Mov Rect Guía 08

of 35/35
-¿Y la gran aventura de mi tiempo, los viajes espaciales?-le dije. -Hace ya siglos que hemos renunciado a esas traslaciones, que fueron ciertamente admirables. Nunca pudimos evadirnos de un aquí y un ahora. Con una sonrisa agregó: -Además, todo viaje es espacial. Ir de un planeta a otro es como ir a la granja de enfrente. Cuando usted entró a este cuarto estaba ejecutando un viaje espacial. “Utopía de un hombre que está cansado” J.L.Borges Planeta Tierra en el espacio Todo se mueve, hasta en el interior de una piedra apoyada en el suelo, los átomos que la forman están vibrando, aunque este movimiento no lo podemos ver, ni con un microscopio. Y tampoco casi no nos damos cuenta que estamos parados sobre una roca gigantesca que da vueltas y se traslada alrededor del Sol a 108.000 kilómetros por hora. El movimiento de las cosas depende de quién lo mire, es decir, del observador. Algunas velocidades Cuerpo Velocidad(m/s) Cuerpo Velocidad (m/s) ORT2008 1 DEPARTAMENTO DE FÍSICA Movimientos Rectilíneos. Guía de Problemas
  • date post

    06-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    2.014
  • download

    4

Embed Size (px)

description

Guía de ejercicios de la escuela ORT

Transcript of Mov Rect Guía 08

DEPARTAMENTO DE FSICA

Movimientos Rectilneos. Gua de Problemas-Y la gran aventura de mi tiempo, los viajes espaciales?-le dije. -Hace ya siglos que hemos renunciado a esas traslaciones, que fueron ciertamente admirables. Nunca pudimos evadirnos de un aqu y un ahora. Con una sonrisa agreg: -Adems, todo viaje es espacial. Ir de un planeta a otro es como ir a la granja de enfrente. Cuando usted entr a este cuarto estaba ejecutando un viaje espacial.

Utopa de un hombre que est cansado J.L.BorgesPlaneta Tierra en el espacio Todo se mueve, hasta en el interior de una piedra apoyada en el suelo, los tomos que la forman estn vibrando, aunque este movimiento no lo podemos ver, ni con un microscopio. Y tampoco casi no nos damos cuenta que estamos parados sobre una roca gigantesca que da vueltas y se traslada alrededor del Sol a 108.000 kilmetros por hora. El movimiento de las cosas depende de quin lo mire, es decir, del observador.

Algunas velocidadesCuerpo Alejamiento entre Amrica y frica Desplazamiento de un caracol Tortuga Persona caminando Persona corriendo (record mundial) Bicicleta Guepardo (animal ms veloz) Auto Velocidad(m/s ) 0,0000000001 0,003 0,03 1 10 26 30 40 Cuerpo Vien to en un huracn Avin de pasajeros Sonido en el aire Rotacin de la Tierra La Luna alrededor de la Tierra Ondas ssmicas La Tierra alrededor del Sol Luz en el vaco Velocidad (m/s) 90 200 340 464 1.000 3.600 30.000 300.000.000

ORT2008

1

Movimiento Rectilneo Uniforme1) El dibujo representa un aula (cuadriculada cada metro). Indicar la posicin de la pelota en el desde cada uno de los 2 sistemas de referencia. Complet la tabla Sistema de referencia (X1 , Y1) (X2 , Y2) (X3 ,Y3) X3 X2 x y

Y3 Y1 Y2

-1

-2

X1 2) Se suelta una pelota desde una altura de 6 m, el experimento termina cuando sta alcanza el suelo. Indicar la posicin inicial y la posicin final para cada uno de los sistemas de referencia. Y20 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 0

Y1

3) En el dibujo se muestra la posicin de 4 bolitas distintas en el momento en que se enciende el cronmetro. Las flechas indican para que lado se mueven Para cada bolita indicar la posicin inicial

A -40 -30

B -20 -10

C 0 10 20 30 40

D 50 60 cm

ORT2008

2

4) El dibujo muestra la posicin de 4 bolitas en cuatro instantes diferentes (a los 0, 2, s 4, y 6 segundos).Se pide: a) Grafic, para cada bolita, la posicin en funcin del tiempo

t

b) Todas se mueven con velocidad constante? Cmo te pods dar cuenta, a partir del grfico? c) Durante los 6 segundos Cunta distancia recorri cada bolita? d) Calcul la velocidad de cada bolita (solo de aquellas que se desplazan con velocidad constante) e) Grafic velocidades tiempos para cada bolita (solo de aquellas que se desplazan con v velocidad constante)

t

f) Si cada bolita continuara movindose de igual forma. Qu posicin alcanzara cada una a los 10 segundos? Que distancia recorrera cada una al cabo de 10 segundos?

