View
5
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
solucion de ejercicios que fisica general desarrollados 5 ejercicios
Citation preview
FISICA GENERAL
Solución U1
WILLIAN MAURICIO SAENZ
Tutor
WILDY XIOMARA RIVERA 1.006.701.323
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ACACIAS-META
Septiembre de 2015
CONTENIDO
INTRODUCCION…………………………………………………………………………..1
FISICA Y MEDISION………………………………………………………………………2
MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION…………………………………………………...4
MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES………………………………………………...6
LEYES DEL MOVIMIENTO………………………………………………………………9
MOVIMIENTO CIRCULAR ……………………………………………………………..11
REFERENCIAS……………………………………………………………………………13
INTRODUCCION
En el siguiente trabajo se le dará la solución a los 5 problemas escogidos de la lista de
problemas de la unidad 1, haciendo uso de las fórmulas que encontramos en el libro de
Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W para dicha solución.
1
FISICA Y MEDICION.
Física: estudia las propiedades de la naturaleza con el apoyo de la matemática, La física
se encarga de analizar las características de la energía, el tiempo y la materia, así como
también los vínculos que se establecen entre ellos.
Medición: es el resultado de la acción de medir, se refiere a la comparación que se
establece entre una cierta cantidad y su correspondiente unidad para determinar cuántas
veces dicha unidad se encuentra contenida en la cantidad en cuestión.
Problema #2
2. Una importante compañía automotriz muestra un molde de su primer automóvil,
hecho de 9.35 kg de hierro. Para celebrar sus 100 años en el negocio, un trabajador fundirá
el molde en oro a partir del original. ¿Qué masa de oro se necesita para hacer el nuevo
modelo?
Masa auto original: 9.35 kg Masa de oro auto nuevo: ?
Densidad del hierro= 7,87 g/cm3
Densidad del oro= 19,32g /cm3
Conversión de kg a gr de la masa del hierro del primer auto.
1kg 1000gr
9.35kg ?
x=9.35kgx 1000gr1kg
=9,350gr
m= densidad x volumen
v=md
v= 9,350gr
7,87 g /cm3=1.188 cm3
v=1.188cm3 volumendelmolde parael nuevoauto nuevo .
m=dxv
m=19,32 g/cm3 x1.188cm3=22.95216 g
2
m=22.95216 g
Conversión de gramos a kilogramos
1kg 1000g
? 22.95216g
X= 2295,216 kg = Masa del oro que se necesita para hacer el nuevo molde.
3
MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION
La cinemática es la rama de la mecánica que estudia la geometría del movimiento.
Usa las magnitudes fundamentales longitud, en forma de camino recorrido,
de posición y de desplazamiento, con el tiempo como parámetro. La
magnitud física masa no interviene en esta descripción. Además surgen como
magnitudes físicas derivadas los conceptos de velocidad y aceleración.
Problema # 10
10. Una liebre y una tortuga compiten en una carrera en una ruta de 1.00 km de largo. La
tortuga pasó a paso continuo y de manera estable a su máxima rapidez de 0.200 m/s se
dirige hacia la línea de meta. La liebre corre a su máxima rapidez de 8.00 m/s hacia la meta
durante 0.800 km y luego se detiene para fastidiar a la tortuga.
¿Cuán cerca de la meta la liebre puede dejar que se acerque la tortuga antes de reanudar
la carrera, que gana la tortuga en un final de fotografía? Suponga que ambos animales,
cuando se mueven, lo hacen de manera constante a su respectiva rapidez máxima
d=1km = 1000m
Velocidad de la tortuga= v=0.200m /seg
Velocidad de la liebre =v=8.00m /s
Conversión de km a m
1kmx ( 1000m1km )=1000m
Hallamos el tiempo que tardo la tortuga para llegar a la meta.
v=dt
Al convertir la ecuación para hallar el tiempo nos queda así:
t=dv
4
t= 1000m0.200m /s eg
=5000 seg Eslo que tardo la tortugaenrecorrer todala pista .
t= 1000m8.00m /seg
=125 seg Es lo que tarda laliebre enrecorrer todala pista .
Convertimos los 0,800 km que recorrió la liebre con su rapidez de 8.00m/s
0,800km x (1000m1km )=800m
Luego hallamos el tempo que tardo la liebre recorriendo los 800m con su velocidad de
8.00m/s
t=( 800m8.00m / s )=100 seg han pasado100 segcuando la liebrellega alos 800m .
Es decir:
0.200m /segx 100 seg=20mEsel espacioqueharecorrido latortuga .
t= 200m8.00m /seg
=25 seg esel tiempo que tarda laliebre pararecorrer los200m
0.200m /segx 25 seg=5mSerialo querecorrio latortugaen25 seg
5
MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES
Se le llama en dos dimensiones, porque la posición de la partícula en cada
instante, se puede representar por dos coordenadas, respecto a unos ejes de
referencia.
El movimiento en 2 dimensiones es cuando la partícula se mueve tanto horizontal como
verticalmente, El movimiento de una partícula en dos dimensiones es la trayectoria de la
partícula en un plano (vertical, horizontal, o en cualquier otra dirección del plano).Las
variables a las que está sometida la partícula son dos y por eso se le denomina movimiento
en dos dimensiones.
