GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS- T.P.2. RESUELTO CON DESARROLLO

TRABAJO PRÁCTICO 2

FÍSICA PARA LA CARRERA DE ARQUITECTURA

Gustavo Moll

1

TRABAJO PRACTICO 1- EJERCICIOS CONCEPTUALES

1. ¿Qué estudia la cinemática?

2. ¿Cómo defines la aceleración?¿En qué tipo de movimiento se encuentra?

3. ¿Por qué la aceleración es una magnitud vectorial?

4. Define movimiento uniforme variado

5. ¿Cómo es la trayectoria en el movimiento MRUV?

6. ¿Qué significa aceleración positiva?

7. ¿Cuánto vale la velocidad inicial en el movimiento caída libre? Justifica.

8. ¿Cuánto vale la velocidad final en el movimiento de caída libre? Justifica.

9. ¿Cuánto vale la velocidad inicial en el movimiento de tiro vertical? Justifica.

10. ¿Cuánto vale la velocidad final en el movimiento de tiro vertical? Justifica.

11. ¿Cómo es la trayectoria en el movimiento de tiro vertical? Justifica.

2

12. ¿Por qué el movimiento en tiro vertical es uniformemente variado?

13. Define frecuencia en MCU

14. Define período en MCU

15. ¿Qué es aceleración centrípeta?

16. ¿Qué es velocidad tangencial o lineal?

17. ¿Qué es velocidad angular?

18. ¿Qué es un radian?

19. ¿Qué significa el término Hertz?

20. ¿Cuál es la función de la aceleración centrípeta en MCU?

21. ¿Cuál es la dirección de la aceleración centrípeta? Grafícala

22. Realiza un mapa conceptual del contenido de este capítulo

3

TRABAJO PRACTICO 1- EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN NUMÉRICA

INTRODUCTORIOS

Utiliza para g= 10 m/s2

1- Un grúa tipo Bob-cat se desplaza a velocidad constante de 9 km/h con este único dato se pide:a- Determinar el valor de la velocidad en m/sb- Determinar cuanto tiempo en s le tomará recorrer 25.000 cmc- Grafica un diagrama espacio tiempo. (m vs s)d- Grafica un diagrama velocidad-tiempo.(m/s vs s)

a- Vel= 9x1.000m3.600 s = 2,5 m/s

b- t=e/v t= 250m

2,5 ms

= 100s

2- Una camion se desplaza durante 2,5 hs a 60 km/h . Luego en 6s llega a los 90 km/hCon estos datos determina:a- ¿ Que tipo de movimiento tuvo el camión durante las primeras 2,5 hs? Justifica.b- ¿ Que distancia en metros y notación científica recorrió el camion en esas 2,5hs?c- Expresa la velocidad del camion en m/sd- Determina el valor de la aceleración en m/s2.

a- Movimiento rectilineo uniformeb- e=velxtiempo = 60 km/h x 2,5hs= 150 km 150.000m= 1,5 x105m

c- Vel=60x1.000m3.600 s = 16,666m/s

d- A= (Vf-Vi)/(tf-ti)= 25ms−16,66 m

s6 s

= 8,333m

s6 s

= 1,38m/s2

3- Un objeto gira a 2.000 r.p.m. con un radio de 5m.Determina:a- Su período en s.b- Su frecuencia en Hz.c- Su velocidad angular en rad/sd- Su velocidad lineal en m/s

a- T= 0,03 seg

En 1 minuto da 2.000 giros ¿en cuanto tiempo da un giro?

2000 giros----- 60s1 giro------------ x s

4

X seg= 1gx60 s2.000g = 0,03 seg en este tiempo da un giro y ese es el período

b- f= 1/T = 1/0,03 seg= 33,333 Hz

c- ω = 2πradT = 2πrad0,03 s =209,4395 rad/s

1 vuelta → 2π radianes 2.000 vueltas → xπ radianes x = 4.000 π radianes

4.000 π radianes → 60 segundos

ω = 4000 πrad60 s = 209,4395 rad/s

d- Su velocidad lineal

V= LONG CIRCUN/TIEMPO= 2πradiotiempoque tarda enrealizar ungiro = 2π 5m0,03 s =1.047,19m/s

O bien:V= ωxradio= 209,4395 rad/s x 5m= 1047,19 m/s

4- Un ladrillo es arrojado hacia arriba en forma vertical con velocidad inicial de 10 km/h. Determina:a- La altura máxima que alcanzará el ladrillo expresada en m

a- Para calcular la altura máxima solo tengo como datos las velocidades inicial y final:

Vi= 10km/h y Vf=0 cuando llegue a la altura máxima por lo tanto revisando las formulas veo que debo usar la 3ra que involucra last res variables que tengo en la pregunta:

vf² - vi² = 2·g·∆h entonces despejando - vi² = 2·g·∆h ∆ h= −Vi2

2(−g) =

−7,7117m /s 2

2x (−10 ms2

)

Observa que la aceleración de la gravedad es negativa.

