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ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 1

FÍSICA GENERAL

U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA)

MOMENTO INTERMEDIO:

ACTIVIDAD INDIVIDUAL

MARTHA ISABEL CAMPOS

GRUPO: 100413_71

LADY CAROLINA ZAMUDIO GUASCA

1015997798

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

INGENIERIA INDUSTRIAL

BOGOTÁ D.C

OCTUBRE 20215

Problemas a Resolver


Tema 1:Una partícula de 0,600kg tiene una rapidez de 2,00m/s en el punto (A) y energía cinética de 7,50j en el punto (B) ¿Cuáles son a) su energía cinética en (A), b) Su rapidez en (B) y c) el trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de (A) a (B)?

a) su energía cinética en (A)

Ec=12mV 2

Ec=12(0,600kg)(2m / s)2

Ec=0,5(0,600kg)(2m / s)2

Ec=0,30(4m2/s2)

R/Ec=1,2J

b) Su rapidez en (B)

V 2=2 Ec

m

V=√ 2Ec

m

V=√ 2(7,5J )0,600kg

V=√25 R/V=5m /s

c) el trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de (A) a (B)

ω=EcB−Ec A

ω=7,5J−1,2J


R/ω=6,3 J

Tema 2:Una caja de 40,0kg inicialmente en reposo, se empuja 5,00m a lo largo de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 130N. El coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0,300 Encuentre:

masa=40,0kg

distancia (d )=5,00m

Coeficiente de fricción (μ f )=0,300

fuerzaaplicada (Fa )=130 N

Aunque no es un dato que esté en el ejercicio, lo vamos a necesitar.

gravedad (g)=9,81m / s2

a) el trabajo invertido por la fuerza aplicada.

ω=F (cos θ ) . d

Como la fuerza se aplica en forma horizontal (no forma ángulo con el desplazamiento) por tanto θ=0 y

el valor de su coseno es 1

ω=130 N .5m

R/ω=650 J

b) el aumento en energía interna en el sistema caja-suelo como resultado de la fricción.

Ei=m× g× μf ×d

Ei=40,0 kg×9,81m /s2×0,300×5m


R/Ei=588,6 J

c) el trabajo invertido por la fuerza normal.

Como el objeto se encuentra apoyado sobre una superficie plana, la fuerza normal no actúa sobre el objeto por ser perpendicular a su desplazamiento, por tanto la fuerza

normal es nula.

FN=mg=40,0kg×9,81m

s2=392,4 N

ωFN=FN (cos90 ° )×d

R/ωFN=0

d) el trabajo invertido por la fuerza gravitacional.

Al igual que en el literal anterior, como la fuerza de gravedad se encuentra perpendicular a la fuerza aplicada sobre el objeto y el desplazamiento es horizontal, el trabajo es nulo.

R/ωFg=0

e) el cambio de energía cinética de la caja.

Trabajo=Energía fricción+Energíacinética

ω=Ei+Ec

Despejando

Ec=ω−E i

Ec=650J−588,6J

R/Ec=61,4J

Desplazamiento = 5m

Fn=m.g=392,4Kg

Fa=130N


f) la rapidez final de la caja.

Ec=12mV 2

V 2=2 Ec

m

V=√ 2Ec

m

V=√ 2(61,4 J )40,0kg

V=√3,07 R/V=1,7521m / s

Tema 3:Una partícula de 3,00kg tiene una velocidad de (3,00i – 4,00j) m/s. a) Encuentre las componentes de X y Y de su cantidad de movimiento b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.

m=3,00kg

v=(3,00 i−4,00 j )

l=impulso=mv

l=3,00kg (3,00 i−4,00 j)

l=(9,00 i−12,00 j)

a) Encuentre las componentes de X y Y de su cantidad de movimiento

R/ l x=9,00m /s

R/ l y=12,00m / s

b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.

l=√lx2+l y2

l=√92+−122

l=√81+144


l=√225

R/ l=15 kg×m /s

tanθ=¿l ylx

¿

tanθ=¿ −129

¿

θ=tan−1−1,3333

R/θ=53,13 °

Tema 4:19. Una pelota de ping pong tiene un diámetro de 3.80 cm y una densidad promedio de 0.084 0 g/cm3. ¿Qué fuerza se requiere para mantenerla completamente sumergida bajo el agua?

Tenemos:

Diámetro: 3.8 cm

Densidad: 0.084 0 g/cm3 (84 kg/m3)

Densidad del agua: 1000 kg/m3

Gravedad: 9.81 m/s2

radio=3.8cm2

=1.9cm

radio=0.019m

W p=Pp (V p )g

W p=Pp( 43π (r3)) g

W p=84kg

m3 ( 43π (0.019m)3)9.81

m

s2

W p=84kg

m3(2.873 x10−5 ) 9.81

m

s2


W p=0.02367 N

Fa=V a (Pa ) g

Fa=( 43π (r3)) (Pa )g ; Padensidad del agua

Fa=(2.873 x10−5 )(1000

kg

m3 )9.81m

s2

Fa=0.2818 N

F=0.2818 N−0.02367 N

F=0.25813 N ;fuerza paramantener la pelota sumergida

Tema 5:Un gran tanque de almacenamiento, abierto en la parte superior y lleno con agua, en su costado en un punto a 16m abajo del nivel de agua se elabora un orificio pequeño. La relación de flujo a causa de la fuga es de 2.50×103m3/min. Determine a) la rapidez a la que el agua sale del orificio b) el diámetro del orificio.

h=16,00m

f=flujo=2.50×103m3/min

a) Determine la rapidez a la que el agua sale del orificio.

gh=12v2

2

v22=2gh

v22=2gh

v2=√2gh

v2=√2(9,81m /s2)(16m)

v2=√313,92m / s2

R/ v2=17,71m /s


b) el diámetro del orificio

flujo=Área×velocidad

A= fv2

A=41,67m3/s17,71m /s

A=41,67m3/s17,71m /s

R/ A=2,35m2


Bibliografía

Franco García, A. (s.f.). sc.ehu.es. Obtenido de El Curso Interactivo de Física en Internet: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/fluidos/dinamica/vaciado/vaciado.html

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2008). Física para Ciencias e Ingeniería (Séptima edición ed., Vol. Volumen 1). (S. R. Cervantes González, Ed., & V. Olguin Campos, Trad.) Cruz Manca, Santa Fe, México: Abril Vega Orozco. Recuperado el 25 de Agosto de 2015, de http://www.cec.uchile.cl/~vicente.oyanedel/libros/serway.pdf

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