ACTIVIDAD INDIVIDUAL: SOLUCION EJERCICIOSFÍSICA GENERAL

WILBERTH ALEXIS MORALES DIAZC.C 1.099.364.909

GRUPO: 100413_427

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADINGENIERIA AMBIENTAL

CERES DEL VALLE DEL GUAMUEZ2015

INTRODUCCION

La materia puede clasificarse por su forma física como un sólido, un líquido o un gas. Las

moléculas de los sólidos a temperaturas y presiones ordinarias tienen atracción fuerte entre ellas y

permanecen en posición fija relativa una a la otra. El calor es una cantidad de energía y es una

expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

Estos elementos dichos son muy comunes en la vida cotidiana por lo cual el presente trabajo plantea

unas problemáticas que se presentan a las cuales se les dará la solución de la manera en como la

física lo plantea.

En el siguiente trabajo daremos solución a una variedad de ejercicios en temas específicos como lo

son: Física y Medición, Movimiento en una Dimensión, Vectores, Movimiento en dos Dimensiones,

Leyes de Movimiento.

OBJETIVOS

Desarrollar el taller con base a la problemática planteada apropiándose de cada uno de los

conocimientos adquiridos mediante el desarrollo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Solucionar cada uno de los problemas presentados en la guía.

Comprender más a fondo los respectivos procedimientos.

Aplicar lo comprendido a las actividades cotidianas

SOLUCIÓN PROBLEMAS ESCOGIDOS

Tema 1: Física y medición (Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))

Ejercicio 5:

Encuentre el orden de magnitud del número de pelotas de tenis de mesa que entrarían en una habitación de su casa (sin estrujarse). En su solución, establezca las cantidades que midió o estimó y los valores que tomó para ellas. 

Los conceptos para desarrollar este ejercicio son:

Dimensiones de la habitación que se llenara de pelotasDimensiones de la pelota de tenisHallar Volumen de la habitaciónHallar Volumen de la pelota de tenis

Volumen de un cubo: alto x largo x ancho

Volumen de la esfera: 43

π r3

SOLUCION

Volumen de la habitación V= largo × ancho × alto = 6 metros × 3 metros × 3 metros = 54 m³

Diámetro de la pelota de tenis de mesa = 40 milímetros = 0,04 m

Radio de la pelota de tenis de mesa = 0,02 m

v ( pelota )=43

π r3= 43

(3,1416 ) ( 0,02 )3=0,00003341 m ³

Relación volumen habitación / volumen pelota:

54 m ³

0,00003341 m3=1616302=1,6∗106

Tema 2: Movimiento en una dimensión (Problemastomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))  

Ejercicio 8:

En la figura1 se muestra la posición en función del tiempo para cierta partícula 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.

Los conceptos para desarrollar este ejercicio son:

Velocidad: Medida del cambio de posición con respecto al tiempo

Velocidad promedio: Se define como la razón de su desplazamiento ∆ x entre el intervalo de tiempo transcurrido ∆ t

v=∆ x∆ t

=x f −x i

tf −¿ti¿

SOLUCION

a) t=0 t=2 segxo=0 xf =10

VM=∆ X∆ T

VM=10−02−0

VM=102

VM=5 m /s

b) t=0 t=4 segxo=0 xf =5

VM=∆ X∆ T

VM=5−04−0

VM=54

m /s

c) t=2 seg t=4 segxo=10 m xf =5 m

VM=∆ X∆ T

VM=5−104−2

VM=−52

VM=−52

m / s

d) t=4 t=7 segxo=5 xf =−5

VM=∆ X∆ T

VM=−5−57−4

VM=−103

m / s

e) t=0 t=8 segxo=0 xf =0

VM=∆ X∆ T

VM=0−00−0

VM=0 m /s

Tema 4: Movimiento en dos dimensiones (Problemastomados del libro de(Serway & Jewett Jr., 2008))

Ejercicio 21:

Un automóvil viaja hacia el este con una rapidez de 50.0 km/h. Gotas de lluvia caen con una rapidez constante en vertical respecto de la Tierra. Las trazas de la lluvia en las ventanas laterales del automóvil forman un ángulo de 60.0° con la vertical. Encuentre la velocidad de la lluvia en relación con a) el automóvil y b) la Tierra.

SOLUCION

Debes pensar en un triángulo rectángulo.

h

cv = 50 Km/h

ch

60°

30°

90°

ch = cateto vertical = velocidad de la lluvia (se supone sin vientos) respecto de la tierra

cv = cateto horizontal = velocidad del auto = 50,0 km/h

h = hipotenusa = velocidad con que el conductor ve caer la lluvia (forma 60,0°)

Debemos hallar el cateto vertical y la hipotenusa.

tan60 °= catetoopuestocateto adyacente

=horizontalvertical

cv=50,0 km /htan 60,0 °

=28,9kmh

(Respuesta b)

sen60,0 °= chh

h= chsen60,0 °

= 50 km /hsen60,0 °

=57,7kmh

(Respuesta a)

     Los conceptos para desarrollar este ejercicio son:

Concepto de movimiento en dos dimensiones

Se le llama en dos dimensiones, porque la posición de la partícula en cada instante, se puede representar por dos coordenadas, respecto a unos ejes de referencia. El movimiento en 2 dimensiones es cuando la partícula se mueve tanto horizontal como verticalmente. El movimiento de una partícula en dos dimensiones es la trayectoria de la partícula en un plano (vertical, horizontal, o en cualquier otra dirección del plano).Las variables a las que está sometida la partícula son dos y por eso se le denomina movimiento en dos dimensiones.

