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°

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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

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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.

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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

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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

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