MOMENTO DE EVALUACION: INTERMEDIA
UNIDAD 2: TRABAJO INDIVIDUAL
Resumen
CURSO: FISICA GENERAL
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
Escuela: ECBTI
CERES VALLE DEL GUAMUEZ
08/04/2015
Contenido
INTRODUCCION......................................................................................................................................3
Tema 1: Energía de un sistema...................................................................................................................4
Ejercicio 1...................................................................................................................................................4
Tema 2: Conservación de la energía...........................................................................................................5
Ejercicio 8...................................................................................................................................................5
Tema 3: Cantidad de movimiento lineal y colisiones..................................................................................7
Ejercicio 12.................................................................................................................................................7
Tema 4: Breve estudio de la presión...........................................................................................................8
Ejercicio 16.................................................................................................................................................8
Tema 5: Dinámica de fluidos......................................................................................................................9
Ejercicio 22.................................................................................................................................................9
CONCLUSIONES....................................................................................................................................11
REFERENCIAS........................................................................................................................................12
INTRODUCCION
Este trabajo es realizado con el fin de responder a los objetivos establecidos por la guía
de actividades de la unidad 2 de la asignatura de física general. La importancia de la realización
de este trabajo es resolver los ejercicios en torno a la temática de profundización del tema
Mecánica correspondientes a la unidad 2 de física general.
El curso que nos ocupa en este material, presenta diversas temáticas que hacen parte de
esa gran herramienta formal. Las temáticas que se exponen son muy útiles para cualquier
estudiante de un programa universitario, están desarrolladas en un lenguaje sencillo, pero con
gran rigor físico-matemático, ya que el propósito fundamental es que los estudiantes adquieran
conocimientos sólidos en las áreas de la física, que les permita transitar de manera muy dinámica
por áreas más avanzadas o afines.
DESARROLLO DEL TRABAJO
Tema 1: Energía de un sistema
Ejercicio 1. Un bloque de 2.50 kg de masa se empuja 2.20 m a lo largo de una mesa
horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida 25.0° debajo de la horizontal.
Determine el trabajo invertido sobre el bloque por a) la fuerza aplicada, b) la fuerza normal que
ejerce la mesa y c) la fuerza gravitacional. d) Determine el trabajo neto invertido en el bloque.
Sistemas: es una sola partícula, un conjunto de partículas o una región del espacio, y
puede variar en tamaño y forma.
Trabajo: El trabajo W invertido sobre un sistema por un agente que ejerce una fuerza
constante sobre el sistema es el producto de la magnitud F de la fuerza, la magnitud Δr del
desplazamiento del punto de aplicacion de la fuerza y cos θ, donde θ es el ángulo entre los
vectores fuerza y desplazamiento:
W = F Δr cos θ
Teorema, trabajo y energía cinética: establece que si una fuerza externa invierte trabajo
en un sistema, y el único cambio en el sistema es en su rapidez, entonces:
Energía total mecánica de un sistema: se define como la suma de la energía cinética y potencial:
Emec=K+U.
Si una partícula de masa “m” está a una distancia y sobre la superficie de la Tierra, la
energía potencial gravitacional del sistema partícula-Tierra es: Ug=m*g*y.
Los sistemas están en tres clases de configuraciones de equilibrio cuando la fuerza neta
en un integrante del sistema es cero. Las configuraciones de equilibrio estable corresponden
cuando U(x) es un mínimo. Las configuraciones de equilibrio inestable corresponden cuando
U(x) es un maximo. El equilibrio neutro surge cuando U es constante mientras un integrante del
sistema se mueve en alguna región.
Formulas a utilizar:
w=F ∆ x∗cosθ trabajo
wn=F ∆ x∗cosθ fuerza normal
wg=F ∆ x∗cosθ fuerza gravitacional
W t=W +Wn+Wgtrabajo total
Tema 2: Conservación de la energía
Ejercicio 8. Una caja de 40.0 kg, inicialmente en reposo, se empuja 5.00 m a lo largo
de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 130 N. El
coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0.300. Encuentre: a) el trabajo invertido por la
fuerza aplicada, b) el aumento en energía interna en el sistema caja– suelo como resultado de la
fricción, c) el trabajo invertido por la fuerza normal, d) el trabajo invertido por la fuerza
gravitacional, e) el cambio en energía cinética de la caja y f) la rapidez final de la caja.
El principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se
destruye, solo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones la energía total
permanece constante, es decir la energía total es igual en la transformación y después dela
transformación, antes de la transformación.
El desplazamiento no de la caja no es aislando ya que se genera la fricción entre la caja
y el suelo rugoso.
La fórmula del trabajo es w=FΔx, donde F es igual a Fuerza aplicada (130N) y Δx la distancia
recorrida (5.00m).
Magnitud fuerza de Fricción:
Donde se multiplica el coeficiente de fricción (0.300) la masa (40.0 kg) y la gravedad (9.80
m/s2).
La fuerza de gravedad ni la normal no ejercen fuerza ya que el movimiento de se realiza sobre el
eje X movimiento horizontal.
Energía cinética de la caja:
Para calcular la rapidez final se requiere haber encontrado la magnitud fuerza de fricción.
