FISICA GENERAL

ACTIVIDAD COLABORATIVA N° 1

UNIDAD 1 – INTRODUCCION A LA MECANICA

HANNSEL MAURICIO BECERRA TORRES

CODIGO 1082839114

JAIME AZAEL BASTIDAS BUITRAGO

CODIGO: 1.054.090.808

ERICK DAVID DE LA CRUZ

JOSE DAVID DAZA SANTIAGO

TUTOR

SAULO ANDRES

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CINECIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

INGENIERIA DE SISTEMAS

2016

INTRODUCCIÓN

La física es la ciencia que se encarga de estudiar las propiedades y el comportamiento de la energía y la material, el tiempo, espacio y las interacciones.

Es considerada una de las disciplinas más antiguas, como toda ciencia busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante los experimentos y que la teoría puede llegar a formular predicciones de experimentos futuros.

EJERCICIOS TRABAJO GRUPAL

Ejercicios José David Daza

1. Un galón de pintura (volumen3.78×10−3M 3) cubre un área de 22.4M 2. ¿Cuál es el grosor de la pintura fresca sobre la pared, en mm?

V=volumende pintura

A=area de la pared

E=espesor de pa pinturaaplicada

V=A . E→3.78×10−3=22.4 M2 XE

E=3.78 X 10−3

22.4M 2 →E=0.16 X 10−3M

E=0.16 X 0.001❑M

Realizamos la conversión de metros a milímetros

1Metro=1000mm→1Mx 1000=1000mm

0.001Metro=1mm→0.001Mx1000=1mm

La respuesta es el Espesor de la pintura es igual a 0.16mm porque

E=0.16 X 1mm→E=0.16mm

Vectores

2. Las coordenadas polares de un punto son r=4.20 m y ᶿ= 210°. ¿Cuáles son las coordenadas cartesianas de este punto?

Para hallar x utilizamos la siguiente ecuación:

x=r∗cosθ

Reemplazando los valores

x=4.20m∗cos210 °

x=−3.6

Para hallar y utilizamos la siguiente ecuación:

y=r∗sin 210 °

y=−2.1

Las coordenadas de ese punto (-3.6,-2.1)

Ejercicios Jaime Bastidas

3. Un avión vuela desde el campo base al lago A, a 280 km de distancia en la dirección 20.0° al noreste. Después de soltar suministros vuela al lago B, que está a 190 km a 30.0° al noroeste del lago A. Determine gráficamente la distancia y dirección desde el lago B al campo base.

Y

XA 280 KM

B 190 KM

C= RT?

Formulas a utilizar

AX=A cos∅

BX=B sin∅

RX=AX+Bx

AY=A sin∅

BY=B cos∅

RY=AY +BY

RT=√RX+RY

AX=280KM .cos20° AY=280. sin 20°

AX=263.11KM AY=95.76KM

BX=190 KM . sin30° BY=190. cos30°

BX=95KM BY=164.54KM

RX=263.11KM+95KM→RX=358.11KM

RY=95.76 KM+164.54KM→RY=260.3KM

RT=√358.11KM +260.3KM→RT=278.92

Movimiento en una dimensión

4. Dos autos están en los extremos de una autopista rectilínea de 5.00×103m de longitud. Sean A y B los puntos extremos. Dos autos (que llamaremos los autos A y B) parten simultáneamente de los puntos A y B para recorrer la autopista, con rapideces 𝑣𝐴=18.0 m/s y 𝑣𝐵=15.0 m/s. Usando un sistema de coordenadas (eje X) con origen en el punto A y sentido positivo en la dirección AB : (a) Construya gráficas cuantitativas (escalas marcadas numéricamente) de las funciones de posición 𝑥𝐴(𝑡) y 𝑥𝐵(𝑡) (tomar 𝑡=0 como el instante en que parten los autos). (b) Determine analíticamente el instante y la coordenada X del punto de encuentro. ¿Concuerdan los resultados con las gráficas de posición?

Autopista de 5.00 x1000=5000m

05.000m

A B

AUTO A

AUTO B

DA=2727.18 M

DB=2272.65 M

VA=18.0ms Para conocer el punto de encuentro de auto A y B

VB=15.0 ms Utilizamos las formulas

DA=VA.TA→DA=18.0 ms.151 .51 s

D=5000M DA=2727.18M

D 1= 18.0 (T) DB=VB .TB→DB=15.0ms.151 .51

D 2 = 15.0 (T) DB=2272.65M

18.0T+15.0T=5000

33T=5.000

T= 5.00033

T= 151.51 Segundos

Ejercicios Erick David De La Cruz

Física y medición

5. Una persona camina, primero con rapidez constante de 1.50 m/s a lo largo de una línea recta desde el punto A al punto B, y luego de regreso a lo largo de la línea de B a A con una rapidez constante de 1.20 m/s. (a) ¿Cuál es su velocidad promedio durante todo el viaje? (b) ¿Cuál es su rapidez promedio durante todo el viaje?

