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Física
Actividad IndividualUnidad 1
Presentado por:Daniel Mejía LizarazoCódigo: 1012377948
Curso virtual: FísicaCódigo: 100413
Grupo: 57
Tutor: Javier Francisco Rodríguez
Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNADPrograma pregrado ingeniería de sistemas
Escuela de ciencias básicas, tecnologías e ingenieríasFísica
Septiembre del 2015
Tema 2: MOVIMIENTO EN UNA DIMENSIONE
PROBLEMA 7:
Un carro es empujado a lo largo de una pista horizontal recta.
a) En cierta sección de su movimiento, su velocidad original es vxi = +3 m/s y experimenta un cambio en velocidad de vx = +4 m/s.
¿En esta sección de su movimiento aumenta su velocidad o frena? Aumenta la velocidad ya que
∆ x=vf−vi
vf=∆x+vi
vf=4ms
+3ms
=7m / s
La velocidad aumenta 7m/s
¿Su aceleración es positiva o negativa?Su aceleración es positiva ya que se acelera su razón de cambio es positiva.
b) En otra parte de su movimiento, vxi = -3 m/s y vx = +4 m/s.
¿Experimenta aumento o disminución neta en rapidez?No experimenta un aumento ni disminución neta de la rapidez debido a que se mantiene la razón de cambio desde que comenzó a moverse eñ vehículo.
vf=∆x+vi
vf=4ms
+3ms
=7m / s
¿Su aceleración es positiva o negativa?La aceleración es positiva porque la razón de cambio también lo es debido a que el vehículo pasó de 3m/s a 7m/s
c) En un tercer segmento de su movimiento, vxi = +3 m/s y vx = -4 m/s.
¿Tiene una ganancia o pérdida neta en rapidez?vf=∆x+vi
vf=−4ms
+ 3ms
=−1m /s
Hay pérdida neta de la rapidez dado que hubo una disminución total de 7m/s a 1m/s desde que comenzó el vehículo a moverse.
¿Su aceleración es positiva o negativa?Su aceleración es negativa porque este desacelero y por ello la razón de cambio de la velocidad es negativa.
d) En un cuarto intervalo de tiempo, vxi = -3 m/s y vx = -4 m/s. ¿El carro gana o pierde rapidez?En este caso hay pérdida de la rapidez porque paso -1m/s a -7m/s con relación al punto anterior.
vf=∆x+vi
vf=−4ms
−3ms
=−7m /s
¿Su aceleración es positiva o negativa?Su aceleración es negativa porque la razón de cambio de la velocidad es negativa concluyendo que el vehículo desacelero.
.
Tema 4: MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES.
PROBLEMA 17:
Un pez que nada en un plano horizontal tiene velocidad v i=(4.00i + 1.00j)m/s en un punto en el océano donde la posición relativa a cierta roca es r i=(10.0i + 4.00j)m. Después de que el pez nada con aceleración constante durante 20.0s, su velocidad es vi= (20.0i+5.00j)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 esta en t= 25.0s y en qué dirección se mueve?
Para resolver este ejercicio se necesita emplear nuevamente lo que es la diferencia de velocidades y diferencia de tiempo para lograr encontrar la aceleración constante y dirección, de la siguiente fórmula:
a=∆v∆ t
x=v1 xt+ 12a t2
y=v 1 yt+ 12a t 2
Con estas simples fórmulas podemos determinar la aceleración y la dirección en donde está.
v1=4 i+1 j
v2=20i+5 j
∆ t=20 seg
a=∆v∆ t
=(20 i+5 j )−(4 i+1 j )
20 seg
a=16i20
a= 420i
x=v1 xt+ 12a t2
y=1 (25)+ 12(0)(20)2
y=25m
vf=(350,25)
Tema 5: LEYES DEL MOVIMIENTO.
PROBLEMA 25:
Se observa que un objeto de 1.00Kgtiene una aceleración de 10.0m/s2 en una dirección a 60.0° al noroeste (figura 2). La fuerza F2 que se ejerce sobre el objeto
tiene una magnitud de 5.00N y se dirige al norte. Determine la magnitud y dirección de la fuerza F1 que actúa sobre el objeto.
