Anexo 1 Ejercicios Y Formato Tarea_2 (cc)_31.docx

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Ejercicios Asignados para desarrollar el trabajo colaborativo de la unidad 2, correspondiente a la tarea 2 del curso de Física General de la UNAD. 1. Descripción general del curso Escuela o Unidad Académica Nivel de formación Campo de Formación Nombre del curso Código del curso Tipo de curso Número de créditos

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Profesional Formación interdisciplinar básica común Física General 100413 Metodológico Habilitable 3

Si

No X

2. Descripción de la actividad. Tarea 2- Dinámica y energía. UNIDAD No 2: DINÁMICA Y ENERGÍA. Tipo de Individual X Colaborativa X Número de semanas 4 actividad: Momento de la Intermedia, Inicial X Final evaluación: unidad: Peso evaluativo de la actividad: Entorno de entrega de actividad: Seguimiento y 75 puntos evaluación del aprendizaje Fecha de inicio de la actividad: Fecha de cierre de la actividad: jueves, 11 de abril viernes, 15 de marzo de 2019 de 2019 Competencia a desarrollar: El estudiante aplica las leyes de movimiento de Newton y el concepto de trabajo en la resolución de ejercicios. Temáticas a desarrollar: Las leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción, Segunda ley de Newton (fuerzas de fricción), trabajo, potencia y energía. NOTA: cada uno de los datos de los ejercicios han sido etiquetado como 𝑑𝑛 , donde el sub índice “n” puede variar entre 1 y 9, según la cantidad de datos que contenga cada ejercicio.

3. Selección de ejercicios de la unidad 2: Ejercicios asignados Estudiante No 1 Estudiante No 2 Estudiante No 3 Estudiante No 4 Estudiante No 5

Nombres y apellido del estudiante

Grupo No

Elmer Ovidio López Aldana

31

4. Enunciados y desarrollo de los ejercicios de la tarea 2 de la unidad 2 “Dinámica y Energía”: A continuación, se presentan la lista de ejercicios asignados a cada uno de los cinco estudiantes que conforman el grupo colaborativo. Recuerde que cada estudiante debe publicar en el foro de la Unidad 2 - Tarea 2 – Dinámica y energía, la selección de los ejercicios que realizará con el fin de que dos estudiantes del mismo grupo realicen ejercicios diferentes. NOTA: Los valores numéricos de cada ejercicio se comparten en el mensaje de apertura del foro de la Unidad 2 - Tarea 2 – Dinámica y energía. Ejercicios Asignados al estudiante No 3. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-. GRUPO No: (Estudiante No 3) Nombres y apellido del estudiante:

Enunciado: Tres objetos de masas m1, m2 y m3 diferentes se encuentran sobre una superficie horizontal sin fricción. Inicialmente los bloques se encuentran en reposo y sus masas de 3,00 kg, 4,00 kg y 7,00 kg, corresponden a las masas m1, m2 y m3, respectivamente. Sobre la masa m1 se aplica una fuerza 𝐹⃗ de 10,0 N, la cual hace que el sistema (Tres objetos en contacto) se mueva. Con base en la anterior información: A. B. C. D.

Presente el diagrama de fuerzas para cada uno de los tres bloques. Determine el valor de la aceleración de los bloques. La fuerza resultante sobre cada bloque. Las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques.

Figura 1. Estudiante 3 (leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-) Desarrollo: A. Presente el diagrama de fuerzas para cada uno de los tres bloques.

B. Determine el valor de la aceleración de los bloques 𝑚 𝑇 = 𝑚1 + 𝑚2 + 𝑚3 = 3,00 + 4,00 + 7,00 = 14,00𝑘𝑔 𝑚 𝑇 = 14𝑘𝑔 𝐹 = 𝑚𝑇 𝑎 𝐹 10,0 𝑎= = = 0,71 𝑚⁄𝑠 2 𝑚 𝑇 14,00  La aceleración de los bloques es de 0,71 𝑚⁄𝑠 2

C. La fuerza resultante sobre cada bloque Bloque m1 ∑ 𝐹𝑋 = 𝑚1 𝑎 𝐹 − 𝐹𝑐1 = 𝑚1 𝑎 10,0 − 𝐹𝑐1 = 3 ∗ 0,71 = 2,13 10 − 𝐹𝑐1 = 2,13 𝐹𝑐1 = 10 − 2,13 𝐹𝑐1 = 𝟕, 𝟖𝟕 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 La fuerza resultante en el bloque m1 es: 2,13 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 𝐹1 = 𝐹 − 𝐹𝑐1 𝐹1 = 10 − 7,87 = 2,13 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 Bloque m2 ∑ 𝐹𝑥2 = 𝑚2 𝑎 𝐹𝐶1 − 𝐹𝑐2 = 𝑚2 𝑎 7,87 − 𝐹𝑐2 = 4 ∗ 0,71 = 2,84 7,87 − 𝐹𝑐2 = 2,84 𝐹𝑐2 = 7,87 − 2,84 𝐹𝑐2 = 𝟓, 𝟎𝟑 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 La fuerza resultante en el bloque m2 es: 2,84 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 𝐹2 = 𝐹 − 𝐹𝑐2 𝐹2 = 10 − 7,16 = 2,84 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 Bloque m3 ∑ 𝐹𝑥3 = 𝑚3 𝑎 𝐹𝐶2 = 𝑚3 𝑎 𝐹𝑐2 = 7 ∗ 0,71

