfecto ocurre ya hace 7 horas, que hora marcará las agujas de tal reloj si la hora exacta es 3 h 58 min. Resolución Aplicando «regla de tres simple». Si se adelanta 2 min en 15 min; en 7 horas (7 x 60 = 420 min), ¿Cuánto se habrá adelantado? Se adelanta: 2 min ________ 15 min x ________ 420 min x 2x420 56min 15 = = ⇒ La hora marcada, aplicando HM = HR + Adelanto, será: HM = 3h 58 min + 56 min HM = 4h 54 min Ejemplo 5: Hace 10 horas que un reloj se atrasa 3 min cada media hora. ¿Cuál es la hora exacta si el reloj indica las 11 h 28 min? Resolución Aplicando «Regla de Tres Simple»: Se atrasa: 3 min ________ 1/2 hora x ________ 10 horas x 3.10 60min 1hora 1/ 2 = = = ⇒ hora exacta (hora real), aplicando: HR = HM + atraso, será: HR = 11h 28 min + 1 hora HR = 12h 28 min Ejemplo 6: Un reloj se adelanta 5 min cada 18 horas a partir de las 8 a.m. ¿Cuánto tiempo deberá transcurrir para que vuelva a dar la hora correcta?. Resolución Para resolver este problema debemos tener presente que: para que un reloj vuelva a marcar la hora correcta deberá adelantarse (atrasarse) en total 12 horas (720 min). Entonces, resolviendo por «Regla de Tres Simple», tenemos: Se adelanta: 5 min ___________ 18h 720 min ___________ x x 720x18 144x18 horas 5 = = Qué en días erá: 144x18 24 = 108 días 3. Estudio del Reloj y sus Manecillas Equivalencia entre espacio, ángulo y tiempo (1 vuelta). Espacio (div) Ángulo Tiempo (min.) 60 5 1 div < > 6º < > 1min 12 9 3 4 6 30º = 6º + 6º + 6º + 6º + 6º 1d = 6º = 1 Relación entre el espacio recorrido por la manecilla del horario y minutero (en 1 hora). El minutero recorre 60 divisiones en el mismo tiempo que el horario recorre 5 divisiones; por lo tanto, se puede escribir una relación: 60div 5div EM EH = 12x x 12 1 EM EH = = EH = Espacio recorrido por el horario. EM = Espacio recorrido por el minutero (en 1 hora). Ejemplo: Desde las 3 en punto hasta las 4 en punto. 12 9 3 4 6 EH EM También: En 60 min el horario avanza 60 30º 2     =   En "M" min el horario avanza M2     Ángulo que forman las manecillas del reloj (Horario – Minutero): Cuando el reloj marca las «H» horas «M» minutos o abreviadamente H, M; el ángulo “a“, formado por el horario y el minutero, se obtiene directamente con la siguiente fórmula: (M) 2 a = 30H ± 11  Donde: H : hora de referencia M : # de minutos transcurridos a partir de la hora de referencia a : Medida del ángulo que forman las manecillas del reloj (en grados sexagesimales) Caso I: Cuando el horario adelanta al minutero Para las H horas y M minutos, de la figura se observa que: 12x + a = 30H + x Última hora pasada por el horario Transponiendo términos, obtenemos: a = 30H−11x Teniendo en cuenta que xº es lo que avanza el horario en "M" minutos, entonces:     a = − 2 30H 11 M Caso II: Cuando el minutero adelanta al horario 12 9 3 6 Hf 12x x Mf Hi Mi a 30H Para las "H" horas y "M" minutos, de la figura se observa que: 30H x 12x 11x 30H + + a = a = − 30H 2 M 11 −    a =  El signo negativo acompañará a la manecilla que se encuentra rezagada; y el positivo, la que se encuentra adelantada (tomando en cuenta siempre el movimiento de las manecillas del reloj). Notas: a. Dado un tiempo determinado, la hora referencial será la hora exacta anterior a la hora que nos dan. b. Cuando se pregunta por el ángulo que forman las manecillas del reloj, se entiende que es por el menor ángulo. Ejemplo 7: ¿Qué ángulo forman las agujas de un reloj en cada caso? a) 4 h 40 min b) 8 h 25 min c) 12 h 36 min Resolución Para estos casos, aplicamos la expresión general: 30H 11M 2 a = ±  Sin necesidad de emplear los signos, ya que el ángulo debe ser positivo. a) 100º 120 220 (40) 2 30(4) 11 a = a = − + a = b) 102º30' 2 205 2 480 275 2 240 275 (25) 2 30(8) 11 a = = − a = a = a = c) Cuando es las 12 h en la expresión, "H" se reemplaza por 0 (cero). 