Para desarrollar este ejercicio hago uso de la fórmula de la fuerza neta, de la siguiente manera:
Fuerzaneta=ma
Teniendo en cuenta basado en el gráfico cada uno de los ángulos que se representan allí, como el seno y coseno.
fuerzaneta=ma
fuerzaneta=1(10)
fuerzaneta=10newton
f 2=fcos60 f 1=fsen60
f 2=10cos60 f 1=8.66N
f 2=5N
PROBLEMA 27:
Un bloque de masa m = 2.00 kg se libera desde el reposo en h = 0.500 m sobre la superficie de una mesa, en lo alto de un plano inclinado de = 30.0°, como se muestra en la figura 4. El plano sin fricción está fijo sobre una Mesa de altura H =2.00 m.
a) Determine la aceleración del bloque mientras se desliza por el plano.
∑ fx=m∗apx=psen30 °
px=m∗g∗sen30°px=m∗a
m∗g∗sen30 °=m∗ag∗sen30 °=aa=9,8∗0.5
La aceleración es igual a
a=4,9m / seg2
b) ¿Cuál es la velocidad del bloque cuando deja el plano?
( vf )2=(v0 )2+2∗a∗x2∗a∗x=(vf )2
vf=√2∗a∗x=√2∗4,9∗1La velocidad es:
¿3,13m /seg
c) ¿A qué distancia de la mesa el bloque golpeará el suelo? x=vx∗t
t esel tiempo quedemorael cuerpo enel aire .=0,4988 segvx=v f∗cos30vx=3,13∗0,866vx=2,71m /seg
x=vx∗tx=2,71∗0,4988x=1,351metros
d) ¿Qué intervalo de tiempo transcurre entre la liberación del bloque y su golpe en el suelo?
Tiempo total = tiempo en el plano + tiempo en el tiro parabólicoEs necesario hallar el tiempo que demora el cuerpo en el plano
v f=v0+a∗t pero v0=0v f=a∗t
t=v fa
¿=3,13m /seg4,9m /seg2
=0,638 seg
t=0,638 segEs necesario hallar el tiempo que demora el cuerpo en el tiro parabólico pero
y=2metros (v0 y=−1,565m / seg)
− y=−v0 y∗t−g∗t2
2Multiplicamos la ecuación por -1
y=v0 y∗t+g∗t 2
2
2=1,565 t+ 9,8 t2
2
2=1,565 t+4,9 t 2
Ordenando la ecuación hallamos el tiempo que el cuerpo demora en el aire.
4,9 t 2+1,565 t−2=0a=4,9b=1,565c=−2
t=−b±√b2−4 ac
2a=
−(1,565)±√(1,565)2−4∗4,9∗(−2)2∗4,9
=−1565±√2,4492+39,2
9,8
t=−1,565±√41,64929,8
t=−1,565±6,4539,8
t 1=−1,565±6,4536
9,8=4,889,8
t=0,4988 segTiempo total = tiempo en el plano + tiempo en el tiro parabólicoTiempo total= 0,638 seg + 0,4988 segTiempo total= 1,137 seg
e) ¿La masa del bloque afecta alguno de los cálculos anteriores?
No la masa se cancela y por lo tanto no influye en los cálculos.
Subtema 5: MOVIMIENTO CIRCULAR.
PROBLEMA 30:
Un halcón vuela en un arco horizontal de 12.0m de radio con una rapidez constante de 4.00m/s. a) Encuentre su aceleración centrípeta. B) El halcón continúa volando a lo largo del mismo arco horizontal pero aumenta su rapidez en una proporción de 1.20m/s2. Encuentre la aceleración (magnitud y dirección) bajo estas condiciones.
Hago uso de la fórmula para hallar la aceleración centrípeta de la siguiente manera:
ac= v2r
Aceleración centrípeta = velocidad al cuadrado sobre el radio.
La aceleración total así:
atotal=√ac2+at2
La aceleración total es igual a la raíz de aceleración centrípeta al cuadrado más aceleración tangencial al cuadrado.
r=12m
v=4m /s
a¿ac= v2
r
ac=(4 )2
12
ac=4 /3
ac=1.33m / s2
b¿atangencial=1.2m /s2 a total=√ac2+at 2
a total=√(1.33 )2+(1.2 )2 atotal=√3.2089
atotal=1.79m / s2
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