𝐹𝑐2 = 4,97 𝑁𝐸𝑊𝑇𝑂𝑁 La fuerza resultante en el bloque m3 es: 4,97 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 𝐹3 = 𝐹 − 𝐹𝑐3 𝐹3 = 10 − 5,03 = 4,97 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 D. Las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques. Magnitud de fuerza de contacto bloque 1 es de:𝟕, 𝟖𝟕 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 ∑ 𝐹𝑋 = 𝑚1 𝑎 𝐹 − 𝐹𝑐1 = 𝑚1 𝑎 10,0 − 𝐹𝑐1 = 3 ∗ 0,71 = 2,13 10 − 𝐹𝑐1 = 2,13 𝐹𝑐1 = 10 − 2,13 𝐹𝑐1 = 𝟕, 𝟖𝟕 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 Magnitud de fuerza de contacto bloque 2 es de: 𝟓, 𝟎𝟑 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 ∑ 𝐹𝑋 = 𝑚2 𝑎 𝐹𝐶1 − 𝐹𝑐2 = 𝑚2 𝑎 7,87 − 𝐹𝑐2 = 4 ∗ 0,71 = 2,84 7,87 − 𝐹𝑐2 = 2,84 𝐹𝑐2 = 7,87 − 2,84 𝐹𝑐2 = 𝟓, 𝟎𝟑 𝒏𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏 Magnitud de fuerza de contacto bloque 3 es de:4,97 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛

∑ 𝐹𝑋 = 𝑚3 𝑎 𝐹𝐶2 = 𝑚3 𝑎 𝐹𝑐2 = 7 ∗ 0,71 𝐹𝑐2 = 4,97 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. B. C. D. Ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción- GRUPO No: (Estudiante No 3) Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: En el sistema que se presenta a continuación, las masas m1 y m2, tienen valores de 2,00 kg y 9,00 kg, respectivamente, el triángulo presentado es isósceles, de tal manera que ángulo de la base es de 33,0 o. Sí la aceleración del sistema es de 1.50 m/s2 y está dirigido hacia el lado del triángulo donde se encuentra la masa mayor. Imagen

ejercicio

2;

A. determine el coeficiente de fricción cinético entre el bloque y la estudiante No 3. pendiente, suponiendo que su valor, es el mismo en ambas pendientes. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-: A. Ejercicio trabajo, potencia y energía (Estudiante No 3) GRUPO No: Nombres y apellido del estudiante: Enunciado Durante el desplazamiento de un bloque de 4,00 kg de masa, se le aplica una velocidad inicial, cuyas componentes son 𝑉ᵢ = (8,00 𝑖̂-3,00 𝑗̂) 𝑚/𝑠. De acuerdo a la información: A. Determine la energía cinética en este lapso de tiempo. B. Determine el trabajo total realizado sobre el bloque, si la velocidad cambia a 𝑉 = (9,00 ̂𝑖 + 8,00 𝑗̂) 𝑚/𝑠 . (Sugerencia; recuerde que 𝑣² = 𝑣 • 𝑣.) Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio trabajo, potencia y energía: A. B. Ejercicios Asignados al estudiante No 4. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin GRUPO No: fricción-. (Estudiante No 4) Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: Un objeto de masa 21,0 kg se mantiene en equilibrio (Reposo) mediante una fuerza 𝐹⃗ aplicada hacia abajo y un sistema de poleas como se muestra en la figura. Se asume que las cuerdas del sistema son inextensibles y de masa de despreciable, además, las poleas no tienen masa ni fricción. A. Dibuje los diagramas de cuerpo libre para el bloque, la polea pequeña y la polea grande. B. Encuentre la tensión en cada sección de cuerda, TA, TB, TC, TD y TE, en términos del peso del bloque. C. La magnitud de ⃗F⃗ . Figura 2. Estudiante 4 (leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-)

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. B. C. Ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción- GRUPO No: (Estudiante No 4) Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: Encuentre la distancia a la que el automóvil SSC Tuatara suspende su movimiento en las siguientes situaciones: A. Se encuentra viajando a 232 mi/h y el coeficiente de fricción estática entre el asfalto y las llantas es 0.300 B. Mantiene su velocidad (232 mi/h), pero el coeficiente de fricción estática aumenta a 0.800 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-: A. B. Ejercicio trabajo, potencia y energía (Estudiante No 4) GRUPO No: Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: En un encuentro del laboratorio de física general al experimentar con la práctica de fuerzas, el registro en pantalla del dispositivo utilizado indica la ecuación Fx=(86,0x – 56,0) N, el docente que dirige la práctica informa que la calibración del dispositivo para fuerza está en unidades Newton (N), y la variable x está expresada en metros. Con base en la anterior información: A. Presente gráficamente la relación de fuerza contra desplazamiento, desde xi = 0.0 m hasta 3,00 m. B. A partir de la gráfica generada, encuentre el trabajo neto realizado por la fuerza sobre la partícula conforme se traslada de xi = 2.00 m a xf = 3.50 m. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio trabajo, potencia y energía: A. B. C. D.