30(0) 11(36) 2 0 198º a = a = + Como debe considerarse el menor ángulo. ⇒ a ' = 360 −198 a'= 162º Ejemplo 8: Indicar cuántos minutos después de la 1 forman ángulo recto las manecillas de un reloj. Resolución Empleando la expresión: H 11M 2 a = ±  + y reemplazando los datos tendremos 2 situaciones: (en ambos casos el Minutero adelanta al Horario; es decir, el "H" esta rezagado, por lo que a esta manecilla le asignaremos signo negativo). I) Cuando el menor ángulo es 90º 90 30(1) 11M 2 90 30 11M 2 M 240 21 9 min 11 11 =− + = − + ⇒ = = II) Cuando el ángulo sea 270º (mayor ángulo) 270 30(1) 11M 2 300 11M 2 M 600 54 6 min 11 11 =− + = ⇒ = = Habrán dos situaciones entre la 1 y las 2 en las que las agujas del reloj formarán ángulo recto. Por primera vez a la 1 con 11 21 9 y Por segunda vez a la 1 con 11 54 6 Ejemplo 9: A que hora entre las 8 y las 9 el menor ángulo formado por las manecillas del reloj es la quinta parte del mayor ángulo? Resolución Los dos ángulos (menor y mayor) suman 360º Mayor + Menor = 360º 5x + x = 360º x = 60º Este ángulo lo formaron cuando eran las 8h "M" min. Para calcular «M» aplicamos: 30H 11M 2 60 30(8) 11M 2 a = = Considerando signos, puede darse dos situaciones: I) 11 54 6 11 M 600 M 2 300 11 M 2 60 240 11 = = = = − + II) 11 32 8 11 M 360 M 180 2 11 M 2 60 240 11 = = = = − ± ± La hora en que formarán 60º las manecillas será por primera vez a las 8h 8h 32 8 min 11 y por segunda vez a las 8h 54 6 min 11 . 4. Problemas sobre Campanadas El tiempo que se mide al tocar una cantidad «n» de campanadas siempre es a partir de una que «marca al poro»; es decir, que la medimos por intervalos. Gráficamente: 1 2 3 i i i i i “n” campanadas (n-1) intervalos i = tiempo que demora cada intervalo Ejemplo 10: Un reloj señala la hora con igual número de campanas. para indicar las 6 a.m. demoró 15 seg. ¿Cuánto demorará para indicar las 9 a.m.? Resolución La solución a este tipo de problemas se hace aplicando «regla de tres simple», tomando en cuenta los intervalos y generados entre campanada y campanada. Es decir: 6 am <> 6 camp 5 int ______ 15 seg 9 am <> 9 camp 8 int ______ x x 8.15 24 seg 5 = = ⇒ Se demorará 24 segundos Problemas Propuestos 1. ¿A qué hora de la mañana el tiempo que marca un reloj es igual a 5/4 de lo que falta para los doce del medio día? a) 10:20 b) 6:40 c) 8:15 d) 9:00 e) 11:45 2. Si fueran 3 horas más tarde de lo que es, faltaría para acabar el día 5/7 de lo que faltaría, si es que fuera 3 horas más temprano. ¿Qué hora es? a) 05:30 p.m b) 06:30 p.m. c) 05:00 a.m. d) 06:00 a.m. e) 06:00 p.m. 3. ¿Qué día del año marcará la hoja de un almanaque cuando el número de hojas arrancadas excede en 2 a los 3/8 del número de hojas que quedan? a) 10 Abril b) 11 Abril c) 12 Abril d) 13 Abril e) 14 Abril 4. Un reloj se adelanta dos minutos cada 3 horas. ¿Qué hora será en realidad cuando marque las 10:15 a.m. si hace 30 horas que viene adelantándose? a) 10:00 b) 9:59 c) 9:45 d) 9:55 e) 9:50 5. Un reloj se atrasa 1 minuto por cada hora. Si marcó la hora exacta por última vez al medio día de un 6 de marzo, ¿en qué fecha próxima marcará la hora exacta nuevamente? a) 5 abril b) 4 abril c) 6 abril d) 7 abril e) 3 abril 6. Un reloj se adelanta a razón de 4 minutos por hora, se pone a la hora (correcta) a las 2 de la tarde. En la mañana del día siguiente, se observa que dicho reloj está marcando las 10 en punto. ¿Cuál es la hora correcta en ese momento? a) 8:45 a.m. b) 8:30 a.m. c) 5:30 a.m. d) 10:45 a.m. e) 8:15 a.m. 7. ¿Qué ángulo forman las agujas del reloj, en cada caso? a) 03:16’20" b) 11:59 c) 08:17 d) 02:36 e) 06:30 8. Fernandito salió de su casa entre las 12 y 1 de la tarde, cuando las agujas del reloj formaban un ángulo recto (por primera vez); y llegó a su casa entre las 2 y las 3 de la tarde del mismo día, cuando las agujas del reloj se encontraban en una misma dirección, pero con sentidos opuestos. Determinar cuánto tiempo estuvo fuera de su casa Fernandito. a) 2h 26’16" b) 2h 28’18" c) 2h 27’17" d) 2h 27’19" e) 2h 27’16" 9. ¿Qué hora marca el reloj mostrado en la figura? 