SOLUCIÓN PROBLEMAS A RESOLVER EN LA UNIDAD 1 – FISICA GENERAL

RESUMEN UNIDAD 1

ELABORO:

EDISON TUNJO SALDAÑA

CODIGO - 80828842

GRUPO COLABORATIVO 100413_354

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD

ESCUELA DE CIENCIA BASICAS E INGENERIA

INGENIERÍA DE SISTEMAS

MARZO DE 2015

TABLA DE CONTENIDOS

1. Tema 2: Movimiento en una dimensión.

2. Tema 4: Movimiento en dos dimensiones.

3. Tema 5: Leyes del movimiento

4. Subtema 5: Movimiento circular

Tema 2: Movimiento en una dimensión

1. Un avión jet se aproxima para aterrizar con una rapidez de 100 m/s y una aceleración con una magnitud máxima de 5.00 m/s2 conforme llega al reposo. a) Desde el instante cuando el avión toca la pista, ¿cuál es el intervalo de tiempo mínimo necesario antes de que llegue al reposo? b) ¿Este avión puede aterrizar en el aeropuerto de una pequeña isla tropical donde la pista mide 0.800 km de largo? Explique su respuesta.

v₀/a = 100/5 = 20 s El tiempo mínimo corresponde a su máxima aceleración 

t = v₀/a = 100/5 = 20 s 

Desde el instante cuando el avión toca la pista, ¿cuál es el intervalo de tiempo mínimo necesario antes de que llegue al reposo?

20 s.

b) Para llegar al reposo con esa aceleración máxima necesita un distancia mínima de: 

d = v₀²/(2a) = 10000/10 = 1000 m 

La pista de 800 m no tiene la longitud suficiente. 

Tema 4: Movimiento en dos dimensiones

2. Un tren frena mientras entra a una curva horizontal cerrada, y frena de 90.0 km/h a 50.0 km/h en los 15.0 s que tarda en cubrir la curva. El radio de la curva es de 150 m. Calcule la aceleración en el momento en que la rapidez del tren alcanza 50.0 km/h. Suponga que continúa frenando a este tiempo con la misma relación.

Aceleración tangencial y radial

Vi=90km/h 25m/sVf=50km/h 13,88m/sT=15sR=150m

ac=v2/r

ac=13,882/150

ac=1,28 m/s2

aT= vf-vi t

aT= 13,88-25 = 0,74 15

a=√(1,282 + 0,742) = 1,47m/s2

ϴ=tan-1(0,74/1,28) = 30°

Tema 5: Leyes del movimiento

3. Se observa que un objeto de 1.00 kg tiene una aceleración de 10.0 m/s2 en una dirección a 60.0° al noreste (Figura 2). La fuerza F2que se ejerce sobre el objeto tiene una magnitud de 5.00 N y se dirige al norte. Determine la magnitud y dirección de la fuerza F1 que actúa sobre el objeto.

Angulo de dirección

Dirección Este.

Subtema 5: Movimiento circular

4. Mientras dos astronautas del Apolo estaban en la superficie de la Luna, un tercer astronauta orbitaba la Luna. Suponga que la órbita es circular y 100 km arriba de la superficie de la Luna, donde la aceleración debida a la gravedad es 1.52 m/s2. El radio de la Luna es 1.70 X 106 m. Determine a) la rapidez orbital del astronauta y b) el periodo de la órbita.

R = radio lunar = 1 700 000 m (como lo diste) Ro = radio orbital = 1 800 000 m (el R + 100 km) g = 1,52 m/s² 

a) Rapidez orbital 

La aceleración centrípeta del Apolo (la cápsula que seguía orbitando) era igual a la gravedad a esa altura, o sea que: 

V² / Ro = g 

V = √(g Ro) 

V = √ (1,52 m/s² x 1800000 m) = 1654 m/s 

En km/h => V = 1654 m/s x 0,001 km x 3600s/h = 5955 km/h 

b) El período es e tiempo que tarda en dar una vuelta. La longitud de a órbita es: 

Lo = 2π Ro = 2π x 1800000 = 11309734 m 

V = Lo / T => T = Lo / V = 11309734 m / 1654 m/s = 6837 s.

T = 6837 / 3600 ≈ 1,9 h = 1h 54 min 

5. 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.)

M = 40.0 kg, R = 3.00 m, T = 350 N

a) ΣF = 2T – Mg = Mv²/R

v2 = (2T – Mg) (R/M)

v2 = [700 – (40.0) (9.80)] (3.00/40.0) = 23.1(m²/s²) Mg

v = 4.81 m/s Mg

b) n – Mg = F =Mv²/R

n = Mg +Mv²/R = 40.0 (9.80 +23.1/3.00) n = 700 N