A ________1.50 m/s________________ B

A __________________1.20 m/s ______B

R 1 = 1.50 m/s

R 2 = 1. 20 m/s

XKL=1.50 ms.t 1enel viajederegreso se recorrenXKL=1.20 m

s.t 2

1.50ms

.t 1=1.20ms. t 2→t 2=1.50

1.20t 1=1.25t 1

La cantidad total del recorrido es XKM+XKM=2XKM

El tiempo total empleado es T=T 1+T 2→T=1.25+1.25=2.50T 1

La rapidez promedio será la distancia total recorrida +

2.50T 1= 2 x2,50 t 1

→ 22.50

. xt 1

= 22.50

. x1,50ms

=1,2ms

Movimiento en dos dimensiones

6. La figura representa la aceleración total, en cierto instante de tiempo, de una partícula que se mueve a lo largo de una circunferencia de 2.50 m de radio. En este instante encuentre: (a) La magnitud de su aceleración tangencial. (b) La magnitud de su aceleración radial. (c) La rapidez de la partícula.

at=a .sin 30 °ar=a .cos30 °

at=a .sin 30 °→15.0 ms2.sin 30 °=7.5 m

s2

ar=a .cos30 °→15.0ms2.cos30 °=12.99 m

s2

ar= v2

rv=√ar . r

Con esta fórmula sabremos la rapidez

v=√12.99ms .2 .5m→v=√32.475m2

s2→v=5.69 m

s

7. Un pez que nada en un plano horizontal tiene velocidad 𝑣𝑖 = (4.00𝑖 + 1.00 𝑗) 𝑚/𝑠 en un punto en el océano donde la posición relativa a cierta roca es 𝑟𝑖 = (10.00𝑖 + 4.00 𝑗) 𝑚. Después de que el pez nada con aceleración constante durante 20.0 s, su velocidad es 𝑣𝑖 = (20.00𝑖 + 5.00 𝑗) 𝑚/𝑠. a) ¿Cuáles son las componentes de la aceleración? b) ¿Cuál es la dirección de la aceleración respecto del vector unitario 𝑖 ? c) Si el pez mantiene aceleración constante, ¿dónde está en t = 25.0 s y en qué dirección se mueve?

A. Los componentes de la aceleración son:

Velocidad i, aceleración constante, la velocidad vi

a= vf−vit

→a=(20 i+5 j )−¿¿

B. ∅=tan−1 (a )→θ=tan−1( 0,2 j0.8 i )→θ=14 °

C.X= vf +vi2

.t

X=20 i+5 j+4 i+ j2

.25→X=24 i+6 j2

.25→X=600 i+150 j2

→X=300 i+75 j

Ejercicios Hannsel Mauricio Becerra

Leyes de Movimiento.

8. Una fuerza 𝐹 aplicada a un objeto de masa 𝑚1 produce una aceleración de 3.00 m/s2. La misma fuerza aplicada a un segundo objeto de masa 𝑚2 produce una aceleración de 1.00 m/s2.

(a) ¿Cuál es el valor de la relación 𝑚 1/𝑚2(b) Si 𝑚1 y 𝑚2 se combinan en un solo objeto, ¿cuál es su aceleración bajo la acción de la fuerza 𝐹 ?

Solución:

(a) Por la acción de la segunda ley de Newton, obtendremos:a1=3m/ seg2a2=1m / seg2

F=m1∗a1(ecuación 1)F=m 2∗a2(ecuación2)

Como la fuerza (F) es igual para los dos objetos, igualamos las ecuaciones.

m1∗a1=m2∗a2

m1m2

=a1a2

=13

m1m2

=13

(b) Si se combina m1 y m2 encuentre su aceleración bajo la fuerza F

MT=m1+m2F=(m1+m2)∗a

a= Fm1+m 2

Entonces :F=m1∗a1=m1∗3

m1= f3

F=m 2∗a2=m2∗1

m 2= f1= f

Reemplazando m1 y m2 en la ecuación 3, tenemos:

¿ fm1+m2

→a= ff3+ f→a= f

4 f3

→a=34

mseg2

→a=0.75 mseg2

a=¾ mseg2

a=0 ,75m /seg2

9. Dos fuerzas 𝐹 1 y 𝐹 2 actúan sobre un objeto de 5.00 kg. Sus magnitudes son 𝐹1 = 20.0 N y 𝐹2 = 15.0 N. Determine la magnitud y dirección (respecto a 𝐹 1 ) de la aceleración del objeto en los casos (a) y (b) de la figura.

Solución:

(a) ∑F=F1+F2=(20.0 î+15.0 ĵ )N∑F=ma :20.0 î+15.0 ĵ=5.00a

a=(4.00 î+3.00 ĵ )m/ s2a=5.00m /s2atѲ=36.9°

F2 x=15.0 cos60.0 °=7.50 NF2 y=15.0 sin 60 :0 °=13.0 NF2=(7.50 î+13.0 ĵ )N

∑F=F1+F2=(27.5 î+13.0 ĵ )N=ma=5.00 aa=(5.50 î+2.60 ĵ)m /s 2=6.08m /s2at 25.3 °

10. 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 y b) la fuerza que ejerce el asiento sobre el niño en el punto más bajo. (Ignore la masa del asiento.)

Fuerza total = la fuerza ejercida por las dos cadenas

ft=350N .2→ft=700N

Fuerza que ejerce el asiento sobre el niño en el punto mas bajo

f=ft+peso del niñoX fg

f=700+40kg x9,8 mseg2

→f=1092N

CONCLUSION

La física es una ciencia teórica, que se basa en estudios experimentales. La física, de la misma manera que todas las ciencias, busca que sus CONCLUSIONES puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química y a la biología, además de explicar sus fenómenos.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016-I/Rubrica_Analitica_de_Evaluacion_Fisica_General_100413_2016-I.docx

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016-I/Guia_Integradora_de_Actividades_Academica_Fisica_General_2016-1.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016-I/Rubrica_Analitica_de_Evaluacion_Fisica_General_100413_2016-I.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016-I/Trabajo_Colaborativo_Fase_1.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2016-I/LaTeX_para_Moodle.pdf

http://www.fismec.com/recursos/textos/Serway.pdf