A t = 0s -40 -30 B -20 -10 C 0 10 D t = 2s -40 -30 -20 -10 B 0 A 10 C 20 30 40 50 60 cm 20 D 30 40 50 60 cm

t = 4s -40 -30 -20

D -10 0 10

B 20

A 30

C 40 50 60 cm

C t = 6s -40 ORT2008 D -30 -20 -10 0 10 20 30 B 40 50 A 60 cm 3

5) Un auto se desplaza a 40 km/h Cunto demorar en recorrer 220 km? 6) Qu velocidad tendr que desarrollar si quiero recorrer 300 m en 2 segundos? Expresarlo en m/s y km/h 7) Si camino a 5 km/h cuntos metros recorrer en 10 segundos? 8) Cuando los aviones superan la velocidad del sonido se dicen que son supersnicos a cuntos km/h deben volar? (el sonido viaja aproximadamente a 340 m/s) 9) Pasar 100 km/h a m/s 10) Un ao luz es la distancia que recorre la luz en un ao a cuntos metros equivale? (la velocidad de la luz es de 300 000 km/s) 11) El parque Centenario tiene un dimetro de 4 cuadras (1 cuadra son aproximadamente 100m). Si una persona da una vuelta corriendo en 8 minutos qu rapidez promedio desarrolla? Es un caso de MRU? 12) El siguiente grfico representa el recorrido de un auto en funcin del tiempo. Contest las siguientes preguntas y fundament tu respuesta a) Durante cunto tiempo estuvo detenido? b) Cuntos km recorri en cada tramo? c) En cul tramo fue ms rpido? s (km) d) Grafic velocidades tiempos 600 200 4 8 12 t (horas)

13) El siguiente grfico representa el recorrido de un auto en funcin del tiempo. Contest las siguientes preguntas y fundament tu respuesta a) Cul fue la posicin inicial del auto? b) Durante cunto tiempo estuvo detenido? s (km) c) Cuntos km recorri en cada tramo? d) En qu instantes el auto va para adelante y en 600 qu instante va para atrs? e) Calcul la velocidad en cada tramo 200 f) En cul tramo fue ms rpido? 4 8 12 g) Cul fue la posicin final? h) Cul fue la distancia total recorrida? i) Grafic velocidades tiempos. ORT2008

t (horas)

4

14) Para cada una de las siguientes situaciones constru un grfico de posiciones tiempos y otro de velocidades tiempos. a) Un auto que parte de una posicin inicial de 20m y se desplaza a velocidad constante, hasta alcanzar la posicin 80m al cabo de 4 segundos. b) Una esfera que parte de la posicin inicial cero, se desplaza a una velocidad constante de 5m/s durante 8 segundos. c) Un cuerpo que parte de la posicin 120 m se desplaza hacia atrs durante 10 segundos hasta alcanzar la posicin de 20m. d) Un auto que parte de la posicin inicial cero, se desplaza hacia atrs a una velocidad constante de 6 m/s durante 4 segundos.

15) Cules de los siguientes grficos representan movimientos con velocidad constante?Por qu?

s

v

s

v

t

v

t

s

t

t

t

t

ORT2008

5

Respuestas y ayudasCmo cambiar de unidades? Existen distintas formas, te contamos una!! ejemplo: Pasar 60 km/h a m/seg

60 km hEntonces

como 1 km = 1000 m como 1 hora = 3600 seg

60 km h

60 1000 m 3600 seg

16.6 m seg

1) Para SR1(Sis. de Ref. 1) La posicin es (2m;2m) para es SR2 (-2m ; 0m) 2) Para es SR1 PosicinInicial=0m y PosicinFinal=6mPara es SR2 PosicinInicial=6m y PosicinFinal=0m 3) Hacelo solo 4) b) La nica que no se mueve con velocidad constante es la A c) Las 4 bolitas recorrieron 60cm d) velB= 10 cm/s velC= 10 cm/s velD= -10 cm/s f) sA= 150cm sB= 80cm sC= 100cm sD= -70cm dA= 150cm dB= dC= dD= 100cm 5) 5.5h 6) 150m/s=540km/h 7) 13.8m 8) 1224km/h 9) 27.7m/s 10) 9.41015m=9 400 000 000 000 000 m 11) 157m/min = 2.6m/seg = 9.4km/h 12) a) 4h b) de 0a 4h 200km de 4a 8h nada de 8a 12h 400km 13) a) 200km a) 4seg b) 400km, 0km y 600km c) de 0 a 4seg va hacia delante de los 8 a los 12seg retrocede d) 100km/h, 0 y 150km/h e) de 8 a 12 seg f) 0km g) a la ida 400km, a la vuelta 600km, distancia total de 1000km 14) Hay 2 graf. que representan un MRU, otros 2 de un cuerpo quieto y los 2 restantes describen otro tipo de movimiento

