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SOLUCIN UNIDAD 1

Elabor:FRANCISCO LUIS ACOSTA HERNANDEZCdigo: 85477661

Grupo Colaborativo: 100413_445

Tutor:Martha Isabel Campos

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAINGENIERIA ELECTRONICAFEBRERO DE 2015

LISTADO DE PROBLEMAS BASE PARA RESOLVER LOS PROBLEMASY RESMEN IDENTIFICANDO LOS CONCEPTOS Y FRMULAS NECESARIAS PARA SU SOLUCIN.(Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008)Tema 1: Fsica y medicinProblema escogido: 3. La ley de gravitacin universal de Newton se representa por:

Aqu F es la magnitud de la fuerza gravitacional ejercida por un objeto pequeo sobre otro, M y m son las masas de los objetos y r es una distancia. La fuerza tiene las unidades del SI kg m/s2. Cules son las unidades del SI de la constante de proporcionalidad G? Resumen identificando los principales conceptos y formulas necesarias para resolver el problema o ejercicio: La gravedad o fuerza gravitatoria representada en la Ley de gravitacin Universal publicada por Isaac Newton en 1687 en su tratado Principios matemticos de filosofa natural, y que nos dice que toda partcula en el Universo atrae a cualquier otra partcula con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

Su frmula donde G es una constante gravitacional universal. Su valor en unidades del SI es

: Masa de la partcula 1 que ejerce la atraccin

: Masa de la partcula 2, que es atrada por la partcula 1

: Es la distancia que hay entre los centros de las dos partculas

Teniendo en cuenta lo anterior podemos resolver el problema de la siguiente forma: Colocando las unidades apropiadas para todo exceptuando G,

Multiplicando ambos lados por y dividiendo por ; las unidades de G en el SI son

Tema 1: Fsica y medicinProblema escogido: 5

Encuentre el orden de magnitud del nmero de pelotas de tenis de mesa que entraran en una habitacin de su casa (sin estrujarse). En su solucin, establezca las cantidades que midi o estim y los valores que tom para ellas.

Modelar la habitacin como un slido rectangular con dimensiones de 4 m por 4 m por 3 m, y cada pelota de tenis como esfera de dimetro 0,038 m. El volumen de la habitacin es 4 x 4 x 3 = 48 m3, mientras que el volumen de una bola es .

Por lo tanto, se puede encajar sobre pelotas de tenis en la habitacin.

En un aparte, el nmero real es menor que este, ya que habr un montn de espacio en la habitacin que no puede ser cubierta por pelotas, de hecho, incluso en la mejor disposicin, los llamados "mejor fraccin de empaquetamiento" es as que lo menos el 26 % del espacio estar vaca. Por lo tanto, la estimacin anterior se reduce a .

Tema 2: Movimiento en una dimensinProblema escogido: 8

8. En la figura1 se muestra la posicin en funcin del tiempo para cierta partcula que se mueve a lo largo del eje x. Encuentre la velocidad promedio en los siguientes intervalos de tiempo. a) 0 a 2 s, b) 0 a 4 s, c) 2 s a 4 s, d) 4 s a 7 s, e) 0 a 8 s.

Figura 1. Tomada del libro (Serway & Jewett Jr., 2008)

Resumen identificando los principales conceptos y formulas necesarias para resolver el problema o ejercicio:El movimiento a lo largo de una lnea recta, posee una sola dimensin, es por esto que es usual denominar al movimiento en una dimensin como movimiento lineal.Existen dos tipos principales de movimiento: 1. con velocidad constante y2. con aceleracin constante.Lo anterior no significa que no existan ms tipos de movimiento, sin embargo el estudio de estos dos nos permitir entender una diversidad de fenmenos fsicos.Este movimiento se realiza a lo largo de una lnea recta como la siguiente,

Cuando decimos que un movimiento se efecta con velocidad constante, estamos afirmando que la magnitud y la direccin de la velocidad no cambian con el tiempo. Es muy importante notar el hecho que la velocidad cambia cuando cambia su rapidez o cuando cambia su direccin.Para calcular la razn de cambio de la velocidad, es decir la aceleracin, de un movimiento a velocidad constante debemos:

Por lo tanto se puede afirmar que un movimiento se realiza a velocidad constante si su aceleracin es igual a cero.As que para predecir la posicin de un cuerpo que se mueve a velocidad constante debemos tener en cuenta la siguiente frmula, donde definimos la velocidad.