Características del movimiento en dos dimensiones

El movimiento en dos dimensiones se caracteriza por dos movimientos uno ascendente, y otro descendente, como caso particular, un objeto o móvil. Esto puede desarrollar dentro de un espacio el movimiento descendente desde un punto alto, esto se llama, movimiento semiparabólico.

Desplazamiento: El desplazamiento es un vector cuyo origen es la posición del móvil en un instante de tiempo que se considera inicial, y cuyo extremo es la posición del móvil en un instante considerado final. Se representa por r y se expresa en metros. El vector desplazamiento no depende de la trayectoria seguida por el móvil sino sólo de los puntos donde se encuentre en los instantes inicial y final. Así, si un móvil regresa al punto de partida, su desplazamiento será nulo aunque no lo sea el espacio recorrido.

Velocidad: al igual que una dimensión, la velocidad de una partícula es una medida del cambio de su posición con respecto al tiempo, excepto que en un plano, el cambio de posición involucra los dos componentes del vector de posición. La velocidad es la magnitud física que expresa y muestra como varia de posición un determinado objeto.

v=dsdt

Velocidad Instantanea: La velocidad instantánea es un vector tangente a la trayectoria, corresponde a la derivada del vector posición (R) respecto al tiempo. Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. La velocidad instantánea es siempre tangente a la trayectoria.

lim∆t →0

∆ r∆ t

=drdt

Rapidez: La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo, se representa S y su unidad en el S.I es m/s. La rapidez media es la distancia recorrida dividida el tiempo total transcurrido al recorrer dicha distancia.

s=d (m)t (s)

Tema 5: Leyes del movimiento (Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))

Ejercicio 23:

La distancia entre dos postes de teléfono es de 50.0 m. Cuando un ave de 1.00 kg se posa sobre el alambre del teléfono a la mitad entre los postes, el alambre se comba 0.200 m. Dibuje un diagrama de cuerpo libre del ave. ¿Cuánta tensión produce el ave en el alambre? Ignore el peso del alambre

SOLUCION

tanθ=0,2025

=0,008

θ=arc tg 0,008

θ=0,45 °

ΣFy=0

ΣFy=Ty+Ty−W =0

Ty=Tsen 0,45°

W =m∗g=q∗9,8=9,8 Newton

Tsen 0,45+Tsen 0,45−W =0

2 T Sen0,45=W =9,8

T= 9,82 Sen0,45

= 9,8

1,6∗10−2=612,88 Newton

Los conceptos para desarrollar este ejercicio son:

Distancia: Magnitud escalar, que se expresa en unidades de longitud

Diagrama de Cuerpo Libre: Representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas

Subtema 5: Movimiento circular (Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))

Ejercicio 29:

En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2.20 x 10 -6 m/s. Encuentre a) la fuerza que actúa sobre el electrón mientras da vueltas en una órbita circular de 0.530 x10-10 m de radio y b) la aceleración centrípeta del electrón.

SOLUCION

ar(cen)= v2

r=r ω2

b) Remplazando tenemos:

ar(cen)= v2

r=

(2,20∗10−6)2 m /s0,530∗10−10m

=0,091m / s

Ahora elaboremos el punto a

a) La fuerza que actúa sobre el electrón es la centrípeta; me es la masa del electrón. Desarrollando el ejercicio tenemos:

 F=Fc=me∗ar(cen)

F=Fc=9,11∗10−31 Kg∗0,0913 m /s2

F=8,32∗10−32 N

Los conceptos para desarrollar este ejercicio son:

Movimiento circular: Se define como movimiento circular aquél cuya trayectoria es una circunferencia. El movimiento circular, llamado también curvilíneo, es otro tipo de movimiento sencillo.

La experiencia nos dice que todo aquello que da vueltas tiene movimiento circular. Si lo que gira da siempre el mismo número de vueltas por segundo, decimos que posee movimiento circular uniforme (MCU). Ejemplos de cosas que se mueven con movimiento circular uniforme hay muchos:La tierra es uno de ellos. Siempre da una vuelta sobre su eje cada 24 horas. También gira alrededor del sol y da una vuelta cada 365 días. Un ventilador, un lavarropas o los viejos tocadiscos, la rueda de un auto que viaja con velocidad constante, son otros tantos ejemplos. Pero no debemos olvidar que también hay objetos que giran con movimiento circular variado, ya sea acelerado o decelerado.

REFERENCIAS

Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W. (2008). Física para ciencias e ingenierías Vol. 1 (p. 723). Retrieved from http://unad.libricentro.com/libro.php?libroId=323#

FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERIA. Disponible en: https://deymerg.files.wordpress.com/2013/07/fc3adsica-para-ciencia-e ingenierc3ada_-serway-7ed-vol1.pdf