Trabajo Colaborativo 100413 273 Trabajo Fase 1

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL Trabajo colaborativo Fase 1 (Mecánica)

PRESENTADO POR KEYVIN JOHAN CARRASCAL TORRES CC. 1.090.465.575 DUMAR FABIAN PEREZ CC. 1115854252 NELSON RAMIREZ CC. 1.115.738.440 ANGIE XILENA RIOS CC 1115859475 MARTHA ZULAY SILVA CC. 1.115.738.440

PRESENTADO A Tutor VICTOR MANUEL BOHORQUEZ GRUPO 100413_273

FECHA DE ENTREGA

21 DE MARZO DE 2016

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD

INTRODUCCION

En el siguiente trabajo apreciaremos unos ejemplos del curso física general de la universidad nacional abierta y a distancia UNAD En el desarrollamos las temáticas de Física y medición, Vectores, Movimiento en una dimensión, Movimiento en dos dimensiones, Leyes de movimiento y Fuerzas de rozamiento y Dinámica del Movimiento circular. A continuación hallaremos unos ejercicios de física general, donde pondremos en práctica los conocimientos vistos en esta unidad. Con ejemplos muy reales de nuestra vida diaria y que lo podremos aplicar a nuestra vida profesional y además apreciaremos la importancia de las tres leyes de newton para el desarrollos de las mismos. Aplicaremos fórmulas de temas previamente estudiados con el objetivo de comprender el comportamiento de los fenómenos naturales, y demostrar en la etapa practica el conocimiento adquirido.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD Física y medición 1. (a) Redondee las siguientes cantidades a 4 cifras significativas: (i) 2.16347×105 (ii) 4.000574×106 (iii) 3.682417 (iv) 7.2518 (v) 375.6523 (vi) 21.860051 RTA: 5

(i)

2.16347× 10

(ii)

4.000574× 10

(iii) (iv) (v) (vi)

3.682417 : 3.682 7.2518 : 7.252 375.6523: 375.7 21.860051 : 21.86

: 2.163x 6

105

: 4.001x 10

6

(b) Redondee las siguientes cantidades a 2 cifras significativas: (i) 3.512 (iv) 2.751×108

(ii) 25.631 (v) 3.9814×105

RTA (i) (ii) (iii)

3.512: 3.5 25.631: 26 40.523: 41

(iv)

2.751× 10

(v)

3.9814× 10

(vi)

22.494: 22

8

: 2.8X 5

10 5

: 4X 10

8

(iii) 40.523 (vi) 22.494

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD Vectores 2. 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.

Utilizando la Ley del paralelogramo: 2

2

2

S = A + B +2 A . B .cos θ Entonces:

F 1+ F 2= √( F 1 ) +( F 2)2 +2. F 1. F 2.cos θ 2

Despejando:

F 1+ F 2= √( 6 N ) +(5 N )2 +2. ( 6 N ) . ( 5 N ) . cos 30 ° 2

F 1+ F 2= √61+9.255 F 1+ F 2= √ 70.255 F 1+ F 2=8.381 N Y la dirección:

tan α =

5N =14.54 ° 6N

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3. 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). (c) ¿Cuál es la distancia total que recorre? Y

NORTE

6 Cuadras -X

H: 5 cuadras

ESTE

OESTE

X

a 4 Cuadras Pt b

3 Cuadras

Pt: posición final -Y

H : √a 2+b

2

H : √ 42 +3

2

H : √16+ 9 H : √25 H :5 cuadras Desplazamiento resultante: (-3 -4) Vectores (-3i, -4i) Forma polar 30º sur –oeste Posición 0º con 30 min del origen

SUR

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Movimiento en una dimensión 4. 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?

dato

incognita

vi=8

m s

t=?

a=9,81 m/se 2

vf =?