Generalmente el tiempo inicial t0 se toma como cero, el tiempo final t1 se toma como t y la posicin inicial se nota como x0. De esta forma llegamos a una de las ecuaciones de la cinemtica, la ecuacin de desplazamiento a velocidad constante:

En esta ecuacin apreciamos el desplazamiento como funcin del tiempo. La velocidad v nos indica la razn de cambio de la distancia con respecto al tiempo.El signo de la velocidad nos indica la direccin del movimiento, por convencin, el signo es positivo si la direccin del movimiento es de izquierda a derecha, y es negativo si el movimiento es de derecha a izquierda.

De la misma forma, por convencin, si el movimiento se realiza verticalmente, la velocidad es positiva si la direccin del movimiento es de abajo para arriba, y negativa si la direccin del movimiento es de arriba para abajo.En este caso es usual notar a los movimientos verticales con la letra y . Estas convenciones tambin son aplicables a la aceleracin.Grficamente un movimiento a aceleracin constante puede ser representado en un diagrama de Velocidad contra Tiempo de la siguiente forma.

Observaciones: Siempre que hay un cambio en la velocidad, hay una aceleracin diferente de ceroTodo cambio en la velocidad, implica un cambio en la aceleracin. El movimiento uniformemente acelerado es el ms sencillo de estudiar en cuanto a aceleracin. Sin embargo, la aceleracin tambin puede variar, y es importante saberlo. A la razn de cambio de la aceleracin se le denomina hertz, aunque es una cantidad poco usada.Las formulas necesarias para resolver este problema son las siguientes:

Tema 2: Movimiento en una dimensinSubtema: Velocidad y rapidez instantneaProblema escogido: 9

La posicin de una partcula que se mueve a lo largo del eje x vara con el tiempo de acuerdo con la expresin x = 3t2, donde x est en metros y t en segundos. Evale su posicin a) en t=3.00 s y b) en 3.00 s + . c) Evale el lmite de conforme tiende a cero para encontrar la velocidad en t =3.00 s.

(a) En cualquier instante de tiempoti, la posicin de la partcula est dada por:

xi= (3,00 m/s2)( ti)2

Por lo tanto, parati= 3,00 s la posicin ser:

xi= (3,00 m/s2) (3,00 s)2

xi=27 m

(b) Cuandotf= 3,00 s +t

La posicin de la partcula estar dada por:

xf= (3,00 m/s2)( tf)2

xf= (3,00 m/s2) (3,00 s +t)2

Desarrollando tendremos:

xf= (3,00 m/s2) [9,00 + (6,00)(t) +t2] s2

xf= [27,00 + (18,00)(t) + (3,00)(t2)]m

Tema 2: Movimiento en una dimensinSubtema: Velocidad y rapidez instantneaProblema escogido: 11Un avin jet se aproxima para aterrizar con una rapidez de 100 m/s y una aceleracin con una magnitud mxima de 5.00 m/s2 conforme llega al reposo. a) Desde el instante cuando el avin toca la pista, cul es el intervalo de tiempo mnimo necesario antes de que llegue al reposo? b) Este avin puede aterrizar en el aeropuerto de una pequea isla tropical donde la pista mide 0.800 km de largo? Explique su respuesta.

Debemos determinar cul es el objetivo principal, es decir qu datos nos preguntan; en este caso tiempo que tarda en llegar al reposo el jet y si es posible que aterrice en una distancia de 0.800 km y tiempo es igual a velocidad final menos velocidad inicial sobre aceleracin, es una formula necesaria y distancia es igual al producto de la velocidad inicial por el tiempo ms la mitad de la aceleracin por el tiempo al cuadrado, esta es la otra frmula necesaria: , los datos que tenemos: velocidad inicial es igual a 100 m/s y velocidad inicial o sea el reposo es igual a 0 m/s, como sabemos que el avin busca detenerse la aceleracin tomar un valor negativo a = -5,00 s^2, luego de tener bien definidas que frmulas usar, los datos conocidos e identificados, los datos a usar, podemos reemplazar los datos en dichas frmulas

Reemplazando:

Distancia = 1000 mRespuestas:a) El tiempo que demorara detenerse es de 20sb) La distancia que recorre en el momento del aterrizaje es de 1000 m, por lo tanto 0,800 km equivalentes a 800 m no seran suficientes para el recorrido que necesita hacer el avin para alcanzar el reposo.