Actividad4_física.doc

Nombre de la materia Fíísica Nombre de la Licenciatura Ing. En Sistemas Computacionales Nombre del alumno Matrícula Nombre de la Tarea Actividad Semana 4 Unidad 3 Movimiento Nombre del Profesor Luis Corona Alcantar Fecha 06 de abril de 2018

Unidad 3. Movimiento Física

“Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.” Albert Einstein.

ACTIVIDAD 4 Objetivos:  Aplicar los conceptos de lanzamiento de proyectiles.  Resolver ejercicios de fuerza gravitacional.  Resolver ejercicios de efecto Doppler. Instrucciones: Después de revisar los videos y los recursos siguientes debes desarrollar la actividad 4.

Video Revisa los 3 videos del Prof. Víctor Alejandro García de la UTEL en donde ejemplifica y explica detalladamente la solución de problemas respecto al tema de movimiento.

Lectura Movimiento (Tippens, trad. Ramírez, 1992). Este documento fue elaborado a partir del libro de Tippens, por el área de diseño instruccional de la UTEL.

En éste encontrarás los temas: rapidez y velocidad, movimiento rectilíneo

uniforme, movimiento acelerado, movimiento uniformemente acelerado, movimiento circular uniforme, movimiento de proyectiles, vibraciones y sonido, entre otros. Adicionalmente se te proporciona un formulario con las fórmulas que necesitas para la realización de la tarea.

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Unidad 3. Movimiento Física

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Forma de evaluacioí n: Criterio

Ponderación

Presentación

10%

Valor de los ejercicios 1: (Valor 3.0 punto) 2: (Valor 3.0 punto) 3: (Valor 3.0 punto)

90%

Desarrollo de la actividad: 1. Ejemplo:

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Unidad 3. Movimiento Física

En un partido de fútbol soccer, un jugador patea el balón en un ángulo de 40° con la horizontal con una rapidez inicial de 20 m/s. Suponiendo que el balón que desplaza en un plano vertical, determina: a) El tiempo en el que alcanza el punto más elevado de su trayectoria (t1) b) Su altura máxima. c) El tiempo de vuelo y el alcance. El lanzamiento de un proyectil es la composición de dos tipos de movimiento:  Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) en el eje X  Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) por el efecto de la gravedad (g= 9.8 m/s2) en el eje Y. a) El tiempo en el que alcanza el punto más elevado de su trayectoria (t1) v0= 20 m/s = 40º En el ejercicio nos da la velocidad resultante, que como sabemos presenta una componente X y otra Y. En primer lugar vamos a calcular la componente Y de la velocidad

El balón al llegar a su punto más alto presenta una vf= 0 m/s y a partir de ese punto comienza a descender. Por lo tanto, con los datos que tenemos podemos calcular el tiempo (t) en que la vf= 0 m/s, aplicando la fórmula: v0y= 12.86 m/s vfy= 0 m/s g= -9.8 m/s2 (negativo pues se opone al movimiento de subida)

Despejamos t, y obtenemos b) Su altura máxima. vfy= 0 m/s v0y= 12.86 m/s t= 1.31 s

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Unidad 3. Movimiento Física

g= -9.8 m/s2 y0= 0 m (parte del suelo) Aplicamos la fórmula para el cálculo del desplazamiento

c) El tiempo de vuelo y el alcance. yf= 0 m y0= 0m g= -9.8 m/s2 Volvemos a aplicar la fórmula para el cálculo del desplazamiento, para conocer el tiempo de vuelo (t2).

Despejamos t

A continuación, calculamos el alcance, es decir, el desplazamiento del balón en el eje X. Recordemos que el balón tiene un MRU en el eje X, por lo que empleamos la fórmula para el cálculo del desplazamiento conociendo el tiempo de vuelo del balón

Conocemos el tiempo de vuelo del balón (t2) y necesitamos calcular la vox

Aplicamos la fórmula

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Ejercicio 1: (Valor 3.0 punto) En un partido de fútbol soccer, un jugador patea el balón en un ángulo de 25° con la horizontal con una rapidez inicial de 16 m/s. Suponiendo que el balón que desplaza en un plano vertical, determina: a) El tiempo en el que alcanza el punto más elevado de su trayectoria (t1) a) Su altura máxima. b) El tiempo de vuelo y el alcance.

2. Ejemplo: Consideramos una estrella de neutrones con una masa igual a 2*1030 kg y con un radio de 12.5 km. a) ¿Cuál es la aceleración en caída libre sobre su superficie? Nota: Debes ignorar los efectos de la rotación. b) El asteroide tiene una masa de 2.1*1010 kg y un radio de 200 m, ¿cuál es la aceleración de caída libre sobre su superficie? a) ¿Cuál es la aceleración en caída libre sobre su superficie?

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Tip: Recuerda que todos los datos deben estar en unidades del SI. Me= 2*1030 kg m= masa partícula R= 12.5 km= 12.5*103 m G= constante gravitacional= 6.673*10-11 Nm2/kg2 Igualamos las dos fórmulas que tenemos para el cálculo de la fuerza gravitacional y despejamos g

Tenemos m a los dos lados de la ecuación por lo que se cancelan. Despejamos g y nos queda:

las unidades de la aceleracioí n deben ser en m/s2 b) El asteroide Apofis (tipo atón) tiene una masa de 2.1*1010 kg y un radio de 200 m, ¿cuál es la aceleración de caída libre sobre su superficie? Me= 2.1*1010 kg m= masa partícula R= 200 m G= constante gravitacional= 6.673*10-11 Nm2/kg2

Despejamos g

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Ejercicio 2: (Valor 3.0 punto) Consideramos una estrella de neutrones con una masa igual a 3*1018 kg y con un radio de 9.8 km. a) ¿Cuál es la aceleración en caída libre sobre su superficie? Nota: Debes ignorar los efectos de la rotación. b) El asteroide tiene una masa de 3.6*1016 kg y un radio de 160 m, ¿cuál es la aceleración de caída libre sobre su superficie?

3. Ejemplo: En la ciudad de México la sirena de una patrulla emite un tono puro a una frecuencia de 1 130 Hz. Calcula la frecuencia que percibirías si vas en su automóvil, bajo las siguientes consideraciones: a) Tu automóvil está en reposo y la patrulla se dirige hacia tu auto a 30 m/s. b) La patrulla está en reposo y tu automóvil se dirige hacia ella a 30 m/s c) Tu auto y la patrulla se dirigen uno a otro a 15 m/s.

Para el cálculo de la frecuencia empleamos la fórmula

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Dónde: fo= frecuencia que percibe el observador ff= frecuencia que emite la fuente vs= velocidad del sonido vo= velocidad del observador vf= velocidad de la fuente a) Tu automóvil está en reposo y la patrulla se dirige hacia tu auto a 30 m/s.

fo= ff= 1130 Hz vs= 343 m/s vo= 0 m/s vf= 30 m/s

b) La patrulla está en reposo y tu automóvil se dirige hacia ella a 30 m/s fo= ff= 1130 Hz vs= 343 m/s vo= 30 m/s

vf= 0 m/s

c) Tu auto y la patrulla se dirigen uno a otro a 15 m/s.

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Unidad 3. Movimiento Física

fo= ff= 1130 Hz vs= 343 m/s vo= 15 m/s vf= 15 m/s

Ejercicio 3: (Valor 3.0 punto) El silbato de un tren emite un sonido con una frecuencia de 400 Hz. Calcula la frecuencia que percibirías si vas en su automóvil, bajo las siguientes consideraciones: a) Tu automóvil está en reposo y el tren se dirige hacia tu auto a 100 m/s. a) El tren está en reposo y tu automóvil se dirige hacia él a 100 m/s b) Tu auto y el tren se dirigen uno a otro a 50 m/s.

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Toma el valor de la velocidad del sonido como 343 m/s.

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