ORT2008

6

Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado Ejercicios1) Cul es la aceleracin de un auto que desplaza con una velocidad constante de 90 km/hora? 2) Qu aceleracin tiene un cuerpo que en 5 segundos pasa de una velocidad de 15 m/s a otra de 25 m/s? 3) Quin tiene mayor aceleracin movindose en lnea recta: un auto cuya velocidad aumenta de 50 a 60 km/hora o una bicicleta que pasa de 0 a 10 km/hora en el mismo intervalo de tiempo?. Justificar la respuesta. 4) Cunto tarda en pasar de una velocidad de 12 m/s a otra de 24 m/s, un automvil cuya aceleracin es de 2 m/s2? 5) Qu velocidad inicial tena un cuerpo cuya aceleracin es de 4 m/s2, si al cabo de 6 segundos alcanza una velocidad de 32 m/s? 6) Qu velocidad alcanza al cabo de 4 segundos, un automvil sabiendo que su velocidad inicial es de 2 m/s y que acelera a 3 m/s? 7) Qu aceleracin tiene un cuerpo que en 4 segundos pasa de una velocidad de 25 m/s a otra de 15 m/s ? 8) Cunto tiempo tarda en pasar de una velocidad de 45 km/hora a otra de 24 km/hora, un cuerpo cuya aceleracin es de 1,2 m/s? 9) Cul es la aceleracin de un cuerpo, que se mueve con un MRUV, si su velocidad cambia de 5m/s a 20 m/s en 4 segundos. Grafic v-t y Calcul la distancia recorrida 10) Un cuerpo que parte del reposo acelera a razn de 3 m/s2. Para cada uno de los siguientes instantes 0, 4, 8, 12, 16 y 20 segundos, se pide: a) Calcul la velocidad alcanzada, en cada uno de los tiempos indicados. b) Grafic v-t (velocidades tiempos) c) Calcul la distancia recorrida d) Grafic s-t (posiciones tiempos). 11) Si un cuerpo se desplaza con una aceleracin constante de 2 m/s2 Cunto tiempo demorar en pasar de 6 m/s a 20 m/s?

ORT2008

7

12) El siguiente grfico describe el movimiento de un cuerpo. Contestar la siguiente pregunta utilizando la regla de tres simple. Si a los 2 seg el cuerpo se encuentra en la posicin 4m, a) cul ser la posicin a los 4 segundos? 13)Por qu la respuesta no coincide con lo que indica el grfico?

Posicion vs tiempo18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 t [seg] 3 4 5

14)Algunas de las caractersticas tcnicas del Peugeot 206 XS son las siguientes: Aceleracin de 0 a 100 km/h en 12,5 segundos. a) Cunto vale la aceleracin?. Expresarla en m/s2. b) Qu distancia recorri durante los 12,5 segundos? 15)Se desea detener en 20 segundos, un auto que marcha a una velocidad de 80 km/h. a) Qu aceleracin se deber desarrollar? b) Qu significa que una aceleracin sea negativa? c) Puede ser que la aceleracin de negativa y al auto siga avanzando?a (m/s ) 16)Cuando se encendi el cronmetro la 8 velocidad inicial fue de 10 m/s A partir del 4 t (s) siguiente grfico se pide: -4 5 10 15 20 25 30 a) Calcul las velocidades a los 10, 15 y 25 -8 segundos b) Grafic velocidades tiempos c) Calcul la distancia recorrida durante los 25 segundos d) Para los 12 segundos, Calcul la velocidad, la aceleracin y la distancia recorrida2

17) En cada uno de los grficos Calcul la distancia recorrida 18) Un auto parte del reposo desde A y acelera a razn de 3m/s2 durante 12 segundos hasta alcanzar el punto B, a partir de all sigue andando con velocidad constante v(m/s) v(m/s) d(m) d(m) v(m/s) hasta alcanzar el punto C (la distancia BC es de 540 m) A partir de C desacelera en forma constante durante 13 segundos alcanzando en D una velocidad de10 m/s 9 9 9 9 9 a) Calcul el tiempo total 6 A B C D 10

aORT2008

t(s)

10

s [m]

b

t(s)

10

c

t(s)

10

d

t(s)

10

e

t(s) 8

b) c) d) e)

Grafic velocidades tiempos Grafic aceleraciones tiempos Calcul la distancia total recorrida Para los 30 segundos , Calcul la distancia recorrida, la velocidad y la aceleracin

19) Qu significa una aceleracin de 5 m/s2? Indicar la o las opciones correctas. a) Significa que en 1 segundo recorre 5 metros b) Significa que en 5 segundos recorre 1 metro c) Significa que en 1 segundo la velocidad se incrementa (sube) en 5 m/s d) Significa que en 1 segundo alcanza una velocidad de 5 m/s 20)Por qu se dice kilmetros por hora y se escribe km/h? 21) A que se denomina MRUV? Indicar la o las opciones correctas. a) A un movimiento rectilneo donde la velocidad varia de cualquier forma b) A un movimiento rectilneo donde la aceleracin varia de cualquier forma c) A un movimiento rectilneo donde la velocidad vara pero no de cualquier forma, lo puede hacer slo manteniendo una aceleracin constante d) A un movimiento rectilneo donde la velocidad varia, pero no de cualquier forma, slo puede aumentar . e) A un movimiento rectilneo donde la aceleracin vale cero

ORT2008

9

22) Sin realizar clculos construye, en forma cualitativa, el grfico faltante en cada caso. a Velocidad inicial es mayor que cero t v

t

v

a

t Velocidad inicial Nula

t

a

v

t

t

v

a

t

t

23) Sin Realizar clculos, grafic las siguientes situaciones: a) Un auto, que parte del reposo, acelera de forma constante, de modo de alcanza los 30 m/s en 10 segundos. Grafic v-t y a-t b) Un auto que parte del reposo, desarrolla una aceleracin constante de 5 m/s2. Grafic v-t y a-t c) Un auto desarrolla una velocidad constante de 5 m/s. Grafic v-t y a-t d) Un auto que se desplaza a una velocidad de 100 km/h desacelera de forma constante durante 10 segundos hasta detenerse. Grafic v-t y a-t

