UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA

100413-24 FISICA GENERAL

PROBLEMA 2

PRESENTADO POR:

YULIAN FERNANDO RENDON FRANCOCOD: 9860021 ANDRES BERNAL FRANCO ANDRS RIVERA HIDALGO

DIRECTOR-TUTOR VICTOR MANUEL BOHORQUEZ

PEREIRA RISARALDA, CEAD EJE CAFETERO 28 de Abril de 2014.

INDICE

INDICE. 2

INTRODUCCIN.. 3

DESARROLLO DE ACTIVIDAD.. .4

CONCLUSIN 14

REFERENTES BIBLIOGRFICOS 15

INTRODUCCIN

Este trabajo es realizado con el fin de responder a los objetivos establecidos por la gua de

actividades del problema 2 de la asignatura de fsica general. La importancia de la realizacin de

este trabajo es resolver los ejercicios del problema 2 correspondientes a la unidad 2 de fsica

general.

El curso que nos ocupa en este material, presenta diversas temticas que hacen parte de esa gran

herramienta formal. Las temticas que se exponen son muy tiles para cualquier estudiante de un

programa universitario, estn desarrolladas en un lenguaje sencillo, pero con gran rigor fsico-

matemtico, ya que el propsito fundamental es que los estudiantes adquieran conocimientos

slidos en las reas de la fsica, que les permita transitar de manera muy dinmica por reas ms

avanzadas o afines

La fsica es muy aplicada en Ciencias, Tecnologa, Ingeniera e Investigacin, ya que a travs de este,

se estimulan y desarrollan diversas habilidades y competencias. Pero para que esto se cumpla, es

necesario un trabajo planificado y sistemtico, lo que indica que su entendimiento e interiorizacin

debe ser metdico y secuencial. Este curso es importante en la medida que sirve para desarrollo y

comprensin de otros cursos de mayor nivel.

ACTIVIDAD A REALIZAR: En esta actividad los estudiantes van a escoger solo 5 problemas de la lista que se les sugiere al final

de la gua, a partir de estos 5 problemas van a realizar una sera de actividades cognitivas.

II. Grupal: De forma colaborativa renen los resmenes realizados en el punto anterior, teniendo en cuenta que el consolidado no sobrepase las 5 pginas.

ESTUDIANTE: Yulian Fernando Rendon Franco

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 combinacin bala ms madera inmediatamente despus la colisin es 0.600 m/s. Cul fue la rapidez original dela bala? De un choque se dice que es "perfectamente inelstico" (o "totalmente inelstico") cuando disipa toda la energa cintica disponible, es decir, cuando el coeficiente de restitucin vale cero. En tal caso, los cuerpos permanecen unidos tras el choque, movindose solidariamente (con la misma velocidad). La energa cintica disponible corresponde a la que poseen los cuerpos respecto al sistema de referencia de su centro de masas. Antes de la colisin, la mayor parte de esta energa corresponde al objeto de menor masa. Tras la colisin, los objetos permanecen en reposo respecto al centro de masas del sistema de partculas. La disminucin de energa se corresponde con un aumento en otra(s) forma(s) de energa, de tal forma que el primer principio de la termodinmica se cumple en todo caso. Una colisin inelstica es aquella en la que la energa cintica total del sistema NO es la misma Antes y despus de la colisin aun cuando se conserve la cantidad de movimiento del sistema. Considere dos partculas de masa m1 y m2 que se mueven con velocidades iniciales V1i y V2i a lo largo de la misma recta, como se ve en la figura.

Las dos partculas chocan de frente, se quedan pegadas y luego se mueven con velocidad final VF despus de la colisin. Debido a que la cantidad de movimiento de un sistema aislado se conserva en cualquier colisin, podemos decir que la cantidad total de movimiento antes de la Colisin es igual a la cantidad total de movimiento del sistema combinado despus de la colisin. El momento total del sistema antes del lanzamiento es cero. (m1 * V1i) + (m2 * V2i) = 0 El momento total del sistema despus del lanzamiento es cero (m1 + m2) * VF = 0 En una dimensin, si llamamos y a las velocidades iniciales de las partculas de masas Y , respectivamente, entonces por la conservacin del momento lineal tenemos:

Y por tanto la velocidad final del conjunto es:

Para el caso general de una colisin perfectamente inelstica en dos o tres dimensiones, la frmula anterior sigue siendo vlida para cada una de las componentes del vector velocidad.

EST: ANDRS RIVERA

PROPUESTA EJERCICIO TEMA1. ENERGA DE UN SISTEMA

1. Un bloque de 2.50 kg de masa se empuja 2.20 m a lo largo de una mesa horizontal sin friccin 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

c) la fuerza gravitacional.

d) Determine el trabajo neto invertido en el bloque.

