Nombre de la materia

FsicaNombre de la Licenciatura

Licenciatura en Ingeniera IndustrialNombre del alumno

Rodolfo Jos Muoz MujicaMatrcula

25709Nombre de la Tarea

Trabajo y EnergaUnidad #2Nombre del Tutor

Karla Jael CervantesFecha

19 de Septiembre del 2015PROBLEMAS1)Un adulto jala con una cuerda un tronco de 10 kg, una distancia de 12 metros (s = 12 m) con rapidez constante sobre una superficie horizontal.

Qu trabajo realiza en el tronco si el coeficiente de friccin cintica es de 0.20 ( =0.20), y si la cuerda forma un ngulo de 45 grados ( = 45) con la horizontal?

Propuesta de solucion.Analizando el diagrama de caida libre encontramos tronco 10 kgs, distancia 10 metros, el angulo de 45 podemos definir X, Y, la fuerza de friccion Fy yla fuerza Fx, ademas de la Fuerza abajo w=mg( fuerza w=masa x gravedad).

Fx =Fcos - f ecuacion 1 en X

Fy =Fsen +N-mg ecuacion 2 en y

Analis de la aceleracion.

a= 0, por lo cual ax=0 y ay=0

Tenemos la segunda ley de newton Fx =ma ecuacion 3Podemos afirmar que f=uKN ecuacion 4En sistema de combinacion de ecuaciones para determinar la formula de resolucion del problema tenemos:

Sustitucion ecuacion 4 en la 1

T= uKN y Fx =Fcos - f

Fcos -( Ukn)=0, despejando N= Fcos - f-uKN=0 ecuacion 5

-Ukn= -Fcos N= -Fcos /-uk

N=Fcos /uk

Sustituyendo la 6 en la ecuacion 2

Fsen -+N-mg

Fsen -+( Fcos /uk)-mg=0

F(sen -+ Fcos /uk)-mg=0

F(sen -+ Fcos /uk)=mg

F=mg/ sen /1 + cos /uk)F=mg/uk sen + cos /uk)F=mg/1/uk sen + cos /ukF= mguk/uk sen + cos F=mguk/uk sen + cos Sustituimos los valores numericos:

F= 10 Kg(0.20)(9.8 m/s2)/0.20 sen 45 + cos 45

F= 19.6/ 0.20(0.707106781) +(0.707106781)

F= 19.6/0.141421356 +0.707106781

F=19.6/0.848528136

F=23.09 J

T= F*d cos.

T= 0,2 *10kg*12m cos 45T=16.97 J2) Un paracaidista, de masa 70 kg, se deja caer de un avin desde una altura de 100 metros sobre la superficie terrestre. Despreciando la resistencia del aire, qu velocidad tendr esta persona poco antes de caer al suelo?W= Fs=mg .h ecuacion 1

Tenemos los siguientes datos:

h=100 m, Vo=0, Vf=?, g=9.8 m/s2

Desarrollando k= (1/2mVf 2)-(1/2mVo2)

k= 1/2mVf 2-(1/2m(o)2)k=1/2m Vf2 ecuacion 2Combinando ecuaciones 1 y 2

Mgh=1/2m vf2

Vf=vf2=mgh/1/2m

Vf2=gh/1/2

Vf2=gh/1, vf2=2gh/1

vf2=2gh=vf=2gh sustituimos valores:Vf=2(9.8 m/s2)100m=1960m2/s2

Vf=44.27 m/s3) En un bloque de Nylamid con masa M, que cuelga de dos largas cuerdas, se dispara una bala de masa m contra dicho bloque, lo que ocasiona que la bala y el bloque de eleven, por lo que su centro de masa alcanza una distancia vertical que llamaremos h. Supn que antes que el pndulo (combinacin bloque-cuerdas) se detenga momentneamente al final de su arco, la masa del bloque de Nylamid es de 7 kg (M = 7 kg), y la masa de la bala es igual a 10.5 gramos (m = 10.5 g). Con el planteamiento y los datos anteriores, responde:

A)Cul es la rapidez de la bala si el bloque se eleva a una altura de 10 cm (h = 10 cm)?

B)Qu porcin de la energa cintica se pierde en la colisin?

miVix+m2V2i=(m 1 + m2)VfxTenemos Vf compuesta del bloque y la bala.

Wneto =wh=mgh

Wneto=wg= -(m+M)gh ecuacion numero 1

Mvi=(m+M)Vf

k=0-1/2(m+M)Vf2

k=1/2(m+M)Vf2 ecuacion numero 2Propuesta de solucion.

Inciso a)

(m+M)gh/Wneto=1/2 (m+M)Vf2/kTrabajo=energia (ec1y ec2)

Mvi=(m+M)Vf

Vf=(Vf=mVi/(m+M)

Sustituyendo

-(m+M)gh/1/2(m+M)= (mvi/m+M)2+(m+M)gh/1/2(m+M)=(n+M)gh/m+M/2(m+M)gh/1m+M/2 =2 (m+M)/m+M gh

2gh=mvi/(m+M)2 =2gh =mvi/m+M

m+M2gh=mvi

Vi=(m+M) 2gh/m

Vi=2gh (m+M)/m

Vi=2(9.8 m/s2-0.10m)

(10.59 +7000g)/10.59

Vi=1.96m2/s2=667.66

Vi= 1.4 m/s (667.66)

Vi=934.72 m/sInciso b)

Kfinal=1/2 (m+M)Vfinal (m+M) (m.Vinicial/m+M)2 mVi (m/m+M)

Kf/Ki= m/m+M

Kf /Ki= 10.59/(10.59 + 7000 g)=10.5 g/7010.5 gKf/Ki= 14977 J3