ORT2008

10

24) Cuando la bolita se desplaza por los tramos horizontales lo hace con velocidad constante, cuando cae por el tramo inclinado acelera de forma constante. Grafic en forma cualitativa (sin realizar clculos) a) Velocidades-Tiempos b) Aceleraciones-Tiempos

Lectura de grficosPara todos los grficos las escalas son las siguientes Escala de tiempos: 1 cm-----2 segundos Escala de distancias: 1 cm-----4 metros Escala de velocidades: 1cm-----3 m/s v

a)Cul fue la velocidad inicial? b)Cul fue la velocidad mxima alcanzada? c)En qu instante alcanz una velocidad de 6 m/s? d)Cul fue la distancia total recorrida? e)Es un caso de MRU o MRUV?

t 25)

26)

s A B

El grfico representa el movimiento de 2 autos: a)Cul fue ms rpido? b)Cul lleg ms lejos? c)Cul estuvo, en movimiento, durante ms tiempo? d)Es un caso de MRU o MRUV? e)Cul de los dos tuvo una aceleracin mayor?

t

27)

ORT2008

11

28) Cules de los siguientes grficos podran corresponder a un movimiento rectilneo uniforme, cules a un movimiento rectilneo uniformemente variado, y cules a un cuerpo que est quieto? Fundament tu respuesta

s

s

s

t v v

t v

t

t a a

t a

t

t s v

t v

t

t

t

t

ORT2008

12

Cada Libre Un caso particular de movimiento uniformemente variadoSi solts dos cuerpos de distinto peso y si el rozamiento con el aire es tan pequeo que se puede despreciar(es decir no vale soltar una hoja de papel o algo que sea frenado por el aire)Notars 2 cosas Tardan el mismo tiempo en caer. Caen siempre con la misma aceleracin. Si bien es fcil realizar este experimento existen algunas complicaciones: por ejemplo es imposible que no roce con el aire, pero fundamentalmente como los tiempos de cada son muy cortos se dificulta su medicin En el programa llamado cada (lo pods bajar de cualquier computadora del laboratorio de computacin) simula el movimiento de un cuerpo que cae en el vaco (sin aire) Toma mediciones de por lo menos 6 instantes distintos de las velocidades y las distancias recorridas al caer el cuerpo. Realiza una tabla para almacenar la informacin (tiempos, distancias y velocidades) Grafica: distancias-tiempos y velocidades-tiempos Calcula la aceleracin Grafica: aceleraciones-tiempos

ORT2008

13

Ejercicios28)Un cuerpo que se suelta en el vaco tarda 4 segundos en caer a) Cul fue la velocidad mxima alcanzada? b) Cmo ser el grfico velocidades tiempos? c) Desde que altura se lo solt? d) Cundo recorri mayor distancia los primeros 2 seg. ,o los segundos 2 seg.? Calculalas. 29) Se suelta un cuerpo, en el vaco, desde una cierta altura y alcanza una velocidad mxima de 80m/s. a) Cunto dur la cada? b) Desde qu altura se lo solt? 30) Se suelta una piedra cerca de la superficie lunar y cae libremente durante 7 segundos. La aceleracin de la gravedad lunar es de 1,6 m/s; a) qu velocidad alcanzar? b) qu distancia recorrer? 31)Un cuerpo se arroja hacia arriba ,en el vaco, con una velocidad de 60 m/s a) Cul fue la velocidad, al alcanzar la altura mxima? b) Cunto tiempo tard en alcanzar la altura mxima? c) Cmo ser el grfico velocidades tiempos? d) Cul ser la velocidad al cabo de 2 segundos? e) Cundo recorri mayor distancia los primeros 3 seg. ,o los segundos 3 seg.? Calculalas. f) Para los 8 segundos, calcul: la velocidad, la distancia recorrida y la altura a la que se encuentra. 32) Si la aceleracin de la gravedad es la misma para todos los cuerpos para qu sirven los paracadas? 33)Contestar Verdadero o falso a) Puede ser que un cuerpo marche a una velocidad constante y su aceleracin sea distinta de cero. b) La superficie en un grfico aceleraciones tiempos me permite calcular la distancia recorrida por el cuerpo. c) No hay mayor aceleracin que la de la gravedad. d) El velocmetro del auto en realidad me indica la rapidez. e) Puede darse el caso que un auto se mueva con rapidez constante y su velocidad vare. f) La superficie en un grfico distancias tiempos me permite Calcular la distancia recorrida por el cuerpo. ORT2008 14

g) Si suelto un cuerpo, siempre caer con la misma aceleracin h) En la Luna no hay gravedad, es decir los cuerpos no caen (se quedan flotando) i) Decimos que un cuerpo est en cada libre cuando est sujeto solo a la accin de la gravedad j) Si suelto algo desde un dcimo piso (despreciando la resistencia del aire) y se que los primeros cinco pisos los recorre en 2 segundos, entonces haciendo una regla de tres simple puedo afirmar que el tiempo total de la cada ser de 4 segundos.