Problema # 18
18. En un bar local, un cliente desliza sobre la barra un tarro de cerveza vacío para que lo
vuelvan a llenar. El cantinero está momentáneamente distraído y no ve el tarro, que se
desliza de la barra y golpea el suelo a 1.40 m de la base de la barra. Si la altura de la barra
es de 0.860 m,
a) ¿con qué velocidad el tarro dejó la barra?
b) ¿Cuál fue la dirección de la velocidad del tarro justo antes de golpear el suelo?
altura ( z )=0.860maltura de labarra
distancia ( x )=1.40mdistanciaque recorioel tarro decerveza .
(z)=0.860m
(x)= 140m
Con lo anterior podemos deducir que tenemos un movimiento con aceleración constante
y un movimiento con velocidad constante por ello utilizamos la siguiente formula:
z=z0+v1 . t−12g t 2
Remplazamos así:
6
0=0.860m−12
9,8m /seg2 t2
Despejamos el tiempo así:
0.860m
9,8m /seg2x2=t2
t 2=0.175510204 seg2
√ t2=√0.175510204 seg2
Cancelamos la raíz cuadrada con el tiempo al cuadrado y nos quedara así:
t=√0.175510204 seg2
t=0.41893 seg
Ahora hallamos la velocidad que tenía el tarro de cerveza en el componente x haciendo
uso de la siguiente formula:
x=x0+v0t
Despejamos así:
x−x0=v0 t
x−x0
t=v0
Remplazamos con los datos que tenemos.
v0=1.4m−0
0.41893 seg=3.34184m /seg Velocidadcon la queel tarro dejolabarra
Ahora hallamos la velocidad en (z)
v=v0+¿
v=0+9,8m / seg2 X 0.41893 seg=4.105514m / seg
b) ¿Cuál fue la dirección de la velocidad del tarro justo antes de golpear el suelo?
θ=tan−1 v x
vz
Remplazamos los valores así:
7
θ=tan−1 3.34184m / seg4.105514m/ seg
=¿¿
θ=0.01278679 3°
8
LEYES DEL MOVIMIENTO
Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento, son tres
principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por
la dinámica, en particulares aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.
Las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros como los
movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la
mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Problema # 23
23. La distancia entre dos postes de teléfono es de 50.0 m. Cuando un ave de 1.00 kg se
posa sobre el alambre del teléfono a la mitad entre los postes, el alambre se comba 0.200 m.
Dibuje un diagrama de cuerpo libre del ave. ¿Cuánta tensión produce el ave en el alambre?
Ignore el peso del alambre.
Primero hallamos la tangente del ángulo así:
tanθ=0.2m25m
=0.008
tanθ=0.008
Después le aplicamos tan−1 a los dos lados
tan−1 tan θ=tan−10.008=0.458°
θ=0.45 8°
9
Aplicamos la siguiente formula de la primera ley de Newton:
∑ FY=0
T Y+T Y−w=0
T Y+T Y=w
Remplazamos así:
T ( sen0.45 8° )+T (sen0.458°)=m. g
Entonces:
2T ( sen0.45 8° )=m .g
T= m .g
2(sen 0.45 8°)
T=(1kg)(9.8m/ seg2)
2(0.007N )
T= 9,8N0.015787
T=613N
10
MOVIMIENTO CIRCULAR
El movimiento circular (también llamado movimiento circunferencial) es el que se basa
en un eje de giro y radio constantes, por lo cual la trayectoria es una circunferencia. Si,
además, la velocidad de giro es constante (giro ondulatorio), se produce el movimiento
circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio y centro fijos
y velocidad angular constante.
Problema # 33
33. Un niño de 40.0 kg se mece en un columpio sostenido por dos cadenas, cada una de
3.00 m de largo. La tensión en cada cadena en el punto más bajo es 350 N. Encuentre
a) la rapidez del niño en el punto más bajo.
b) la fuerza que ejerce el asiento sobre el niño en el punto más bajo. (Ignore la masa del
asiento.)
Masa (m) = 40.0kg
Radio (R) =3.00m
Tensión (T) punto más bajo = 350N
Gravedad =9,8m / seg2
Primero hallamos la fuerza total (FT) ejercida por el columpio así:
350N x2=700N
Entonces:
a) rapidez del niño en el punto más bajo.
∑ F=2T−m .g=m. v2/r
Despejamos la ecuación así:
v2=(2T−m .g)(r /m)
Remplazamos con los datos que tenemos
v2=[700N−(40.0 )(9.80)](3.00/ 40.0)=23.1(m2/seg2)m .g
v=√23.1m2
seg2
v=4.806m/ sm .g Rapidez en el punto más bajo.
11
b) fuerza que ejerce el asiento sobre el niño en el punto más bajo.
n=m. g+m .v2/r=40.0(9.80+23.1/3.00)=700N
12
REFERENCIAS
Guía integrada de actividades (2015) Recuperado de:
http://campus04.unad.edu.co/campus04_20152/mod/resource/view.php?id=2185
Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W. (2008). Física para ciencias e ingenierías, Recuperado
de:
https://mega.nz/#!p1U1gBhB!UB-VOcZTXuxBc27bXXPDCWdCFIWZLo14wHTlsh-
FYk
Lista de problemas unidad 1. Recuperado de:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/Guias/Lista_problemas_U1.pdf
Definiciones y conceptos Recuperado de:
http://edukavital.blogspot.com.co/2013/01/conceptos-y-definicion-de-
movimiento_14.html
13
14
Recommended