h 1=30 mts

t 1=

vf −v 0 g

m −8 m/s s t 1= 9,81 m/s 2 0

t 1=0,81 seg

este tiempo es del momento de salida hasta donde la pelota alcanza su punto masalto . para hallar la altura que alcanza la pelota desde los 30 mts hasta su puntomas alto

trabajamosla velocidad final 0 y 1=

vf 2−v 02 2g

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vf 2−v 02 y 1= 2g y 1=

(8 m/ s)2 2.( 9.81 m/ seg2 ) y 1=3,26 m

aqui sumamos las dos distncias para hallar laaltura final . yt = y 1+ y 2

yt=3,26 m+30 m yt =33,26 m

luego procedemos a hallarlela velocidad final y=

vf 2−v 02 2g

y=

vf 2 2g

2. g y =vf

2

vf =√ 2 g . y vf =√ 2(9,81 m/s 2).33,26 m

vf =√ 652,56 m2 /se 2 vf =25,54 m/ seg

t=

vf −v 0 g

t=

25,54 m/seg−8 m/seg 2 9,81m/ seg

t=1,78 seg

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD 5. 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?

V =5

m s

H=2 m A=9,8 m/ s2 A. Cuál debe ser la distancia horizontal entre la silla y la rama cuando el vaquero se deje caer

1 2 H=vº .t + a . t 2 2

4 m=9,8 m/s . t

1 2 2 m= 9,8 m/ s . t 2

2

t=√ 4 m .9,8 m/s2 t=√ 0,408 s 2 t=0,638 s B. Para qué intervalo de tiempo está en el aire

A=v .t A=5

m . 0,638 s s

A=3,19 m Movimiento en dos dimensiones 6. 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.

Vx=0,500

m s

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h=1,20 mts g=9,8

m s2

t=?

Xy=? Vf =?

t= t=

t=

√

2. h g

√ √

2.(1,20 mts) m 9,81 2 seg

2,4 mts m 9,81 seg 2

t=√ 0,244 s eg2 t=0,5 seg

x=v∗t

x=0,500

m ∗0,5 seg seg

x=0,25 mts Vy=g . t

Vy=9,81 Vy=4,9

m .0,5 seg s

m seg

Vr=√ Vx2 +Vy 2

√

m 2 m 2 Vr= (0.500 ) +(4,9 ) seg seg

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Vr=√ 0,25+24,01 Vr=√ 24,26 Vr=4,92

m seg

m Vx=0,500 s

Y

g=9,8

t=0,5 seg

m 2 s

h=1,20 mts

Vr=4,92 x=0,25 mts

m seg

X

7. 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? T= 42sg

y

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X

x 0 x =0

0

y 0 y =0

vy =v 0 sin ∅

v x =v o cos∅

v y =306.sin 55 °

v x =306 cos 55 °

v y =250.66 m/sg

v y =175.51m/sg

y=v y t

−1 2 g t + y oy 2

x=v x t + x ox

2

42 ¿ a.

y=( 250.66 )( 42 s )

−1 ( 9,8 ) ¿ 2

y=1.884 .12 m

x=( 175.51 )( 42 )=7371.42 m

B.

v y =v oy −¿

vx =175.51m/sg

v y =250.66

m −9,8 (42) sg

v y =−160.94 m/ sg

v x √ Vx2 +Vy 2

=

√ 175.512 +(−160.94)2

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v r =238.12

m sg

∅=tan−1

( −160.94 174.51 ) ∅=−42.52 °

Respuesta: El proyectil se mueve a 238.12 m/s en dirección de

∅=42.52o

respecto a la

horizontal Leyes de Movimiento 8. Un bloque de aluminio de 3.00 kg y un bloque de cobre de 6.00 kg se conectan mediante una cuerda ligera inextensible que pasa sobre una polea sin fricción. Se asientan sobre una superficie de acero como se muestra en la figura, donde � = 30.0° . Las superficies están muy bien lubricadas, de modo que el rozamiento es muy pequeño. El sistema se construye y se libera. Determine, (a) La aceleración del sistema. (b) La tensión en la cuerda.