34)En cada caso elegir la o las opciones correctas. (puede haber mas de una) a) Cuando suelto una piedra desde un primer piso (despreciando rozamiento con el aire) tanto la rapidez como la aceleracin aumentan a medida que la piedra cae la rapidez aumenta a medida que la piedra cae pero la aceleracin no vara la rapidez aumenta a medida que la piedra cae y la aceleracin disminuye la rapidez es constante, lo que vara es la aceleracin

b) Qu significa que un cuerpo acelere a razn de 10 m/s2? Significa Significa Significa Significa Significa que en 1 segundo recorre 10 metros que en 10 segundos recorre 1 metro que en 1 segundos la velocidad se incrementa (sube) en 10m/s que en 1 segundos alcanza una velocidad de 10 m/s que est cayendo en cada libre

c) Se suelta un cuerpo desde un edificio desde el dcimo piso, si no existiera el rozamiento con el aire se podra afirmar que: La aceleracin con la que cae aumentar a medida que el cuerpo caiga Tardar lo mismo en caer los primeros 5 pisos que los segundos 5 pisos Tardar ms en caer los primeros 5 pisos que los segundos 5 pisos El tiempo que tarda en recorrer los primeros 8 pisos ser el doble que el tiempo que tarda en recorrer los primeros 4 pisos

ORT2008

15

Ayudas y Respuestas

1) a=0 2) a=2 m/s2 3) Los dos tienen la misma velocidad, ya que en un mismo intervalo de tiempo cambian su velocidad en un mismo valor. 4) t=6 segundos La superficie da 50m y me 5) vel= 8 m/s v indica la distancia recorrida 6) vel= 14 m/s 7) a= -2,5 m/s2 t 8) t=4,86 segundos 9) a=3,75 m/s2 s 10) Por ejemplo: para t=8s v=24m/s Ej.10: Da una curva llamada a. d=96m parbola

t

11) t=7s 12) d=8m No todo se puede resolver con regla de tres y es importante saber cuando se la puede aplicar y cuando no Por ejemplo: si a los 10 aos tengo 5 dedos en cada mano, cuntos dedos por mano tendr a los veinte? Muchos mas chicos de los que vos penss respondern 10 dedos por mano, luego de aplicar la regla de tres. 13) La respuesta correcta es 20m como se indica en el grfico

14) a)2,2m/s2 15) a) a= -1,1m/s2

desacelera c)Por supuesto, mientras uno frena con el auto, ste sigue avanzando

b)173,6m (casi 2 cuadras) b)El menos significa que la velocidad disminuye es decir se frena es decir

16) a) 50m/s, 50m/s, 10m/s c)850m d) v=50m/s a=0 m/s2 d=400m

v t

17) a)45m b)9m c)75m d)9m e)90m

18) a)t=40s a) d)d=1055m b) e)d=855m v=30m/s a=-2 m/s2 19) Que en cada segundo, la velocidad se incrementa (sube) en 5m/s. Por ejemplo: Si parto del reposo en cada segundo la velocidad subir pasando de 0 a 5m/s a 10m/s a 15m/s, etc.

20) El por no siempre significa multiplicar, cuando digo por qu? No significa que multiplico a que. a) Cuando digo km por hora el por no significa multiplicar sino km por cada hora.

b) A veces el uso de ciertas palabras pueden llevar a confusiones fatales: Si tu mecnico est probando el motor y te dice aceler!!! Solo te pide que aprietes el acelerador y no que arranques el auto y lo pases por encima. 21) Movimiento Rectilneo significa que se mueve en lnea recta, Uniformemente Variado significa que la velocidad vara pero NO de cualquier forma sino a un ritmo constante. Por ejemplo si la velocidad sube, en tiempos iguales, de 0 a 5m/s a 17m/s a 31m/s ser un movimiento variado, pero no un uniformemente variado.

ORT2008

16

i) 22)

Es la c

23) Te damos las formas de los grficos, pero NO te decimos cual es cual

24) Te damos las formas de los grficos, pero NO te decimos cual es cual

25) a)v=3m/s b)v=9m/s c)t=4,5s d)Calcul la superficie. da 60m e)es un caso de MRUV 26) a)El A b)El A c)El B d)Son MRU e) La aceleracin de los 2 es cero

27) Tener en cuenta que M.R.U. significa Movimiento rectilneo uniforme (velocidad constante) y M.R.U.V significa Movimiento rectilneo uniformemente variado (aceleracin constante) Hay 3 MRU Hay 2 quieto Hay 1 que podra representar algo quieto o con MRU Hay 4 MRUV Hay 2 movimientos no estudiados (no son ni MRU ni MRUV)

29) Consideramos a g=10m/s2i) a) 40m/s

30) a) 8s

31) a) v=11,2 m/s 32) a) v=0 b) t= 6seg c) altura mxima= 180 m d) v= 40 m/s e) los primeros 3 seg. recorre 135 m, los segundos 3 seg. recorre 45 m f)-20m/s (el cuerpo esta descendiendo) dist= 200m altura=160m 33) Para que un cuerpo caiga con la aceleracin de la gravedad g no debe rozar contra el aire (ni contra nada), justamente el paracadas sirve para provocar el efecto opuesto, es decir que al rozamiento con el aire sea tal que la aceleracin disminuya. En el momento que se abre el paracadas la velocidad de la persona disminuye bruscamente producindose una aceleracin negativa Como en la Luna no hay atmsfera, no tiene sentido utilizar un paracadas . 34) Hay 7 Falsas y 3 Verdaderas Comentarios: b)Para Calcular la distancia recorrida hallando la superficie se debe utilizar el grfico v-t h)Es comn pensar que el vaco est relacionado con la gravedad, existe la clsica experiencia de hacer vaco dentro de una campana de vidrio para soltar una pluma y algo pesado de modo de comprobar que los dos caen al mismo tiempo. i)Si tiro un cuerpo hacia arriba, por ejemplo si se dispara con un arma una bala hacia arriba (siempre despreciando el rozamiento con el aire), estar en cada libre aunque la bala suba.

