UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

FISICA

Grupo Número 3

Tutor

Hugo Rodríguez

PRIMER TALLER FISICA

BOGOTÁ DC

MARZO 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

TALLER # 1 DE FISICA GENERAL GRUPOS: 04 y 05

TEMAS: Conversión de unidades, notación científica, vectores y movimiento (unidimensional y en un plano)

1) La velocidad de la luz en el vacío es de 2.9979*108 m s-1. Expresarla en kilómetros por hora. ¿Cuántas vueltas alrededor de la tierra podría dar un rayo de luz en un segundo? ¿Qué distancia viajaría en un año ?Esta distancia se denomina año luz

DESARROLLO

299´792.458 = 1079252848,8

299´792.458 = 7.49 vueltas

40000000

1 año= 365*24*60*60= 31536000 seg *300000000 = 94608*10*15m

2) Realice las siguientes conversiones:

a) 28.3 cm a mb) 90500 g a Kgc) 240 mm/s a m/mind) 6 mm a Kme) 16 cm2 a m2f) 367 mi/h a ft/sg) 300 pie3 a m3h) 334 Km/h a m/si) 0.53 cm/s2 a m/s2

DESARROLLO

a)

100 cm ͯ 1 m ͯ x = 1 m x 28.3 cm ͯ x = 0.283 m28.3 cm x 100 cm

b)1000 g ͯ 1 kg ͯ x = 90500 g x 1 k ͯ x = 90.500 kg90500 g x 1000 g

c)

240 mm/s x (1 m/1000 mm) x (60 s/ 1min) =(240 x 1m /1000) x (60/1 min) = 14.4 m/s

d)

10000 mm ͯ 1 km ͯ x = 6 mm x 1 km ͯ x = 0,0006 km6 mm x 10000 mm

e)100 cm2 ͯ= 16 cm2 x 1 m 2 ͯ 0,0016m2

16 cm2 10000 cm 2

f) 1 pie = 0,3048 metros 1 milla = 1.609 km 1 mi= 5280 pies

367 mi/h x (5280 pies/1 mi) x (1h/ 3600 seg) = 538.2 ft/seg

g)

300 pie ³ 1 mts³ = 8,496 mts³ 35.31 pie³

h)

334 Km/h x (1000mts/1 Km) x (1h /3600seg) = 92.7 m/seg

i)

0.53 m/s2 / (100 cm/1m) = 5.3 x 10 R ³ m/s2

3) El radio de la órbita terrestre 1.5 * 1011 m. Esta longitud se denomina una unidad astronómica. Expresar un año luz en unidades astronómicas.1.5 * 1011 m = 150.000.000.000 = 150.000.000 Km

DESARROLLO:

150.000.000 Km ====> 1 UAAño Luz ====> X

Entonces:Dias (D) = 1Seg * 60 (seg) * 60(min) * 24(hr)D = 86.400seg

Año Luz (L) = D * 1Año = 86.400 * 365dias L = 31’536.000 seg

1Seg. ====> 300.000 Km31’536.000seg ====> X

UAs = (X/UA)

4) Realice las siguientes operaciones utilizando notación científica

DESARROLLO

a. (0.000000025)( 100000000000000000)

b. (300000000 + 400000000) / (0,00000002)

c. (2.5 * 105 – 1.0 * 105 ) / ( 5*109 )

4 Encontrar el ángulo entre dos vectores de 10 y 15 unidades de longitud, cuando su resultante tiene 20 unidades de longitud.

R² = a² + b² + 2ab cos xR² =20; a² = 10; b² = 15

Desarrollo

400=100 + 225 + ( 2(10x15) ) cosx ═» 400 – 100 – 225 = 300 cosx75 = 300 cosx ═» cos x = 75 / 300 ═» cos x = ¼ ═» arcocos(1/4) = 75.52°

5

Desarrollo:

A = (4.0, 3.0)B = (3.0, 5.0)C = A + B = (4.0, 3.0) + (3.0, 5.0) = (7, 8)D = A – B = = (4.0, 3.0) - (3.0, 5.0) = (1, -2)

7 Dos vectores de 20 cm y 10cm de longitud, forman un ángulo entre ellos de 450. Encuentre la magnitud y dirección de su resultante con respecto al vector más grande.

Desarrollo

Ax = 20 uAy = 0 uBx = 10 cos 45 = 7,07 u By = 10 sen 45 = 7,07 u

Entonces tendremos que las componentes del vector resultante R serán:Rx = Ax + Bx = 20 + 7,07 = 27,07 uRy = Ay + By = 0 + 7,07 = 7,07 uR = (27,07, 7,07)Direccion: ArcTan(7,07/27,07) = 14,63o

Magnitud: = = = 27,97

27,97

8 Un bote a motor se dirige hacia el norte a 20 millas por hora en un lugar donde la corriente es de 4 millas por hora en la dirección S 750 E. Encontrar gráfica y analíticamente la velocidad resultante del bote. Nota: traslarda el vector v1 para buscar la magnitud de la resultante.