Formulas a utilizar:
w f =f k ∆ x=μk∗m∗g∗∆ x trabajo invertido
w=wf +( f∗∆ x ) trabajo total
w=F ∆ x∗cosθ trabajo
w fn=w t−w f cambiode energia
v f= (2k /m )1/2velocidad final
Tema 3: Cantidad de movimiento lineal y colisiones
Ejercicio 12. Una bala de 10.0 g se dispara en un bloque de madera fijo (m = 5.00 kg).
La bala se incrusta en el bloque. La rapidez dela combinación bala más madera inmediatamente
después de la colisión es 0.600 m/s. ¿Cuál fue la rapidez original dela bala?
La energía cinética disponible corresponde a la que poseen los cuerpos respecto al
sistema de referencia de su centro de masas. Antes de la colisión, la mayor parte de esta energía
corresponde al objeto de menor masa. Tras la colisión, los objetos permanecen en reposo
respecto al centro de masas del sistema de partículas. La disminución de energía se corresponde
con un aumento en otra(s) forma(s) de energía, de tal forma que el primer principio de la
termodinámica se cumple en todo caso.
Una colisión inelástica es aquella en la que la energía cinética total del sistema no es la
misma Antes y después de la colisión aun cuando se conserve la cantidad de movimiento del
sistema. Considere dos partículas de masa m1 y m2 que se mueven con velocidades iniciales V1i
y V2i a lo largo de la misma recta.
Las dos partículas chocan de frente, se quedan pegadas y luego se mueven con
velocidad final VF después de la colisión. Debido a que la cantidad de movimiento de un
sistema aislado se conserva en cualquier colisión, podemos decir que la cantidad total de
movimiento antes de la Colisión es igual a la cantidad total de movimiento del sistema
combinado después de la colisión. El momento total del sistema antes del lanzamiento es cero.
(m1 * V1i) + (m2 * V2i) = 0
El momento total del sistema después del lanzamiento es cero
(m1 + m2) * VF = 0.
Formulas:
Tema 4: Breve estudio de la presión
Ejercicio 16. Una mujer de 50.0 kg se equilibra sobre un par de zapatillas con tacón de
aguja. Si el tacón es circular y tiene un radio de 0.500 cm, ¿qué presión ejerce sobre el piso?
PRESION
La presión se define como fuerza por unidad de área. Para describir la influencia sobre
el comportamiento de un fluido, usualmente es más conveniente usar la presión que la fuerza. La
unidad estándar de presión es el Pascal, el cual es un Newton por metro cuadrado.
Para un objeto descansando sobre una superficie, la fuerza que presiona sobre la
superficie es el peso del objeto, pero en distintas orientaciones, podría tener un área de contacto
con la superficie diferente y de esta forma ejercer diferente presión.
La unidad de medida es el pascal:
Formulas:
A=π∗r2 area
P= FA
presion
w=m∗g peso
Tema 5: Dinámica de fluidos
Ejercicio 22. Un avión cruza a una altura de 10 km. La presión afuera de la cabina es
0.287 atm; dentro del compartimiento de pasajeros, la presión es de 1.00 atm y la temperatura es
de 20°C. En el sello de una de las ventanas del compartimiento de pasajeros ocurre una pequeña
fuga. Represente el aire como un fluido ideal para encontrar la rapidez de la corriente del aire
que circula a través de la fuga.
La presión en un fluido en reposo varia con la profundidad h en el fluido de acuerdo con
la expresión P= P0+ pgh.
Donde P0 es la presión en h = 0 y p es la densidad del fluido, que se supone uniforme.
La ley de Pascal afirma que, cuando se aplica presión a un fluido encerrado, la presión
se transmite sin disminución a cualquier punto en el fluido y a todos los puntos en las paredes
del contenedor.
Formulas:
CONCLUSIONES
La física es muy aplicada en Ciencias, Tecnología, Ingeniería e Investigación, ya que a
través de este, se estimulan y desarrollan diversas habilidades y competencias. Pero para que
esto se cumpla, es necesario un trabajo planificado y sistemático, lo que indica que su
entendimiento e interiorización debe ser metódico y secuencial. Este curso es importante en la
medida que sirve para desarrollo y comprensión de otros cursos de mayor nivel.
Se comprendió las definiciones y aplicaciones necesarias para dar solución a los
problemas propuestos por la actividad.
Se logró la comprensión y aplicación de los principios de la física y sus teorías
facilitando el entendimiento y desarrollo de los ejercicios propuestos.
Todos y cada uno de los conceptos vistos son indispensables para el buen desarrollo de
los ejercicios propuestos en este trabajo.
REFERENCIAS
Torres G., D. A. (2012). Fisica General. Bogotá.
Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W. (2008). Fisica para ciencias e ingeniería Vol. 1. Consultado el
17/03/2015. Web: http://www.cec.uchile.cl/~vicente.oyanedel/libros/serway.pdf
Franco G., A. (2009). Trabajo y energía. Consultado el 17/03/2015. Web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica /dinamica/trabajo/energia/energia.html
Franco G., A. (2009). Fuerza conservativa. Consultado el 17/03/2015. Web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/dinamica/sistemas/dinamica/dinamica.html
Franco G., A. (2009). Dinámica de un sistema de partículas. Consultado el 17/03/2015. Web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/dinamica/sistemas/dinamica/dinamica.html
Franco G., A. (2009). Fluidos. Consultado el 17/03/2015. Web:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.html
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