9 6 4 3 12 a a Rpta: _______________ 10. Un campanario señala las horas con igual número de campanadas. Si para indicar las 05:00 a.m. demora 6 segundos, ¿cuánto demorará para indicar las 12:00? a) 15 seg b) 13 seg c) 14,5 seg d) 16,5 seg e) 17,5 seg 11. Un reloj demora 12 segundos en dar 7 campanadas. ¿Cuántas campanadas dará en 36 segundos? a) 16 camp. b) 17 camp. c) 18 camp. d) 19 camp. e) 20 camp. 12. Un reloj demora (m+1) segundos en tocar m2 campanadas. ¿Cuántas campanadas tocará en 1 segundo? a) m–1 b) m2–1 c) m d) m2+1 e) m+2 13. El campanario de un reloj tarda 2 segundos en dar 2 campanadas. ¿Cuántos segundos tardará en dar 3 campanadas? a) 3 seg b) 4 seg c) 2,5 seg d) 4,5 seg e) 6 seg 14. ¿Cuál es la relación de la fracción transcurrida de la semana a la fracción transcurrida del día cuando es las 6 a.m. del miércoles? a) 8/7 b) 1/7 c) 6/7 d) 9/7 e) 13/7 15. Un reloj se adelanta 2 minutos cada 3 horas. ¿A qué hora empezó a adelantarse si a las 11:15 p.m. señala 11:27? a) 5:30 a.m. b) 5:45 c) 5:35 d) 6:13 e) 5:15 Tarea Domiciliaria 1. Faltan 5 para las 12. ¿Qué ángulo estarán formando las agujas del reloj? a) 27º b) 28º30’ c) 26º30 d) 27º15’ e) 27º30’ 2. Son más de las 3, pero aún no son las 4. Si los minutos transcurridos desde las 3 es el triple de los minutos que faltan transcurrir para que sea las 4, ¿qué hora es? a) 3:00 b) 3:45 c) 4.00 d) 4:50 e) 3:42 3. ¿Cuántas veces por día aparecen superpuestas la agujas de un reloj? a) 12 b) 24 c) 19 d) 22 e) 23 4. Una metralleta dispara 10 balas en el transcurso de un segundo. ¿Cuántas balas dispara en un minuto? a) 600 b) 601 c) 599 d) 540 e) 541 5. Se le preguntó la hora a un profesor y él responde: «Queda del día, en horas, la suma de las dos cifras que forman el número de las horas transcurridas. ¿Qué hora es? a) 21 h b) 20 h c) 19 h d) 23 h e) 18 h 6. Un reloj que dá las horas mediante campanadas se demora 1 segundo para dar las 2 horas. ¿Cuántos segundos se demorará en dar las 4 horas si las campanadas están igualmente especiadas? a) 3 seg b) 4 seg c) 5 seg d) 2 seg e) 6 seg 7. Un reloj se atrasa 10 minutos cada día. ¿Cuántos días transcurrirán para alcanzar un punto donde el reloj indicará la hora correcta? a) 36 b) 72 c) 120 d) 142 e) 144 8. Un reloj que se adelante 2 minutos cada hora se sincroniza a media noche con un reloj que pierde 1 minuto cada hora. ¿Cuántos grados formarán los minutos de ambos relojes al medio día? a) 84º b) 72º c) 0º d) 180º e) 144º 9. Indicar cuántos minutos después de la 1 p.m. forman ángulo recto las manecillas de un reloj. a) 260/11 min b) 250//11 c) 270/11 d) 300/11 e) 240/11 10. ¿Cuál es el ángulo formado por las manecillas de un reloj a las 05:10 a.m.? a) 80º b) 85º c) 95º d) 90º e) 94,5º 11. Un campanario tarda 4 seg en tocar 5 campanadas. ¿Cuánto tardará en tocar 10 campanadas? a) 8 seg b) 9 seg c) 75 seg d) 10 seg e) 12 seg 12. Una campana toca 3 campanadas en 7 segundos. ¿Cuántos segundos tardará en tocar 7 campanadas? a) 20 seg b) 21 seg c) 22 seg d) 24 seg e) 23 seg 13. Un campanario señala las horas con igual número de campanadas. Si para indicar las 5:00 a.m. demora 8 segundos, ¿cuánto demorará para indicar las 12:00? a) 22 b) 21 c) 20 d) 19 e) 18 14. Un reloj de alarma da 145 «bip» en 20 seg. ¿Cuánto se demorará para dar 37 «bip»? a) 5 seg b) 7 seg c) 8 seg d) 14 seg e) 10 seg 15. El campanario de una iglesia estuvo tocando durante 38 segundos. Si se escuchan tantas campanadas como 10 veces el tiempo que hay entre campanada y campanada, ¿cuánto tiempo empleará este campanario para tocar 7 campanadas? a) 10 seg b) 12 seg c) 13 seg d) 14 seg e) 15 seg CLAVES DE RESPUESTA 1 2 3 4 5 E A D E A 6 7 8 9 10 A B E E C 11 12 13 14 15 B B A A B
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