UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADEscuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e ingenieraFsica General 100413

ACTIVIDAD RESUMEN UNIDAD 2

Presentado por: KAREN LIZETH PREZ RODRIGUEZ

Revisado por:

Temticas: Energa de un sistema, Conservacin de la Energa, Cantidad de movimiento lineal y colisiones, Breve estudio de la presin y Dinmica de fluidos.

RESUMEN

1. Movimiento oscilatorioEjercicio 6. Un pndulo con una longitud de 1.00 m se libera desde un ngulo inicial de 15.0. Despus de 1 000 s, su amplitud se reduce por friccin a 5.50. Cul es el valor de b/2m? OSCILACIONES EN UN PNDULO SIMPLE Un ejemplo muy interesante de movimiento armnico simple, es el de un pndulo. El pndulo es una masa m que cuelga de una cuerda tan ligera que se considera sin masa. La cuerda se encuentra atada de un extremo. Adems, no existe friccin entre las partes mviles del pndulo, de manera que no pierde energa por disipacin de calor. Un objeto como el anteriormente descrito se denomina pndulo ideal. Las fuerzas ejercidas sobre el sistema son: La fuerza de gravedad sobre la masa, que posee una magnitud de mg y una direccin hacia abajo. Esta fuerza se puede descomponer para todo ngulo en dos componentes,

Cuando el ngulo de oscilacin, , es muy grande, la aproximacin no puede ser usada. Y el movimiento se convierte en inarmnico. En este tipo de movimiento el periodo depende del ngulo que barre el pndulo. Ntese que el periodo encontrado para el oscilador armnico, no depende del ngulo, solo depende del valor de la gravedad y de la longitud del pndulo.

2. Movimiento ondulatorio

Ejercicio 10. Un cordn de telfono de 4.00 m de largo, que tiene una masa de 0.200 kg. Un pulso transversal se produce al sacudir un extremo del cordn tenso. El pulso hace cuatro viajes de atrs para adelante a lo largo del cordn en 0.800 s. Cul es la tensin del cordn?

Movimiento de una cuerda tensa: Un ejemplo muy comn para revisar el fenmeno ondulatorio es el movimiento de una cuerda tensa. Se considera que la cuerda tiene una tensin T y una densidad lineal de masa (masa en la unidad de longitud) . Estos valores son las propiedades que determinan la velocidad de propagacin de la onda en dicha cuerda, de tal forma que la velocidad de propagacin de la onda es igual a la raz cuadrada de la relacin entre la tensin y la masa:

3. Temperatura

Ejercicio 14. En su da de bodas, su prometida le da un anillo de oro de 3.80g de masa. Cincuenta aos despus, su masa es de 3.35 g. En promedio, cuntos tomos del anillo se erosionaron durante cada segundo de su matrimonio? La masa molar del oro es de 197 g/mol.

En todos los cuerpos un aumento de la temperatura implica un aumento en la energa cintica promedio de las partculas que componen un cuerpo, sean tomos o molculas. Si tuvisemos un microscopio lo suficientemente bueno como para poder ver las molculas individuales que componen el agua, a temperatura ambiente veramos a las molculas de agua saltar alegremente de un lado a otro y al medirles su velocidad promedio encontraramos una velocidad que podramos asociar a su temperatura externa.CALOR ESPECFICO Y CAPACIDAD CALORFICA: Cuando un cuerpo vara su temperatura en general lo hace por que o se le ha suministrado calor o el cuerpo ha dado calor. Cuando tomamos un jugo y lo enfriamos por medio de hielo lo que en realidad estamos haciendo es calentando el hielo, el calor necesario para calentar el hielo lo da el jugo. El jugo calienta el hielo no el hielo enfra el jugo como se piensa. Esta es la direccin en la cual se propaga el calor, de los objetos ms calientes a los ms fros, y no en direccin contraria.Si a dos cuerpos de igual masa, pero diferente material se les suministra la misma cantidad de calor, la temperatura final ser en general diferente para los dos cuerpos, esto se debe a que los cuerpos compuestos de materiales diferentes reciben diferente calor para aumentar el mismo valor de temperatura. La propiedad que caracteriza este comportamiento se denomina calor especfico.

4. Primera ley de la termodinmica

Ejercicio 18. La temperatura de una barra de plata se eleva 10.0C cuando absorbe 1.23 kJ de energa por calor. La masa de la barra es 525 g. Determine el calor especfico de la plata.

La primera Ley de la termodinmica es la generalizacin del principio de conservacin de Energa, dicha ley dice que si a un sistema se le suministra calor, este calor se utiliza para cambiar la energa interna del sistema y para realizar trabajo, es decir

Q es el calor, U es la energa interna y W es el trabajo.A partir de dicha ley se puede deducir por ejemplo, que pueden existir procesos donde el sistema no recibe calor pero si se puede realizar trabajo o si se puede cambiar la energa interna del sistema, a estos procesos se les da el nombre de procesos adiabticos.

5. Teora cintica de los gases

Ejercicio 24. Calcule la masa de un tomo de a) helio, b) hierro y c) plomo. Proporcione sus respuestas en gramos. Las masas atmicas de estos tomos son 4.00 u, 55.9 u y 207 u, respectivamente.

La ecuacin superior dice que la presin de un gas depende directamente de la energa cintica molecular. La ley de los gases ideales nos permite asegurar que la presin es proporcional a la temperatura absoluta. Estos dos enunciados permiten realizar una de las afirmaciones ms importantes de la teora cintica: La energa molecular promedio es proporcional a la temperatura. La constante de proporcionales es 3/2 la constante de Boltzmann, que a su vez es el cociente entre la constante de los gases R entre el nmero de Avogadro. Este resultado permite deducir el principio o teorema de equiparticin de la energa.

La energa cintica por Kelvin es:

Por mol 12,47 JPor molcula 20,7 yJ = 129 eVEn condiciones estndar de presin y temperatura (273,15 K) se obtiene que la energa cintica total del gas es:

Por mol 3406 JPor molcula 5,65 zJ = 35,2 meVEjemplos:

Dihidrgeno (peso molecular = 2): 1703 kJ/kgDinitrgeno (peso molecular = 28): 122 kJ/kgDioxgeno (peso molecular = 32): 106 kJ/kg

FORMULAS

Ejercicio 6.

Fy = mg cos() Fuerza sobre el eje YFx = mg sin() Fuerza sobre el eje X La tensin T que la cuerda ejerce sobre la masa. Esta fuerza se encuentra dirigida hacia el punto de apoyo del pndulo, como lo muestra la figura. Esta fuerza es igual a la fuerza en la misma direccin ejercida por la gravedad, es decir

T = mg cos()

La tensin de la cuerda T y la componente del peso mg cos() son iguales, de lo contrario el pndulo tendra una cuerda que se estirara, lo cual no es la suposicin inicial. Para pequeas oscilaciones, es decir para un ngulo muy pequeo, el ngulo vara segn la ecuacin,

Esta ecuacin tiene la misma forma de una ecuacin de movimiento armnico simple, y la frecuencia es de la formaEl periodo de movimiento es

Ejercicio 10.

Ejercicio 14.

La cantidad de calor Q que se le suministra a un cuerpo de masa m y de calor especfico c para elevar su temperatura una cantidad T ser,Q = m c T

Ejercicio 18.

Ejercicio 24.

Referencias Bibliogrficas: Fsica para ciencias e ingenieraSptima Edicin Raymond A. Serway Emrito, James Madison University John W. Jewett, Jr. California State Polytechnic University, Pomona Modulo Fsica general UNADDiego Alejandro Torres GalindoAutor