Formula:X= x˳ + v˳t + ½ at

Hallar los valores de los vectores por componentes:V1 = 20 millas/h ŶV2 = 4 millas/h cos (345) Ẍ + 4 millas/h sen (345) Ŷ ═» = 3,86 millas/h Ẍ + - 1,03 millas/h Ŷ (Vector por componentes)V3= V1 + v2 = 3,86 millas/h Ẍ + 18,97 millas/h Ŷ ¿Hallar la magnitud del vector V3 por pitagoras?

R/ |V3| = ͯ 19.35

9 Una partícula se mueve a lo largo del eje X de manera que su posición en cualquier instante t está dado por x = 3t2 + 4, donde x se expresa en metros y t en segundos. Calcular su velocidad promedio en el intervalo de tiempo entre

a) 1s y 1.1s

b) 1s y 1.001s

c) 1s y 1,0001s

d) Calcular la velocidad instantánea a los 1 s

10 Un electrón incide sobre una pantalla de televisión con una velocidad 3*106 m s-1. Suponiendo que ha sido acelerado desde el reposo a través de una distancia de 0.05m, encontrar su aceleración promedio.

Vi = 0Ti = 0d = 0.05mVf = 3 * 106 m/s = 3’000.000m/s

=========>

11 La tierra describe aproximadamente una trayectoria circular alrededor del sol. La distancia en promedio de la tierra al sol es de 1.5*1011 m. ¿Cuál es la rapidez de la tierra en su órbita alrededor del sol?

R = distancia del planeta al Sol = 1.5*1011 m

T = período del planeta (tiempo que tarda en dar una vuelta completa al Sol)= 365 dias

V = R/T

V= 1.5*1011 m / 365 dias = 410958904.1m/días

12 Un automóvil parte del reposo y se desplaza con una aceleración de 1 m s-2

durante 2 s. Luego se apaga el motor y el auto se desacelera debido a la fricción

durante 10 s a un promedio de 10 cm s- 2. Luego se aplican los frenos y el auto se detiene en 5 segundos más. Calcular la distancia total recorrida por el auto. Hacer un gráfico de: posición contra tiempo (x vs t), velocidad contra tiempo (v vs t) y aceleración contra tiempo (a vs t).

13 Un auto parte del reposo y se mueve con una aceleración de 4m s-2 y viaja durante 4s. Durante los próximos 10 s se mueve con movimiento uniforme. Se aplican luego los

frenos y el auto desacelera a razón de 8 m s-2 hasta que se detiene. Hacer una gráfica de velocidad contra tiempo y calcular la distancia total recorrida.

http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081108175805AAWS4YV

Vi = 0A1 = 4m/s2

A2 = 0A1 = 8m/s2

T = 4sVector 1

Vf = Vo + at = 0 + ( * 4s)

Vf = 0 + ( * 4s)

Vf =

Fórmula para distancia en MUA: d = (Vo t) + ½(a t²)

D1 = 0*4s + * 42)

D1 = 0 + * 4s2)

D1 = ½(4m/s2 * 16s)D1 = 32m

Vector 2D2 = 16m/s * 10s + 0D2 = 160m

Vector 3

D3 = 16m/s * t + * t2)

t = = = 2s

t = 2s

D3 = (16m/s * 2s) + * 2s2)

D3 = (32m/s) +(- ½ (32m/s))D3 = (32m/s) - 16m/s)D3 = 16m

Distancia total recorrida = 32m + 160m + 16m = 208m

14 Una piedra es soltada desde el reposo desde techo de un edificio alto. ¿Qué altura ha descendido y que velocidad tendrá al cabo de 1 s?, ¿Después de 2 s?