c) 80m d)Primeros 2 segundos------d=20m i. Segundos 2 segundos------d=60m b) 320m b) d=39,2 m/s

ORT2008

17

35) a)Es la 2

b)La 3 c)La 3

Trabajo Prctico Movimientos Rectilneo Uniforme

"Me podras indicar, por favor, hacia dnde tengo que ir desde aqu? , pregunt Alicia. Eso depende de dnde quieras llegar, contest el Gato. A m no me importa demasiado a dnde... empez a explicar Alicia. En ese caso da igual hacia dnde vayas interrumpi el Gato. ...siempre que llegue a alguna parte, termin Alicia a modo de explicacin. Oh! Siempre llegars a alguna parte, dijo el Gato, si caminas lo suficiente Lewis Carrol (Alicia en el pas de las maravillas)

Objetivo: Describir y analizar las caractersticas de un movimiento rectilneo. Fundamento terico: Decimos que un objeto est en movimiento cuando cambia deposicin a medida que transcurre el tiempo. Las sucesivas posiciones del mvil Tubo con determinan su trayectorias. Estas Glicerina trayectorias o recorridos pueden presentar diversas formas, que van de simples rectas Burbuja de Aire hasta diferentes tipos de curvas (circunferencias, elipses, parbolas, etc.). La determinacin de la posicin de un objeto Base de madera requiere la eleccin de un sistema de referencia que, en el caso de un movimiento rectilneo, queda definido por un punto sobre la trayectoria desde el cual se medirn las diferentes posiciones. La diferencia entre dos posiciones cualesquiera se denomina desplazamiento y en el caso de los movimientos rectilneos que se realizan en un slo sentido equivalen a las distancias recorridas. A cada posicin le corresponde un determinado instante de tiempo. La diferencia entre dos instantes es lo que llamamos intervalo de tiempo. La descripcin de un movimiento requiere, en un primer anlisis, expresar el tipo de relacin que existe entre las magnitudes posicin y tiempo.

En el siguiente trabajo experimental estudiars el movimiento de una burbuja de aire que asciende en un medio ms viscoso (glicerina).ORT2008 18

Procedimiento: Midiendo Posiciones y TiemposComo habrs notado la burbuja de aire sube desde la base de madera hacia arriba. Cuando pase por la posicin 0 poner en marcha el cronmetro y detenerlo cuando pase por la posicin 10 cm. La posicin por donde pase la bolita cuando se enciende el cronmetro se denomina posicin inicial Repetir la medicin tres veces y tomar el promedio de las tres mediciones. Este promedio ser el intervalo de tiempo correspondiente a un recorrido de 10 cm. Repetir el procedimiento poniendo en marcha el cronmetro en la posicin 0 y detenindolo a los 20, 30, 40, 50cm, etc. (en todos los casos cronometrar tres veces y tomar el promedio).

Organizacin de informacin: Confeccionar y completar una tabla como lasiguiente

N de Posicin Posicin Desplazamiento medicione Inicial si Final sf s=(sf si) s (cm) (cm) (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8

Intervalo de tiempo t1 t2 t3 t (seg) (seg) (seg) (seg)

Repetir la experiencia poniendo en marcha el cronmetro en la posicin 10 (es decir con una posicin inicial distinta de cero) y detenindolo a los 20, 30, 40, 50cm, etc. (en todos los casos cronometrar tres veces y tomar el promedio). Almacenar la informacin en otra tabla Construir con los datos de la tabla y sobre papel milimetrado el grfico de la posicin en funcin del tiempo.

ORT2008

19

Preguntas respecto de la experienciaCul es la mejor forma de medir para lograr la mayor exactitud? Por qu se propone tomar cada medicin de tiempos tres veces y luego promediar?

Preguntas analizando la informacin obtenida:Qu caractersticas presentan los puntos de la grfica?. Qu tipo de proporcionalidad existe entre desplazamiento e intervalo de tiempo? Agregar otra columna a la tabla de valores y completarla con los cocientes s / t. Qu representa este cociente? En qu unidades se expresa? Estimar a partir del grfico el tiempo necesario para recorrer 50 cm y verificarlo experimentalmente.