Solucin Propuesta

25

N

P F

La energa est presente en el Universo en varias formas como experiencia cotidiana tenemos el trmino de

velocidad, fuerza, gravedad, trabajo, adems el concepto de energa se aplica a sistemas mecnicos sin

recurrir a las leyes de Newton por eso a continuacin daremos un ejemplo en el cual se explicara un ejerci

que manejar conceptos de energa.

FISICA GENERAL La ley de Hooke nos permite encontrar la energa de un sistema, En este ejercicio

utilizaremos concepto de Trabajo, fuerza, velocidad, pero comencemos a explicar que tiene que ver la Ley de

Hooke

ESTUDIANTE: ANDRES FELIPE BERNAL

Tema 4: breve estudio de la presin

16. Una mujer de 50.0 kg se equilibra sobre un par de zapatillas con tacn de aguja. Si el tacn es circular y tiene un radio de 0.500 cm, qu presin ejerce sobre el piso? PRESION La presin se define como fuerza por unidad de rea. Para describir la influencia sobre el comportamiento de un fluido, usualmente es ms conveniente usar la presin que la fuerza. La unidad estndar de presin 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, podra tener un rea de contacto con la superficie

diferente y de esta forma ejercer diferente presin.

La unidad de medida es el pascal= N /

ESTUDIANTE: Yulian Fernando Rendon Franco

Tema 5: Dinmica de fluidos El anlisis puntual est orientado a establecer un modelo matemtico del comportamiento del

fluido, lo que permita conocer a detalle lo que ocurre en cada punto, para ello se establece

ecuaciones bsicas. Con base en ello se podr conocer la distribucin espacial y temporal de las

variables que definen el comportamiento del fluido, como son la presin, velocidad, masa especfica

entre otras.

PASO 3: Planteamiento grafico del problema

EST: YULIAN FDO RENDON

Tema 2: Conservacin de la energa

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 friccin entre la

caja y el suelo es 0.300. Encuentre: a) El trabajo invertido por la fuerza aplicada) El aumento en

energa interna en el sistema cajasuelo como resultado de la friccin. c) El trabajo invertido por la

fuerza normal) El trabajo invertido por la fuerza gravitacional. E) El cambio en energa cintica de

la caja) La rapidez final de la caja

El tipo de la superficie ejerce resistencia a la fuerza que ejerce la persona que est desplazando

la caja.

El desplazamiento no de la caja no es aislando ya que se genera la friccin entre la caja y el suelo

rugoso.

a) La frmula del trabajo es , donde F es igual a Fuerza aplicada (130N) y la distancia

recorrida (5.00m).

b) Magnitud fuerza de Friccin donde se multiplica el coeficiente de friccin

(0.300) la masa (40.0 kg) y la gravedad (9.80 m/s2)

c) y d) La fuerza de gravedad ni la normal no ejercen fuerza ya que el movimiento de se realiza

sobre el eje X movimiento horizontal.

e) Energia cinetica de la caja .

f)

, para calcular la rapidez final se requiere haber

encontrado la magnitud fuerza de friccin , sumatorias de fuerzas , distancia

recorrida (5.00 m), como la caja esta en reposo el

III. Grupal: Como ya tienen un resumen de los conceptos y formulas necesarias para resolver los 5 problemas que seleccion el grupo, escoger uno de estos problemas (solo un problema) y transformar en una presentacin indicando los pasos de forma detallada a la solucin ha dicho problema, puede ser en prezi, power point, video u otro similar. (En la presentacin solo pueden ir los nombres de los estudiantes que participaron en la misma).

Se subir al foro por el estudiante Yulian Fdo. Rendon.

iv. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el segundo problema de los 5 que

seleccion el grupo, el grupo deber usar su propia inventiva y proponer un problema similar (puede

ser un ejercicio con una temtica similar, cambiar valores iniciales, etc., apoyarse con el tutor). Los

estudiantes deben dar solucin al problema creado y entregar los pasos detallados de dicha solucin, la

solucin ira en el mismo documento del resumen grupal.

Propuesta ejercicio tema1.

1. Un bloque de 2.50 kg de masa se empuja 2.20 m a lo largo de una mesa horizontal sin friccin 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 c) la fuerza gravitacional.

d) Determine el trabajo neto invertido en el bloque.

Solucin Propuesta

A)

El valor del trabajo invertido sobre el bloque por la fuerza aplicada es de

B) Dado que el trabajo es la fuerza aplicada sobre un objeto en direccin del

desplazamiento del mismo entonces para la normal tenemos que .

C) Al igual que en la Normal el valor del ngulo es de , dado que el peso est

actuando de manera perpendicular al desplazamiento.

D) El trabajo neto invertido sobre el bloque est dado por la suma algebraica de

todos los trabajos realizados por cada fuerza que acta sobre el bloque

El trabajo neto invertido sobre el bloque es de 31.9 j.

25

N

P F

v. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el tercer problema de los 5 que seleccion el grupo; el grupo entrega la solucin detallada a este problema, dicha solucin debe ir en el mismo documento del resumen grupal.

