TRABAJO COLABORATIVO 2

JUAN CAMILO MORALES HUERFANO

ELVIS JONATHAN ORDOEZ

EDWIN FIDEL URUEA

BYRON MANUEL BOJATO

Alexander Flores

Ingeniero

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

2014

OBJETIVOS

Incorporar conceptos fundamentales de la fsica para poder ser aplicados a

la vida profesional.

Adquirir habilidades, lgicas y matemticas que contribuyan solucionar

problemas fsicos reales.

Conceptualizar diferentes temas de la fsica clsica.

Recordar temas vistos anteriormente.

Consolidar un equipo de trabajo ameno y colaborativo, dentro del cual se

logre interactuar el conocimiento adquirido de los temas abordados en la

unidad 2

Tema 1: Energa de un sistema

Problema 3

LEY DE FUERZAS DE RESORTES

La ley de fuerza para el resorte es la Ley de Hooke.

Conforme el resorte est estirado (o comprimido) cada vez ms, la fuerza de

restauracin del resorte se hace ms grande y es necesario aplicar una fuerza

mayor. Se encuentra que la fuerza aplicada F es directamente proporcional al

desplazamiento o al cambio de longitud del resorte. Esto se puede expresar en

forma de una ecuacin.

O con X 0 = 0 , F = kX

Como se puede ver la fuerza vara con X. Esto se expresa diciendo que la fuerza

es una funcin de la posicin. La k en esta ecuacin es una constante de

proporcionalidad y comnmente se llama la constante del resorte o de la fuerza

restauradora. Mientras mayor sea el valor de k, ms rgido o fuerte ser el resorte.

TRABAJO REALIZADO POR RESORTES

El trabajo tambin lo puede realizar una fuerza que vara en magnitud o direccin

durante el desplazamiento del cuerpo sobre el que acta. Un ejemplo de una

fuerza variable que hace un trabajo es un resorte. As cuando se tira lentamente

de un resorte, la fuerza necesaria para estirarlo aumenta gradualmente a medida

que el resorte se alarga. Considere una masa m ligada horizontalmente a un

resorte. Al aplicar una fuerza sobre la masa, a fin de estirar el resorte, se logra

que la masa m se desplace respecto a la posicin X 0 que ocupaba inicialmente.

Si se realiza este movimiento con velocidad constante, es evidente que la masa no

gana energa cintica, y si el movimiento se realiza horizontalmente tampoco gana

energa potencial gravitatoria. En qu tipo de energa se ha convertido el trabajo

realizado sobre la masa al desplazarla?

La fuerza ejercida segn la Ley de Hooke es : = - k

O simplemente la pendiente de la grfica es k. se incrementa uniformemente

con X. La fuerza promedio ( prom) es:

Si

As el trabajo realizado al estirar o comprimir el resorte es:

El trabajo realizado es:

El trabajo de estirar un resorte de la posicin X1 a X2 es:

Byron Manuel Bojato

Tema 4: Breve estudio de la presin

Problema 16

Una mujer de 50.0 kg se equilibra sobre un par de zapatillas con tacn de aguja.

Si el tacn es circular y tiene un radio de 0.500 cm, qu presin ejerce sobre el

piso?

Conceptos necesarios para resolver un problema sobre presin

La presin es igual a la fuerza por el rea.

La fuerza es igual a la masa por la aceleracin de la gravedad

El rea del crculo es igual pi por radio al cuadrado

Primero es necesario resolver el rea del crculo, luego es necesario resolver la

fuerza y por ultimo resolver la presin.

Elvis Jonathan Ordoez

Tema 4: Breve estudio de la presin

Problema 19

Una pelota de Ping-pong tiene un dimetro de 3.80 cm y una densidad promedio

de 0.084 0g/cm3. Qu fuerza requiere para mantenerla completamente

sumergida bajo el agua?

Conceptos necesarios para resolver un problema sobre presin

Como el agua tiene una densidad en tonces hay que hallar su peso

Luego la diferencia de estos dos pesos es la fuerza que hay que emplear para

mantenerla sumergida en el agua.

Cuando la pelota est totalmente sumergida, sobre de ella actan dos fuerzas:

el peso y la densidad del agua.

FORMULAS

Volumen de una esfera

V=*r*4/3

MASA

m = V d

PESO

P = mg

Juan Camilo Morales

Tema 5: Dinmica de fluidos

Problema 24

En el caso de la dinmica de fluidos lo que nos interesa es un fluido que se mueve

a travs de una tubera, o un cauce. Para ello es importante el concepto de flujo, el

cual hace referencia al desplazamiento de un lquido en un punto del espacio.