E. Ejercicios Asignados al estudiante No 5. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-. GRUPO No: (Estudiante No 5) Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: Dos fuerzas 𝐹⃗1 y 𝐹⃗2 actúan simultáneamente sobre un objeto de 5,00 kg. Sus magnitudes son F1= 19,00 N y F1= 11,0 N. Con base en la anterior información determine la magnitud y dirección (respecto a 𝐹⃗1 ) de la aceleración del objeto en los casos (a) y (b) de la figura, si: A. En la figura a) el ángulo entre las dos fuerzas es un ángulo recto. B. En la figura b) el ángulo entre las dos fuerzas es de 30,0 ° (Grados).

Figura 3. Estudiante 5 (leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-)

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. B. Ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de GRUPO No: fricción- (Estudiante No 5) Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: Dos masas desiguales están unidas por una cuerda ligera que pasa por una polea sin fricción. El bloque de m2, se ubica sobre un plano inclinado, con coeficiente de fricción 𝜇 y ángulo 𝜃. Sí m1=12,0 kg, m2 = 30,0 kg y 𝜃=32,0⁰, A. calcule el valor del coeficiente de fricción para que el sistema tenga una aceleración de 0.828m/s2 B. Calcule el valor de la tensión de la cuerda. Figura 4. Estudiante 5 (Segunda ley de Newton Fuerzas de fricción-)

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -Fuerzas de fricción-: A. B. C. D. E.

Ejercicio trabajo, potencia y energía (Estudiante No 5) GRUPO No: Nombres y apellido del estudiante: Enunciado: Un objeto de masa 15,0 kg es movido desde el reposo una distancia de 3,00 m a través de una superficie horizontal, aplicando una fuerza oblicua constante de 115 N a un ángulo 23,0° sobre la horizontal. Sí la fuerza de fricción entre el objeto y el peso es de 28,0 N:

M

M

d Figura 5. Estudiante 5 (Trabajo, potencia y energía))

A. Calcular el trabajo neto efectuado sobre el objeto. B. Determinar la potencia durante el desplazamiento de la distancia 3 m. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio trabajo, potencia y energía: A. B. Ejercicio Colaborativo de la unidad 2 “Dinámica y energía”: Ejercicio colaborativo Unidad 2 “Dinámica y energía” GRUPO No: Enunciado: Sobre una superficie horizontal sin rozamiento se coloca un objeto de masa 39,0 kg. El bloque es unido a otro por medio de una cuerda inextensible que pasa por una polea de masa y fricción despreciable. Con base en la anterior información: A. Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques. B. Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración 𝑎𝑥 del bloque de 39,0 kg, en función de 𝐹𝑥 . C. Trace una gráfica cuantitativa de 𝑎𝑥 en función de 𝐹𝑥 (incluyendo valores negativos de 𝐹𝑥 ). ¿Para qué valores de 𝐹𝑥 acelera hacia arriba el objeto de 50,0 kg? ¿Para qué valores de 𝐹𝑥 permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante? Figura 6. Ejercicio colaborativo (Unidad 2) D. ¿Para qué valores de 𝐹𝑥 queda distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la parte (c) para esos valores? ¿Por qué?

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio colaborativo Unidad 2 “Dinámica y energía”

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio colaborativo Unidad 2 “Dinámica y energía” A. B. C.

Conclusiones del grupo No Cada estudiante registra en la siguiente tabla una conclusión del trabajo realizado: Estudiante No 1 Conclusión:

Nombres y apellidos:

Estudiante No 2 Conclusión:

Nombres y apellidos:

Estudiante No 3 Conclusión:

Nombres y apellidos:

Estudiante No 4 Conclusión:

Nombres y apellidos:

Estudiante No 5 Conclusión:

Nombres y apellidos:

Referencias bibliográficas del grupo No

Cada estudiante registra en la siguiente tabla una de las referencias bibliográficas utilizadas en el desarrollo de la tarea; según las normas APA: Estudiante No 1 Nombres y apellidos: Referencia bibliográfica: Estudiante No 2 Nombres y apellidos: Referencia bibliográfica: Estudiante No 3 Nombres y apellidos: Referencia bibliográfica: Estudiante No 4 Nombres y apellidos: Referencia bibliográfica: Estudiante No 5 Nombres y apellidos: Referencia bibliográfica: