Trabajo Colaborativo Aporte (1).docx

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADITANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

FISICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA TELEMÁTICA

TRABAJO COLABORATIVO 1

OLGA MURGAS

Codigo Grupo: 100413_84

CEAD de Valledupar 2016

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INTRODUCCION

Actualmente entendemos por Física la ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía, considerando aquellos fenómenos que son susceptibles de medida y de los cuales se pueden deducir leyes generales.

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OBJETIVOS General 

Asimilar a través de ejercicios prácticos de temas como las magnitudes físicas, movimiento entre otros y aplicarlos para resolver problemas diarios

Específicos 

Conocer concepto de magnitud física están relacionados con la de medida.



Definir las magnitudes físicas que usamos en ingeniería y una de las formas en que fueron clasificadas fue como magnitudes físicas escalares y magnitudes físicas vectoriales.



Describir el movimiento rectilineo o movimiento unidimensional por ser el más sencillo que puede realizar una partícula

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Física y medición 1. (a) Redondee las siguientes cantidades a la cantidad de cifras significativas indicadas en cada columna:

No Valor 7.12304*105 1 3.100008*107 2 3 8.020213 4 30.1402 1.34012*10-4 5 6 1.0312

4 cifras significativas

3 cifras significativas

2 cifras significativas

(d) Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:

Valor

Cantidad de significativas 2.0100 0.00302 1.03*10-2 70100 0.004001

cifras

Valor

Cantidad de significativas 2.300*107 310 190000000 0.0401 0.00200

c i f r a s

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2. El radio medio de la tierra es 6.37 x 10 6 m y el de la luna es de 1. 74 x108 cm. Con estos datos calcule. (a) ¿La proporción entre el área superficial de la tierra y la de la luna? (b) La proporción de volúmenes de la tierra y de la luna. Recuerde que el área de la superficie de un esfera es de 4 r2 y su volumen es 4/3 r3.

a) Area de la Tierra = 4πrT² = rT² = (6.37x106 m)2 = 13.4 Area de la Luna 4πrL² rL² (1.74x106 m) 2 b) Volumen de la Tierra = (4/3)πrT3 = rT3 = (6.37x106 m)3 = 49.06 Volumen de la Luna (4/3)πr L3 rL3 (1.74x106 m)3 Vectores 3. Una fuerza 1 de 6.00 N de magnitud actúa sobre un objeto en el origen en una dirección de 30.0° sobre el eje X positivo de un plano XY. Una segunda fuerza 2 de 5.00 N de magnitud actúa sobre el objeto en la dirección del eje Y negativo. Calcule la magnitud y la dirección de la fuerza resultante 1 + 2 .

30°

Componente x: Cos 30°

Componente x → componente x=fuerza∗cos 30°=6 N∗0.866=5.2 N Fuerza

Componente y: Sen 30°

Componente y → componente y =fuerza∗sen 30° =6 N∗0.5=3.0 N Fuerza

Fuerza 2 Solo tiene componente y y es negativa = -5N

Componentes del vector final: En x: 5,2 N + 0 = 5,2 N En y: 3N-6N= -3N

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La magnitud se calcular como la raíz cuadrada de la sumatoria de las componentes al 2 2 cuadrado: 5,2 + ( −3 ) =√ 27,04+9=6,0 N

√

La dirección es arc tangente de

−3 5,2

; es decir 30° de inclinación hacia el sur, en sentido

horario. 4. Una chica que entrega periódicos cubre su ruta al viajar 6.00 cuadras al oeste, 4.00 cuadras al sur y luego 3.00 cuadras al este. Usando un sistema XY con eje X positivo hacia el este y eje Y positivo hacia el norte, (a) Exprese el desplazamiento resultante como vector cartesiano (en términos de los vectores unitarios ̂ y ̂ ). (b) Exprese el desplazamiento resultante en forma polar (magnitud y dirección con respecto al norte o sur, por ejemplo N30.0°O). Los vectores unitarios son: i: Sentido horizontal hacia el este j: Sentido vertical hacia el norte Desplazamiento 1: -6i Desplazamiento 2: -4i Desplazamiento 3: 3i

Desplazamiento resultante: sumatoria de los tres desplazamientos: En forma de vector cartesiano: -6i+3i-4j= -3i-4j (b) Exprese el desplazamiento resultante en forma polar (magnitud y dirección con respecto al norte o sur, por ejemplo N30.0°O)

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Tenemos que determinar la magnitud y el sentido Magnitud:

√ 32+ 4 2=√ 9+16=√ 25 Sentido: hallamos la tangente del ángulo y luego el arco de la tangente:

Tangete

Cateto opuesto −4 = =1.333 Cateto adyacente −3 arc tangente ( 1.333 ) = 53,13°

R/P: 5cuadras O 53,13°S (c) ¿Cuál es la distancia total que recorre? 6 cuadras + 4 cuadras + 3 cuadras: 13 cuadras

Movimiento en una dimensión

5. Una bola maciza y algo pesada se lanza directamente hacia arriba, con una rapidez inicial de 8.00 m/s, desde una altura de 30.0 m sobre el suelo. (a) ¿Después de qué intervalo de tiempo la bola golpea el suelo? (b) ¿Con qué rapidez lo hace? Vo=8m/s Yo=30 m

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 Ecuaciones del lanzamiento Vertical hacia arriba (eje y): movimiento uniformemente acelerado V= Vo.t – g.t y=yo+Vo.t-

g.t2 2

V 2=Vo2 −2 g ( y− yo )

