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