Ecuaciones: vf = v 0 + g.t y = v 0.t + g.t²/2 vf² - v 0 ² = 2.g.hR² = a² + b² + 2ab cos x

a) ¿Cuál será su velocidad luego de haber descendido 1 seg?.

v 0 = 0m/segg = 9,8 m/seg².t = 1 seg.h = 0 m

vf = v0 + g.t vf = (0 m/seg) + (9,8m/seg²).(1 seg)vf = 0 m/seg + 9,8 m/seg vf = 9,8 m/seg

b) ¿Qué distancia habrá descendido en esos 1 seg?. y = v0.t + g.t²/2 y = (0 m/seg).(1 seg) + (9,8 m/seg²).(1 seg)²/2 y = (01 m) + ((9,8 m/seg²).(1 seg2))/2 y = 0 m + 4,9 m y = 4,9 m.

c)¿Cuál será su velocidad luego de haber descendido 2 seg?.

v 0 = 0m/segg = 9,8 m/seg².t = 2 seg.h = 0 m

vf = v0 + g.t vf = (0 m/seg) + (9,8m/seg²).(2 seg)vf = 0 m/seg + 19.6 m/seg vf = 19,6 m/seg

d) ¿Qué distancia habrá descendido en esos 2 seg?. y = v0.t + g.t²/2 y = (0 m/seg).(2 seg) + (9,8 m/seg²).(2 seg)²/2 y = (01 m) + ((19,6 m/seg²).(2 seg2))/2 y = 0 m + 9,8 m y = 9,8 m.

15 Un hombre parado en el techo de un edificio tira una bola verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10 m/s. La bola llega al suelo 3.5 s más tarde .¿Cuál es la máxima altura alcanzada por la bola?. ¿Cuál es la altura del edificio?, ¿Con qué velocidad llegará la bola al suelo?.

DESARROLLO

.¿Cuál es la máxima altura alcanzada por la bola?

¿Cuál es la altura del edificio?

¿Con qué velocidad llegará la bola al suelo?

g = gravedadt = tiempo

16 Una bola de golf es golpeada formando un ángulo de 300 con la horizontal y con una rapidez de 44 m s-1. ¿Cuál es la altura máxima?, ¿Cuánto tiempo permanece en el aire?, ¿Cuál es el alcance máximo?.Se calculan estos valores utilizando las formula de Altura Maxima (Ymax) y Distancia máxima (R) asi:

¿Cuál es la altura máxima?:

¿Cuál es el alcance máximo?: ¿Cuánto tiempo permanece en el aire?:

17 Una bola se desliza sobre una mesa de 100 cm de altura con una rapidez de 1,5 m s-1. ¿Qué distancia recorre horizontalmente antes de golpear el piso?

t=0.44sY= 1mVo = 0

ͯ ͯ ͯ =

s ͯ ͯ s

ͯ ͯ

ͯ ͯ

18 Un proyectil es disparado de modo que su alcance horizontal es tres veces su máxima altura. ¿Con qué ángulo fue lanzado el proyectil?

h = 100cm

R = 1,5 m/s¯¹

Vo = 0ho = 0

Desarrollo

h = = Altura máxima

R = = Alcance máximo

R h

=

2cos =

= = tang

tang =

=

19 El radio de la tierra es alrededor de 6370 Km. Calcule la aceleración centrípeta de una persona en el ecuador.

DESARROLLO:a) La aceleración centrípeta es aquella magnitud vectorial que hace posible que el

vector velocidad esté cambiando permanentemente de dirección en el movimiento circular.Su dirección es en el sentido radial:

Matemáticamente se expresa así:

(V) es la velocidad tangencial de la Tierra y (R) es su radio.

b) Calculamos la velocidad tangencial de la Tierra: la tierra da una vuelta completa en 24horas (24 x 3600 = 86.400 seg).

Período (T) = 86.400seg

c) Con los valores encontrados, ahora si calculamos la aceleración centrípeta:

La aceleración centrípeta de un punto de la superficie terrestre tiene un valor muy

pequeño. Esta es la razón por la que, cuando resolvemos problemas sobre movimientos de objetos en las proximidades de la superficie terrestre, la consideramos despreciable. 

20 Un jet militar describe una trayectoria circular de radio de 860m con una rapidez de 180m/s. ¿Cuál es la aceleración del jet?

DESARROLLO:Se calcula la aceleración centrípeta:

FORMULAS:

FORMULAS CAIDA LIBREt= Vf - Vo / gh= Vf2 - Vo2 / -2gVf= Vo -gt

BIBLIOGRAFIA DE PROFUNDIZACION

Serway, R. Física para Ciencias e Ingenierías (2006). Cengage Learning Editores.

Tipler, P. y Mosca, G. Física para la Ciencia y la Tecnología (2005). Editorial Reverté.

Alonso, M. y Finn, E. Física. Addison-Wesley Iberoamericana. Hewitt, P. Física conceptual (2004). Pearson Educación Feynman, R. The Feynman Lectures on physics. Fondo educativo interamericano.

Sears, Zemansky, Young. Física Universitaria. Editorial Fondo Educativo Interamericano

También puede utilizar varios applets de física, algunos de ellos los puede encontrar en:

http://www.walter-fendt.de/ph14s /

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica /