TC2 BORRADOR

7/26/2019 TC2 BORRADOR

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FISICA GENERAL

TRABAJO COLABORATIVO FASE 2 (TRABAJO Y ENERGA)

PRESENTADO POR:

ANYELO SANDOVAL PEA COD: 83182240

GERMAN ALBERTO VARGASCOD:

G!"#

100413$1%&

T'TOR:

'GO ERNANDO DIA

'NIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA *'NAD+

ESC'ELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PEC'ARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE*ECAPMA+

PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL

PITALITO ABRIL DE 201&
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1- Una carretera avanza por terreno quebrado. Desde cierto punto A, tiene tres tramosrectos que conducen sucesivamente a los puntos B, C y D. Los tramos son rectilneos y tienenlas siuientes lonitudes y !nulos de inclinaci"n respecto a la #orizontal$ AB--%&.''(msubiendo a 1).'*+ BC--%.''(m subiendo a '.'*+ CD--%.''(m ba/ando a ).'*. Un auto de1.' 0 1' ( #ace el recorrido de A a D. i se le asina una enera potencial nula en el

punto A, calcule sus eneras potenciales ravitatorias en los puntos B, C y D.DESARROLLO

C

23

20- 8.M

B

& 23

1)*)* D

A

Sabemosque Ep=m.g.h,ademasenAlaEp escero , quiere decir que h=0.

laalturade B es sen15=B

4por tanto B=4 sen15=1.035 km (1035m )

EpB= [1,8.103 kg ] .(9,8 ms2 ). (1,035m )=1881014kg. m

2

s2 1881014Joule

sen20= C

3kmC=3.sen 20=1,026 km

C=B+C=1035m+1026m=2061m

Epc=[1,8.103 kg ] .[9,8 ms2 ] . [2061m ]=3744672,12 Joule


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sen25= D

8kmesdecir D=8km.sen25=3380,94m

a laaltura que yatenia el autoresto D

D=CD=2061m3380,94m=1319,94m

Ep0= [1,8.103 kg ] .[9,8ms2 ] . [1319,14m ]=2398225,3 Joule

. Una partcula de '.)'' ( tiene una rapidez de .)' m4s en el punto 5A6 y eneracin7tica de .'' 8 en el punto 5B6. 9Cu!les son a6 su enera cin7tica en 5A6, b6 su rapidezen 5B6 y c6 el traba/o neto invertido en la partcula con:orme se mueve de5A6 a 5B

Ec=1

2m .v

2

EcA=1

2(0,5kg ) .(2,5 ms)=0,625 Joule

EcB=8 J=1

2(0,5kg ) . v2

B2=

8J.2

0,5kg=B=5,656

m

s

!raba"o neto esigual ala variacionde todaslas #uer$as

% n=k2k1=E cBEcA=8J0,625 J=7,375 J

4. Considere la pista de tobogn mostrada en la figura. Los puntos marcados corresponden a: A=mximo

absoluto, B=mximo local, C=mnimo local. Un bloque de ielo !masa en la figura" patina sobre la pista sin

ro#amiento apreciable. $l bloque es apo%ado sobre el punto C % se le imprime all una rapide# c, para lan#arlo

acia arriba por la pista.


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(a) Cul debe ser el valor de cpara que justo alcance a llegar al punto A? (asumimos que el bloque no

pierde nunca contacto con la pista)

La energa mecnica en el punto C % A se igualan !conser&aci'n de la energa", la &elocidad en A es cero, por lo

tanto su energa cin(tica tambi(n lo ser, luego

E&C=E&A

ECC+E'C=ECA+E'A

ECC+E'C=0+E'A

1

2m vC

2+mghC=mghA

)e simplifica la masa % se amplifica a * cada miembro,

vC2+2ghC

=2ghA

+actori#ando % despeando,

vC2=2 ghA2ghc

vC2=2 g (hAhC)

vC=2 g (hAhC)

-eempla#ando tenemos,

vC=2(9.8m

s2 ) (5.00m2.00m )=58.8

m2

s2

vC=7.67m

s


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ara las preguntas !b", !c" % !d", el bloque es lan#ado con la rapide# calculada en la pregunta !a".

(b) Determine la rapidez con la cual pasa el bloque por el punto B.

La energa mecnica en el punto B % C se igualan !conser&aci'n de la energa",

E&B=

E&C

ECB+E'B=ECC+E'C

1

2m vB

2+mghB=

1

2mvC

2+mghC

)e simplifica la masa % se amplifica a * cada miembro,

v B2+2ghB=vC

2+2 ghC

+actori#ando % despeando,

v B2=vC

2+2 ghC2 ghB

v B2=vC

2+2 g (hChB)

v B=vC2+2 g (hAhC)

-eempla#ando tenemos,

v B=(7.67m

s)2

+2(9.8ms2 ) (2.00m3.20m)=35.3m

2

s2

v B=5.94m

s

(c) uponga que el radio de curvatura de la pista en el punto B vale !."" m. Determine la magnitud de la

#uerza de contacto entre el bloque $ la pista en ese punto.

)e aplica la fuer#a centrpeta que une al bloque con la superficie de la pista para la &elocidad % radio

correspondiente,

(=(Cmg=mv B

2

)

(contacto=mgmvB

2

)


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(contacto=m(g vB2

))

(contacto=m(9.8

m

s2(

5.94m

s

)

2

5.00m)(contacto=2.74m

(d) Cul podr%a ser el valor m%nimo del radio de curvatura de la pista en el punto B si se busca que el bloque

se mantenga en contacto con ella al pasar por ese punto?

(=(Cmg=mvB

2

)

Asumiremos la fuer#a centrpeta como cero para saber el radio mnimo para que el bloque aun tenga contacto

con la superficie:

0mg=mB

2

)m*n

mg=mB

2

)m*n

)m*n=B

2

g=

(5.94m

s)2

9.8m

s2

)m*n=3.60m

9. Una manguera de /.0 cm de dimetro es utili#ada para llenar un balde de /1 litros. )i la manguera tarda 2 de

minuto para llenar el balde !/ L=/34 cm4"a. Cul ser la velocidad del agua al salir de la manguera?

b. S el dimetro de la manguera se reduce a 1.00 cm Cul ser la velocidad del agua al salir de la manguera,

suponiendo la misma tasa de flujo?

Datos:

D=1.5cm


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t=3

4minuto=45 s

=18+=18000 cm3

a. &elocidad del agua al salir de la manguera

v=,

A

v=( t) 1- D24

v=( t)( 4- D 2 )

v=( 18000cm3

45 s )[ 4-(1.5cm)2 ]

v=226.4cm

s

b. &elocidad del agua al reducirse el dimetro a '."" cm asumiendo tasa de #lujo constante.

v=( t)( 4- D 2 )

v=( 18000cm3

45 s )[ 4-(1.00 cm)2 ]

v=509.3cm

s

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