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SOLUCION EJERCICIOS UNIDAD 3

FISICA GENERAL

JULIO CESAR SANDOVAL CAMPOS

80183084

GRUPO 100413 102

Tutor

 Alexander Flórez

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

 Arauca octubre de 2015

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Ejercicios de la Unidad 3

Ejercicio 1

La posición de una partícula se conoce por la expresión x = (4.00 m) cos (3.00 t + ),donde x está en metros y t en segundos. Determine: a) la frecuencia y periodo del

movimiento, b) la amplitud del movimiento, c) la constante de fase y d) la posición de la

partícula en t =. 0.250 s.

Para resolver este problema debemos comprender las ecuaciones del movimiento

oscilatorio así como la ley de Hooke y las ecuaciones de la frecuencia   =   =    El periodo =    = 2√  

La constante de fase ∅ =    

La posición X(0)= A cos (0) = ∅ =  Solución

= 3   = 4.00 ∅ = = 180º  

  = ( + ∅) 

  = 4.00 (3,00 + ) 

=     =   =   = 0,66  

  =   =   . = 1.51 Cuando t= 0.250s   = 4.00 (3,00(0.250) + )   = 4.00 (2.356+ ) 

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Ejercicio 11. Una soga tensa tiene una masa de 0.180 kg y una longitud de 3.60 m.¿Qué potencia se debe suministrar a la soga para que genere ondas sinusoidales quetengan una amplitud de 0.100m y una longitud de onda de 0.500 m y viajen con unarapidez de 30.0 m/s?

Para resolver este problema, debemos tener presentes, las ecuaciones que nos ayudan a

obtener los valores buscados a partir de los conocidos. = √   = 2  =   ²  ²  Solución:

 A partir de los datos conocidos, evaluamos las ecuaciones y obtenemos los datos quebuscamos:

 A=0.100 m v=30m/s L=3,60m m=0,180kg = 0,500 Si

= 

²² entonces necesitamos saber primero los valores de µ y de

 

La densidad lineal es =     =  ..  = 0.05 La velocidad angular está dada por

=   = Pero debemos saber el número de onda k , a partir de la longitud de onda  

=     =  (,).   = 12,56  Ahora con el valor de k y la masa obtenemos la velocidad angular   

=   =  .. = 69.77/ 

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Ejercicio 13

El punto de fusión del oro es 1 064°C, y su punto de ebullición es 2 660°C. a) Expreseestas temperaturas en kelvin. b) Calcule la diferencia entre estas temperaturas en gradosCelsius y en kelvin..En este caso utilizamos las ecuaciones de conversión de escalas de temperatura

ºK = ºC+273,15  ºC = ºK-273,15

Solución:Punto de fusión del oro 1064ºC + 273,15 = 1337,15 ºKPunto de ebullición del oro 2660ºC + 273,15 = 2933,15 ºK

La diferencia entre estas temperaturas es exactamente igual ya que para cambiar deescala solo debe sumarse o restarse un valor de 273,15º.La diferencia entre escalas de temperatura Celsius y kelvin radica en que en la escalaCelsius el punto de 0ºC corresponde al punto de hielo en el agua, es decir, el puntoexacto en que el agua cambia de estado sólido a líquido. En el caso de la escala kelvin, el

punto de hielo en el agua corresponde a 273,15ºK ya que esta es la escala absoluta detemperatura y esto se debe a que de acuerdo a varios experimentos se llego a laconclusión que el cero absoluto corresponde a -273,15ºC

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Ejercicio18La temperatura de una barra de plata se eleva 10.0°C cuando absorbe 1.23 kJ de energíapor calor. La masa de la barra es 525 g. Determine el calor específico de la plata.Tenemos en cuenta en este caso las siguientes ecuaciones que nos permiten comprender

la resistencia de un material ante la inyección de energía para cambiar su temperatura.

= ∆  =   ∆ Tomando los datos conocidosm= 525g = 0,525kg Q= 1,23kJ = 1230Joules ∆̨ = 10.0º  

 Aplicamos la ecuación del calor específico

=   ∗∆   =   ,∗.º  = 234.28º  

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Ejercicio 28Quince partículas idénticas tienen diferentes magnitudes de velocidad: una tiene unamagnitud de velocidad de 2.00 m/s, dos tienen magnitudes de velocidad de 3.00 m/s, trestienen magnitudes de velocidad de 5.00 m/s, cuatro tienen magnitudes de velocidad de7.00 m/s, tres tienen magnitudes de velocidad de 9.00 m/s y dos tienen magnitudes develocidad de 12.0 m/s. Encuentre a) la rapidez promedio, b) la rapidez rms y c) la rapidez

más probable de estas partículas.Utilizamos en este caso las siguientes ecuaciones.

Vprom= suma de las velocidades/nº de partículas.

Rapidez rms= v12 + v22+ v32+ v42+ vN2/ nº de partículas.

Obtenemos la velocidad promedio

 = 2,0 + 3,0 + 3,0 + 5,0 + 5,0 + 5,0 + 7,0 + 7,0 + 7,0 + 7,0 + 9,0 + 9,0 + 9,0 + 12,0 + 12,015  

Vprom= 6,80m/s

 Ahora obtenemos la rapidez RMS sumando las velocidades al cuadrado y dividiendo entre

el número de partículas.

 = 2,0²  +3,0²  +3,0²  +5,0²  +5,0²  +5,0²  +7,0²  +7,0²  +7,0²  +7,0²  +9,0²  +9,0²  +9,0²  +12,0²  +12,0² 15  

 = 4,0 + 9,0 + 9,0 + 25,0 + 25,0 + 25,0 + 49,0 + 49,0 + 49,0 + 49,0 + 81,0 + 81,0 + 81,0 + 144,0 + 144,015  

 =  82415  = 54.93² /²   Ahora podemos obtener la velocidad probable

Cuatro partículas tienen v=7,0m/s; tres tienen v=9,0 m/s; otras tres tienen V0 5,0 m/s; dos

tienen v=12m/s; otras dos tienen v=3m/s y una tiene v=2m/s

Teniendo en cuenta lo anterior, la rapidez más probable es = 7,0/