Si la velocidad de un fluido es constante en el tiempo en cualquier punto, se dice

que el flujo es estacionario. Este tipo de flujo es muy comn en movimiento de

fluidos a bajas velocidades. Cuando no hay un desplazamiento relativo de los

elementos de masa del fluido, es decir cuando todos se mueven a la misma

velocidad, se dice que el flujo es laminar.

En un flujo no estacionario la velocidad de las partculas, o de los elementos del

fluido, varan en funcin del tiempo. Cuando un flujo cambia en forma muy brusca

se dice que es turbulento.

Los conceptos bsicos de la dinmica de fluidos se han planteado para flujos

estacionarios, incompresibles y no viscosos.

Cmo se mide el flujo?

Los fluidos se pueden mover en sistemas cerrados como tuberas o en sistemas

abiertos como ros y canales, en los cuales existe una superficie libre.

FORMULAS

Edwin Fidel Uruea

Solucin problema 11

Tema 3: Cantidad de movimiento Lineal y colisiones

Una bola de 0.150 kg de masa se deja caer desde el reposo a una altura de 1.25

m. Rebota en el suelo para alcanzar una altura de 0.960 m. Qu impulso le da el

piso a la bola?

Elvis Jonathan Ordoez

Solucin Problema 19

Tema 4: Breve estudio de la presin

Una pelota de Ping-pong tiene un dimetro de 3.80 cm y una densidad promedio

de 0.084 0g/cm3. Qu fuerza requiere para mantenerla completamente

sumergida bajo el agua?

V=*r*4/3

V = 7.9587 cm

Como la densidad del agua es de 1.04gr/cm, , en tonces el peso que desaloja es

de:

PA= 7.9587/1.04 = 7.6525971 grms.

El peso de la pelota es:

PP = 7.9587*0.084 = 0.6685308 grms.

Luego la diferencia de estos dos pesos es la fuerza que hay que emplear para

mantenerla sumergida en este agua.

dif = 7.6525971 - 0.6685308 = 6.984*10^-3 N

Pasando todo a unidades del SI, el dimetro de la pelota es

2r = 3.80 x 10^-2 m

y la densidad es

d = 84 kg/m

El volumen de la pelota es

V = 4/3 r = 4/3 x 3.14 x (1.90 x 10^-2) = 28.73 x 10^-6 m

y su masa es

m = V d = 28.73 x 10^-6 x 84 = 2.413 x 10^-3 kg

Cuando la pelota est totalmente sumergida, sobre de ella actan dos fuerzas:

- El peso

P = mg = 2.413 x 10^-3 x 9.81 = 23.7 x 10^-3 N, dirigido hacia abajo

- El empuje de Arqumedes

Fa = V dA g = 28.73 x 10^-6 x 1000 x 9.81 = 281.9 x 10^-3 N, dirigido hacia arriba,

siendo dA = 1000 kg/m la densidad del agua.

La fuerza necesaria para mantener la pelota sumergida es la diferencia entre estas

dos fuerzas entonces sus valores son:

F = Fa - P = (281.9 - 23.7) x 10^-3 = 258.2 x 10^-3 N = 0.2582 N

Juan Camilo Morales

Solucin problema 24

Tema 5: Dinmica de fluidos

A travs de una manguera contra incendios de 6.35 cm de dimetro circula agua

a una relacin de 0.012 0 m3/s. La manguera termina en una boquilla de 2.20 cm

de dimetro interior. Cul es la rapidez con la que el agua sale de la boquilla?

Respuesta:

Hay que tener en cuenta que la relacin de 0.0120 m3/s es el mismo caudal

Entonces para hallar la rapidez con la que sale el agua de la boquita tendramos

que pasar el dimetro de la boquilla a metros cuadrados, porque se divide el

caudal sobre la sesin de la boquilla.

Dimetro = 2.20 cm = 0.022 m

s = pi*(1/2d)2

Reemplazamos

S= pi*(0.5*0.022)2 = 3.8*0.000121 m2

V= Caudal / s

Edwin Fidel Uruea

CONCLUSIONES

A travs del desarrollo de los ejercicios, se logr poner en prcticas los

diversos contenidos temticos abordados en la unidad 2, as como tambin

recordar temas vistos en la anterior unidad.

Se potencializ el desarrollo de habilidades lgicas y matemticas que

sern de gran utilidad en la solucin de problemas reales asociados a la

fsica, que son inherentes al entorno laboral en el cual se aspira ejercer.

El desarrollo del trabajo de colaborativo fue ameno y se observ el inters

de los participantes en compartir sus aportes y consolidar el trabajo final.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

TORRES, Diego Alejandro, (2012) Modulo Virtual de Fsica General, Universidad

Nacional Abierta y a Distancia UNAD.