Parte a) y=yo+Vo.t-

g.t2 2

Usamos g = 10 m/s2

y=30+ 8.t−

10.t 2 2

0=30+8. t−5t 2 2

5 t −8.t−30=0

−b ± √ b2−4 ac (−8 ) ± √ (−8 )−4 ( 5 ) (−30 ) 8 ± √ 64+100 = = 2a 10 2 (5) 2

t=

8± 25.768 10 t1=-1,78s; t2= 3,38s; Respuesta a) Llegará al suelo a los 3,38 segundos de haber sido lanzada hacia arriba. Parte b)

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V 2=Vo2 −2 g ( y− yo ) V 2=( 8 m/s )2−2

( 10sm ) ( 0 m−30 m )=664 ( m/ s)

2

V 2=± √ 664 ( m/s ) =−25.8 m/s 2

Para la velocidad debe escogerse el signo negativo, porque la velocidad es hacia abajo y las ecuaciones están planteadas tomando como positivo el sentido hacia arriba, pero como piden la rapidez no se utiliza el signo. R/P b) Llegará al suelo con una rapidez de 25,8 m/s

6. Un osado vaquero sentado en la rama de un árbol desea caer verticalmente sobre un caballo que galopa bajo el árbol. La rapidez constante del caballo es 5.00 m/s y la distancia desde la rama hasta el nivel de la silla de montar es 2.00 m.

(a) ¿Cuál debe ser la distancia horizontal entre la silla y la rama cuando el vaquero se deje caer? (b) ¿Para qué intervalo de tiempo está en el aire?

y=2,00m

V=5,00m/s

X=m Distancia recorrida por el caballo: X=V.t = 5.00 m/s Caída del vaquero:

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y=

g .t 2

2

Para facilidad de los cálculos usaré g = 10 m/s 2

t=

√ √

2 ( 2,00 m ) 2y =0.632 s = 2 g 10 m/ s

X=V.t = 5.00 m/s . t =5,00 m/s . (0,632s)= 3,16 m R/p: a)

El vaquero debe dejarse caer cuando la silla del caballo está a 3,16 m de la rama.

b) El vaquero pasará 0,632 s en el aire antes de caer en la silla (si calculó bien el momento de su salto). 7. En la figura se muestra la posición en función del tiempo para cierta partícula que se mueve a lo largo del eje x. Encuentre la velocidad promedio en los siguientes intervalos de tiempo. a) 0 a 2 s, b) 0 a 4 s, c) 2 s a 4 s, d) 4 s a 7 s, e) 0 a 8 s.

Figura tomada de Física para Ciencias e ingeniería (Serway & Jewett Jr. 2008)

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8. Un pez que nada en un plano horizontal tiene velocidad en un punto en el océano donde la posición relativa a cierta roca es Después de que el pez nada con aceleración constante durante 20.0s, su velocidad es a) ¿Cuáles son las componentes de la aceleración? b) ¿Cuál es la dirección de la aceleración respecto del vector unitario ̂? c) Si el pez mantiene aceleración constante, ¿dónde está en t = 25.0 s y en qué dirección se mueve?

9. Una canica sobre una mesa horizontal se golpea con el dedo, de modo que rueda sobre la mesa a 0.500 m/s. Después de llegar al borde, describe un movimiento parabólico bajo la acción de la gravedad. La mesa tiene 1.20 m de altura. Usando un sistema XY con el eje X horizontal hacia afuera de la mesa, eje Y hacia arriba, y origen en el punto donde la canica inicia su vuelo, construya una gráfica cuantitativa (escalas marcadas numéricamente) de la trayectoria parabólica de la canica, hasta el punto donde cae al piso. Movimiento horizontal: X= V.t= 0.5 m/s.t Movimiento verical: y=yo.-

g.t2 2 2

y=1.20.-

9,8.t =1,20−4.9t 2 2

Despejamos t de la ecuación para el movimiento horizontal y lo susitituimos en la ecuación del movimiento vertical:

t=

x =2 x 0,5

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y= 1,20−4.9 ( 2 x )2=1,20−4.9 ( 4 ) ( x2 ) =1,20−4.9 t 2

Por tanto hay que graficar la función anterior entre X=0 y X= valores de y entre 1,20 m y 0 m

√

1,20 19,6

lo cual arrojara

En la próxima página está el gráfico requerido y una tabla con distintos valores x,y. Para completar los números en los ejes de la gráafica, para el eje x cada división equivale a 0,02m, mientras que para el eje y cada división equivale a 0,04 m

x (m) 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200 0,220 0,240 0,247

y=1,20-19,6x^2 (m) 1,200 1,192 1,169 1,129 1,075 1,004 0,918 0,816 0,698 0,565 0,416 0,251 0,071 0,000

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10. Para iniciar una avalancha en una pendiente de la montaña, un obús de artillería es disparado con una velocidad inicial de 3.00 × 102 m/s a 55.0° sobre la horizontal. Explota al golpear la ladera 42.0 s después de ser disparado. (a) ¿Cuáles son las coordenadas X e Y donde explota el obús, en relación con su punto de disparo? (b) ¿Con qué rapidez se mueve el obús y en qué dirección con respecto a la horizontal, justo antes del momento en que explota?

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CONCLUSIONES

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REFERENCIA



Baird, D. C. Experimentación Una Introducción a la Teoría de Mediciones y al Diseño de Experimentos; Editorial Prentice; México 1991; págs. 1-205



Resnick Robert; Hallidey David; Krane Kenneth S. Física Vol. I; Editorial CECSA, México, 2002 págs. 1-137, 230-295 y 331-367



Serway Raymond A.; Física Tomo I; Editorial McGraw-Hill, México, (1993); págns. 1-214, 334 -403



Tipler Paul A.; (Física Vol. I; Editorial McGraw-Hill, México, 2001); págs.1-220, 331-360 y 441486



Tippens Paul E.; (2001); Física Conceptos y Aplicaciones; Editorial McGraw-Hill, México, (2001); págs. 1-150, 175-248, 309 -332