f =m. g 2

f 1=3 kg . 9,8 m/ s f 1=29, 4 N

f 2=6 kg . 9,8 m/s 2 f 2=58,8 N A. Aceleración

f respuesta=m. a

58, 8 N −29,4 N= ( m1+m2 ) . a 29,4 N= (3 kg+6 kg ) . a 29,4 N=9 kg . a

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a=

29,4 N 9 kg

a=3,26 m/s 2 B. Tensión

f respuesta=m. a T −29,4 N=3 kg .3,26 m/ s2 T −29,4 N=9,78 N

T =29,4 N +9,78 N T =39,18 N

9. Tres bloques están en contacto mutuo sobre una superficie horizontal sin fricción, como se muestra en la figura. A �1 se le aplica una fuerza horizontal � ⃗. Tome �1 = 3.00 kg, �2 = 4.00 kg, �3 = 5.00 kg y � = 18.0 N. Encuentre: (a) La aceleración de los bloques. (b) La fuerza resultante sobre cada bloque. (c) Las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques.

Solución

f =18 Nw m1=3 kg

m2=4 kg m3=5 kg

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ax=?

ax=

f m1+m 2+m3 m seg2 12 kg

18 kg . ax=

ax=1.5

m seg 2

∑fx=m 1.a f −fc 1=m1. a

18 N −fc1=3 kg . 1.5

m seg2

18 N −fc1=4,5 kg .

m seg 2

fc 1=18 N −4,5 kg .

m seg 2

fc 1=13,5 Nw

f 1=f −fc 1

f 1=18 N −13,5 N f 1=14,5 N fuerza resultante de m1.

∑fx=m 2.a fc 1−fc 2=m2. a

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13,5 N −fc2=4 kg .1.5

m seg 2

13,5 N −fc2=6 kg .

m 2 seg

fc 2=13,5 N −6 kg .

m 2 seg

fc 2=7,5 Nw

f 2=fc 1−fc 2

f 2=13,5 N −7,5 N f 2=6 N fuerza resultante de m2

∑fx=m 3.a fc 2=5 kg .1.5

m seg 2

fc 2=7,5 Nw

f 3=fc 2 f 3=7,5 Nw fuerzaresultante de m 3

Las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques.

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Fuerzas de rozamiento y Dinámica del Movimiento Circular. 10. La tabla entre otras dos tablas en la figura pesa 95.5 N. Si el coeficiente de fricción entre las tablas es 0.563, ¿Cuál debe ser la magnitud de cada una de las fuerzas de compresión (supuestas horizontales) que actúan sobre ambos lados de la tabla central para evitar que se deslice?

N

F2

F1

Datos

N=95,5

g=9,81

m seg 2 P= m.g

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μ=0,563 P=95,5 Nw

fr=μe . N fr=0,563. 95,5

fr=53,77 N P=m . g

95,5 Nw=m .9,81

m 2 seg

m seg 2 m= m 9,81 seg 2 95,5 kg .

m=9,73 kg

CONCLUSIONES



De esta actividad identificamos las diferentes fórmulas y ecuaciones que sirven para el desarrollo de cada uno de los problemas.



Las tres leyes de Isaac newton; ley de la inercia, ley de la fuerza, ley de acción y reacción.



La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.



Identificamos la importancia que tiene la física para el desarrollo de la humanidad debido que gracias a las tres leyes de newton podemos dar solución a muchos problemas de la vida diaria.



Mecánica clásica, estudia el movimiento de los objetos que son grandes en relación con los átomos y se mueven con una rapidez mucho más lenta que la de la luz.

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BIBLIOGRAFIA

• MAGNITUDES FISICAS Y SU MEDIDA.EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Trenzado Diepa, José L.. Física. España: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Servicio de Publicaciones y Difusión Científica, 2014. ProQuest ebrary. Web. 10 February 2016. Copyright © 2014. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Servicio de Publicaciones y Difusión Científica. All rights reserved. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016I/Fisica_y_mediciones_Trenzado_.pdf

• You tube - julio profe caída libre https://www.youtube.com/watch?v=_6Wgwx4aTeY • You tube - julio profe movimiento parabólico https://www.youtube.com/watch?v=yNwSGIHNEq4 •

You tuve – mate móvil vectores introducción

•

https://www.youtube.com/watch?v=etX1fU9PvqU

•

Manual de física general

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD • http://www.osinergmin.gob.pe/newweb/pages/Publico/LV_files/Manual_Fisica_General.pdf