ORT2008

20

Trabajo Prctico Movimientos Rectilneos Uniformemente Variado

Objetivo: Describir y analizar las caractersticas de un movimiento rectilneo. Fundamento terico: Decimos que un objeto est en movimiento cuando cambia deposicin a medida que transcurre el tiempo. Las sucesivas posiciones del mvil determinan su trayectorias. Estas trayectorias o recorridos pueden presentar diversas formas, que van de simples rectas hasta diferentes tipos de curvas (circunferencias, elipses, parbolas,etc.). La determinacin de la posicin de un objeto requiere la eleccin de un sistema de referencia que, en el caso de un movimiento rectilneo, queda definido por un punto sobre la trayectoria desde el cual se medirn las diferentes posiciones. La diferencia entre dos posiciones cualesquiera se denomina desplazamiento y en el caso de los movimientos rectilneos que se realizan en un slo sentido equivalen a las distancias recorridas. A cada posicin le corresponde un determinado instante de tiempo. La diferencia entre dos instantes es lo que llamamos intervalo de tiempo. La descripcin de un movimiento requiere, en un primer anlisis, expresar el tipo de relacin que existe entre las magnitudes posicin y tiempo. En el siguiente trabajo se estudiar el movimiento de una esfera de acero que desciende por un riel. Para ello registraremos y analizaremos tres magnitudes asociadas a este movimiento: Posicin, Velocidad y Tiempo. Las posiciones y tiempos se determinarn, como en casos anteriores, con regla y cronmetro. La medicin de la velocidad se har utilizando un medidor de velocidad. Utilizando el medidor de velocidad es posible hacer una determinacin directa de la velocidad de la esfera en distintos momentos de su recorrido. Como el dispositivo calcula la velocidad media del mvil para una distancia de 10 cm (separacin entre sensores) se deber ubicar el medidor de manera que su punto medio coincida con la posicin del riel para la que se har la determinacin (ver esquema junto a estas lneas).

0

20cm

ORT2008

Ubicacin del medidor para determinar la velocidad en la posicin 20cm

21

Procedimiento:

Medidor de Velocidad

Armar un dispositivo como el que aparece en la figura. La inclinacin del riel deber ser tal que la esfera pueda recorrerlo totalmente en un tiempo de aproximadamente 3 segundos. Sobre el riel deber marcarse un punto de referencia 0 y a partir de l se harn marcas cada 20 cm a lo largo de todo el recorrido.

Durante toda la prctica se soltar las esfera desde el punto 0.Colocar el medidor de velocidad a 20 cm del punto de referencia. Soltar la esfera desde la posicin 0. Simultneamente poner en marcha el cronmetro y detenerlo cuando pase por la posicin 20 cm. Registrar los valores de tiempo y velocidad correspondientes. Repetir la medicin tres veces y tomar el promedio de las tres mediciones, tanto para los tiempos como para las velocidades. Estos promedios sern el intervalo de tiempo y la velocidad correspondientes a un recorrido de 20 cm. Repetir el procedimiento poniendo en marcha el cronmetro en la posicin 0 y detenindolo en las posiciones que se indican en la tabla de la pagina siguiente, En todos los casos cronometr tres veces y calcul los promedios. NOTA: para no demorar la toma de datos es conveniente que los promedios sean calculados DESPUES DE HABER HECHO TODAS LAS MEDICIONES

ORT2008

22

Organizacin de informacin: Confeccionar y completar una tabla como lasiguienteN de medicin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Posicin Intervalo de Tiempo(seg.) (m) t1 t2 t3 tPROM 0.00 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 Velocidad (m/s) V1 V2 V3 VPROM

Anlisis de los datosa) Constru con los datos de la tabla y sobre papel milimetrado los grficos posicin tiempo y velocidad - tiempo. b) Qu caractersticas presentan los puntos de la grfica velocidad - tiempo?. c) Que tipo de proporcionalidad existe entre estas dos magnitudes? d) Realiz los cocientes velocidad/tiempo en cada medicin e) Qu representan estos cocientes? En qu unidades se expresa? f) Qu caractersticas presentan los puntos de la grfica posicin - tiempo?. g) Estim a partir de los grficos el tiempo necesario para recorrer 65 cm y la velocidad de la esfera en esa posicin y verificarlo experimentalmente.

ORT2008

23

Trabajo Prctico

Anlisis de movimientos con SensoresIntroduccin:La Fsica, como la Biologa o la Qumica se conocen como ciencias experimentales ya que requieren de la realizacin de experimentos que permitan progresar en el estudio de los fenmenos. Un aspecto importante en la marcha de un experimento es la toma y el registro de los datos, ya que es a partir de esta informacin que se podrn extraer conclusiones y elaborar nuevas hiptesis. En estas primeras experiencias realizars el registro de datos utilizando sensores conectados a una computadora. Un sensor es un instrumento que permite tomar datos tales como la temperatura, la velocidad la posicin de un objeto. El dispositivo consta de una interface que conecta el sensor con la computadora. Adems, un programa adecuado permite operar todo bajo windows. Este soft es gratuito y puedes acceder a l desde www.tecnoedu.com/Download/010814SWE_01.zip www.tecnoedu.com/Download/010814SWE_02.zip Aqu entrars al programa SWS (ScienceWorkshop) a partir del cono de acceso directo. Cuando se accede al programa aparece en la pantalla el Panel de Configuracin de Experimento. (en el esquema siguiente se detallan la funcin de alguno de los botones que utilizaremos

ORT2008

24

Actividad 1Ingresa al archivo Actividad1. En la pantalla de grficos aparece representado el movimiento de un objeto. El mismo muestra, para distintos instantes, las posiciones en las que se encuentra. A partir de l trata de responder a las siguientes cuestiones: 1.a ) Cul es la posicin inicial del objeto? 1.b ) Cul es la posicin al cabo de 5 segundos (posicin final)? 1.c ) Estuvo siempre en movimiento o en algn momento permaneci detenido? Si es as, en que instantes no se mova. Explica las razones que te llevan a esa conclusin. 1.d ) En qu momentos avanz y en cules retrocedi? 1.e ) En qu instante, aproximadamente, se encontraba a 0,5 metros del origen de coordenadas? En la siguiente actividad tendrs la posibilidad de corroborar alguna de tus respuestas. 1.f) Trata de reproducir el movimiento propuesto, registrando con el sensor el desplazamiento de tu mano frente a l. Seguramente debers hacer varios intentos, registrarlos y elegir aquel que ms se aproxime al que aparece en la pantalla. Cuando consideres que es el registro apropiado gurdalo en tu directorio personal con el nombre EXPERIMENTO 1A.

Actividad 2Repite el anlisis y responde a las mismas preguntas que en el ejercicio anterior a partir de un nuevo grfico. Trae el grfico guardado en el archivo Actividad2 Analiza el grfico y responde a las cuestiones 2.a ) Cul es la posicin inicial del objeto? 2.b)Cul es la posicin final? 2.c )Estuvo siempre en movimiento o en algn momento permaneci detenido? Si es as, en que instantes no se mova. Explica las razones que te llevan a esa conclusin. 2.d)En qu momentos avanz y en cules retrocedi? 2.e)En qu instante, aproximadamente, se encontraba a 0,5 metros del origen de coordenadas?

ORT2008

25

2.f) Como en el caso anterior busca reproducir el movimiento propuesto y registrar los datos con el sensor. Repite el experimento las veces necesarias y cuando tengas una grfica que consideres apropiada gurdala en tu directorio personal con el nombre EXPERIMENTO 1B.

Actividad 3Sobre una hoja de papel cuadriculado o milimetrado traza un par de ejes cartesianos y representa el grfico correspondiente a un movimiento que tiene las siguientes caractersticas: Parte desde la posicin 1 metro y a los dos segundos llega a la posicin 0,5 metros. Permanece 1 segundo en ese lugar. Se dirige en los dos segundos siguientes a la posicin 1 metro. Por ltimo retrocede hasta la posicin 0,7 metros, llegando all a los 6 segundos desde la partida. Luego de construir el grfico y de recibir el visto bueno del profesor, prepara el sensor para realizar una nueva experiencia. Para ello debes elegir Nuevo en el men Experimento. Como en los casos anteriores debers hacer varios intentos hasta lograr el grfico que ms se aproxime al de las caractersticas dadas. Selecciona el mejor y gurdalo en tu directorio con el nombre EXPERIMENTO 2

Actividad 4En esta actividad vamos a analizar otro caso de movimiento. En este caso ser el de un objeto que se balancea colgando de un hilo (pndulo). Trae a la pantalla el grfico guardado en el archivo PENDULO. Utilizando el material de laboratorio trata de reproducir lo ms exactamente posible el movimiento que genera el grfico que aparece en la pantalla. Selecciona de entre tus grficos aquel que ms se aproxime al original y gurdalo en tu directorio con el nombre EXPERIMENTO 3. Anlisis de la experiencia: Responde las siguientes cuestiones a) Qu tuviste que ir modificando para lograr ajustar tu grfico al propuesto? b) Identifica en la grfica las posiciones extremas del pndulo. c) Identifica el punto medio de la trayectoria (punto de equilibrio).

ORT2008

26

d) En cul o cules de los puntos identificados anteriormente se invierte el sentido de movimiento? Por qu? e) De acuerdo con tu grfico cunto tiempo le llev al cuerpo volver al punto de partida? A partir de lo trabajado hasta aqu habrs observado que en el anlisis y la descripcin del movimiento hay varias cosas a tener en cuenta: los sistemas de referencia, las posiciones, los tiempos, el sentido del movimiento, las trayectorias, etc. Adems notars la utilidad y ayuda que brindan los grficos en ejes cartesianos, como los de posicin tiempo, analizados en las experiencias. Ms adelante conocers otros grficos que, como los vistos, ayudarn a describir el comportamiento de los objetos en movimiento.

ORT2008

27

Como hacer un InformeLa idea general es que a partir de tu informe cualquier persona, aunque no est familiarizado con fsica, pueda saber que hiciste durante la experiencia. Bsicamente los tems que formarn parte del informe son los siguientes 1) Objetivo: que es lo que te propones con la realizacin de la experiencia 2) Materiales utilizados: Dibujar los materiales utilizados describiendo que es cada cosa 3) Descripcin de la experiencia: Escribir como realizaste la experiencia 4) Organizacin de la informacin: En todas las prcticas realizars mediciones y los datos los anotaras seguramente en tablas para luego Graficlos en un par de ejes cartesianos. Todos los grficos los tendrs que hacer a mano y en hoja milimetrada, teniendo cuidado de no olvidar que es cada eje y las escala con las cuales trabajaste

Qu es cada eje? HOJA Qu es MILIMETRADA cada eje? ESCALAS

5) Clculos y conclusiones: La idea es que a partir NO la experiencia nos demos cuenta de de OLVIDAR LAS UNIDADES leyes de carcter general que luego aplicaremos en los ejercicios para poder predecir resultados 6) Errores experimentales: Mencionaremos los errores cometidos, por ejemplo al realizar mediciones

En caso de que faltes o tengas que rehacer la prctica (por ejemplo por tomar mal las mediciones), asignaremos un da fuera de tu horario de clases donde podrs recuperar la experiencia.

ORT2008

28