·∆h= 0,385586m

5

6

TRABAJO PRACTICO 1- EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN NUMÉRICA

EJERCICIOS DE APLICACIÓN A LA ARQUITECTURA

Utiliza para g= 10 m/s2

1-Para trasladar a una obra el equipo que realizara las perforaciones destinadas a las fundaciones, se utiliza un camión que debe desplazarse a una velocidad constante de 70 km/h debido al peso de la maquinaria que transporta. La obra dista 300 km de la central de donde salió el transporte y quieren saber a que hora llegará. El transportista informa que ya recorrió 75 km. Entonces determina:

a- Cuantos metros le faltan por recorrer. Expresalo en notación científica.b- Si salio a las 12hs de la central ¿a que hora llegara a la obra?c- Expresa la velocidad en m/s.d- Determina de que tipo de movimiento se trata.

a- 300km-75km= 225 km 225.000m 2,25x105mb- V=e/t t=e/V t= 300km/70km/h= 4,285714286 h

12h+4,285714286 h= 16,28571429h

1HORA -----------------60 MINUTOS0, 28571429h------- X MINUTOS 17,14285714 MINUTOS

1 MINUTO -------- 60 SEGUNDOS0, 14285714MIN--- X SEGUNDOS 8,5714284 SEGUNDOSLLEGARÁ A LAS: 16h 17m 8,57seg

c- 19,44m/sd- Mru

2- Desde una grua se desprende un panel que se encuentra a 25m de altura . Determina:a- El tiempo que tarda en caer al suelo, sabiendo que lo hizo con velocidad inicial

igual a cero.b- La velocidad que tenía el panel justo antes de tocar el suelo.c- Si el panel pesa 20N,determina la fuerza con la que cae el panel.

a- h= ½ g t2

t = √ h.2g = √ 25m .210m /s2 = 2,23606s

b- Vf= √2gh= √ 2 x10mx25ms2=¿¿ 22,3606 m/s

c- F=masaxaceleración= mxg= (P/g)xg= 20N

ALGUNAS FÓRMULAS DE CAÍDA LIBRE

7

3- El edificio Dynamic Tower tendrá una altura de 420 metros y 80 viviendas, una por planta, que girarán 360º sobre el eje de la principal de la torre. En cuanto a las características técnicas y físicas del edificio, este tendrá una altura de 420 metros repartidos en 80 plantas de 85,94m de radio.Cada apartamento podrá describir ángulos de 120º grados cada 30 minutos, independientemente del movimiento del resto de pisos, lo que ofrecerá a sus residentes una increíble visión panorámica de todo el paisaje de Dubai.

Con estos datos se pide:a- Calcular el período.b- La frecuenciac- Expresa la velocidad angular en rad/s.d- Calcular la velocidad lineal de cada piso.e- Determinar la aceleración centripeta.

a- Si gira un tercio de vuelta en 30 minutos girará una vuelta entera en 90 minutos (360º= 2π radián)Período:tiempo que tarda en dar una vuelta completa.T= 90mx60s/1m= 5400s

8

https://www.ngenespanol.com/traveler/asi-sera-el-primer-rascacielos-giratorio-del-mundo-en-dubai/

b- La frecuencia f=1/T= 1/5400s=0,0001851Hz

c- 360º------- 2πrad------90minutos--------5.400 s

ω = 2πrad/5.400s=0,0011635528 rad/s

d- V= ω.85,94m=0,1m/s

4- Una máquina que se utiliza en la obra, realiza un MCU con una frecuencia de 80 herzios. Determina:

a- Su periodo.b- Su velocidad angular.c-Su velocidad angular en revoluciones por minuto.

a- PeríodoT= 1/f= 1/ 80Hz= 0,0125 s

b- ω = 2πrad/0,0125s=160πrad/s= 502,6548rad/s

c- 1πrad -------½ vuelta

160 πrad --- x vueltas xvueltas= 160π rad x½ vuelta1π rad = 80 vueltas en 1seg

En un minuto serán 80vueltasx60 seg= 4.800 r.p.m

5-¿Cuánto tiempo tardará un camión hormigonero en alcanzar una velocidad de 80 km/h, si parte del reposo aplicando una aceleración constante de 0,3 m/s² ?

a= vf-vi/tf-ti = 22,22222m

s−0ms

∆t a= ∆v∆ t ∆ t=∆ va =

22,22222m /s0 ,3m /s2

=

74,074s

convertimos los km/h a m/s :80 kmh =80 1.000m3.600 s = 22,22222m/s

9