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 combinacin bala ms madera inmediatamente despus la colisin es 0.600 m/s. Cul fue la rapidez original dela bala?

ANTES

m1 =10 gr

v1 =?

m2 = 5 kg

v2 =0 m/seg

DESPUES

(m1 + m2) = 10 gr + 5 kg = kg. + 5 kg = 5, 01 kg.

VF = 0, 6 m/seg

(m1 * v1) - (m2 * v2) = (m1 + m2) * VF

( * v1) - (5 * 0) = (5, 01) * 0, 6

( * v1) = (3,006)

( * v1)= 3,006

vi. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el cuatro problema de los 5 que

seleccion el grupo, dar solucin a este problema y crear un cuestionario de tres preguntas de opcin

mltiple con nica respuesta, marcando la respuesta correcta claro. Este cuestionario debe ir en el

mismo documento del resumen grupal.

Una mujer de 50 kg se balancea en un tacn de un par de zapatos de tacn alto. Si el tacn es circular y tiene un radio de 0.5 cm, qu presin ejerce ella sobre el piso? m = masa de la mujer = 50 kg. W = peso de la mujer = m x g W = m x g

W = 50 kg x 9, 8 m / seg2

W = 490 Newton r = 0,5 cm = 0,05 m A = rea del tacn circular A=r^2 A=3,1415*(0,05) ^2 A=3,1415*2,5*10^ (-3) A=7,8539*10^ (-3) m^2

P=6, 2389 Newton/m^2

CUL ES LA DEFINICIN DE PRESIN?

1. es aquella en la que la energa cintica total del sistema no es la misma antes y despus de la colisin.

2. se define como fuerza por unidad de rea

3. es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo

CULES DE ESTAS SON UNIDADES DE MEDIDA DE LA PRESIN?

1. Byte-Megabyte-Gigabyte

2. Pa-Bar-Atm-Torr

3. Cm-Metro-Kilometro

CULES DE ESTAS APLICACIONES TIENE QUE VER CON LA PRESIN?

1. Salas-Comedores-Alcobas

2. Frenos Hidrulicos Refrigeracin - Neumticos De Autos

3. Televisin-Celulares-Tablet

VII. Grupal: Continuado con la solucin a los problemas, escoger el quinto problema de los 5 que

seleccion el grupo, este problema los resolver cada participante de forma individual, posteriormente

debern comparar las soluciones con sus compaeros de forma que se pueda verificar las similitudes y

diferencias en el procedimiento, finalmente entregar una nica solucin en consenso grupal. Las

comparaciones y la solucin final la deben entregar en el mismo documento del resumen grupal.

Tema 2: Conservacin de la energa

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 friccin entre la caja y el suelo es 0.300.

Encuentre: a) El trabajo invertido por la fuerza aplicada) El aumento en energa interna en el sistema caja

suelo como resultado de la friccin. c) El trabajo invertido por la fuerza normal) El trabajo invertido por la

fuerza gravitacional. E) El cambio en energa cintica de la caja) La rapidez final de la caja

SOLUCIN

a) El tipo de la superficie ejerce resistencia a la fuerza que ejerce la persona que est desplazando la caja.

b) El desplazamiento no de la caja no es aislando ya que se genera la friccin entre la caja y el suelo rugoso.

d) La frmula del trabajo es , donde F es igual a Fuerza aplicada (130N) y la distancia recorrida

(5.00m). e) Magnitud fuerza de Friccin donde se multiplica el coeficiente de friccin (0.300) la

masa (40.0 kg) y la gravedad (9.80 m/s2)

f) y d) La fuerza de gravedad ni la normal no ejercen fuerza ya que el movimiento de se realiza sobre el eje

X movimiento horizontal.

f) Energia cinetica de la caja .

g)

, para calcular la rapidez final se requiere haber encontrado

la magnitud fuerza de friccin , sumatorias de fuerzas , distancia recorrida (5.00 m), como

la caja esta en reposo el

A) el calor que se genera es el trabajo de la fuerza de friccin.

El trabajo que tiene que realizar la fuerza es

B) La Energa Cintica Prdida Debido A La Friccin Es 588,6 J

C) el cambio en la energa cintica es

D) la velocidad final es: (2 x 650/40 = 5.7 m/s

CONCLUSIN

Se Particip activamente con aportes significativos con el fin de lograr entregar un trabajo final

bien consolidado. Ello se logr por medio del agrupamiento de las ideas y conclusiones

generadas por los integrantes del foro.

Se Comprendi las definiciones y aplicaciones necesarias para dar solucin a los problemas

propuestos por la actividad.

Comprendimos y aplicamos el conjunto de conocimientos relacionados en la Unidad nmero

uno de la asignatura de fsica general, para poder aplicarlos en diferentes escenarios del saber.

Se logr la comprensin y aplicacin de los principios de la fsica y sus teoras 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 primer trabajo.

BIBLIOGRAFIA

Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W. (2008). Fsica para ciencias e ingenieras Vol. 1 (p. 723).

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