UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera

SOLUCIN UNIDAD 2

FISICA GENERALTUTOR: Gustavo Antonio Mejia

YENNIFFER ANGELICA FONSECA RODRIGUEZCODIGO: 35.394.395GRUPO COLABORATIVO: 100413_67

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA DE CIENCIA BASICAS E INGENERIAINGENIERA INDUSTRIALMARZO DE 2015

DESCRIPCIN DE LA ACTIVIDAD:

Realizar la solucin de los cinco problemas seleccionados

TEMA 1: ENERGA DE UN SISTEMA (Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))3. Cuando un objeto de 4.00 kg cuelga verticalmente en cierto resorte ligero descrito por la ley de Hooke, el resorte se estira2.50 cm. Si se quita el objeto de 4.00 kg, a) cunto se estirarel resorte si se le cuelga un objeto de 1.50 kg? b) Cunto trabajo debe realizar un agente externo para estirar el mismo resorte 4.00 cm desde su posicin sin estirar?

Formulas NecesariasFormula Global F= K.XPasar cm a metros x= = mPasar Kg a Newton = kg . 9.8 = NDeterminar la constante K= = N/mVariables F=4kg y 1,50kg X=2,50cm y 4,0cmRespuesta Siempre es necesario determinar la constante de elasticidad, para dar solucin a los dems puntos, para ellos debemos llevar kg a Newton y cm a metros. N=4*9,8=39,2N M=2,5/100=0,025m

ConstanteF = K . X = F/X K = 39,2N /0,025m = 1568N / m

a) cunto se estirar el resorte si se le cuelga un objeto de 1.50 kg?Se debe trabajar en Newton sobre metroN=1.50 * 9,8 = 14,7 NComo nos piden hallar cuanto se estira el resorte en la frmula lo que est multiplicando pasara a dividir la X.F= K . X F/K 14,7/1568N/m = 0,009375mPasamos de metros a centmetros0,999375m * 100 = 0,9375cmEsto indica que con un peso de 1,50 kg el resorte se estirara 0,9375cm

b) Cunto trabajo debe realizar un agente externo para estirar el mismo resorte 4.00 cm desde su posicin sin estirar?Pasamos cm a metrosM=4,00 / 100 = 0,04mF= K . X F = 1568 * 0,04 = 62,72NPasamos Newton a KgKg= 62,72/9,8 = 6,4kgPara que el resorte se estire 4,00cm se requiere un trabajo de 6,4kg

TEMA 2: CONSERVACIN DE LA ENERGA (Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))9. El coeficiente de friccin entre el bloque de 3.00 kg y la superficie en la figura P8.19 es 0.400. El sistema parte del reposo. Cul es la rapidez de la bola de 5.00 kg cuando cae 1.50 m?Convenciones:G= aceleracin de la gravedadN= fuerza normal del piso contra el objeto de masa m1Froz= Fuerza de rozamientoT= Tensin entre m1 y m2Solucin:De 1)T= froz= m1.aFroz= s * m1*g= 0,4 . 3kg. 9.80m/s2 = 11. 76N1) T-11.76N=3Kg.a

De 2)m2.g.T= m2.a5kg. 9.80m/s2.T = 5 Kg.a49 N-T= 5Kg.a2) 49N-T= 5Kg.aSe suma 1) y 2)T. 11.76N + 49N-T= 3Kg.a + 5Kg.a3.724N = 8 Kg.aa= 37.24N/ 8 Kga= 4.65 m/ s2 Se reemplaza la aceleracin del sistema en 1)T-11.76N= 3Kg.4.65 m/ s2T=13.95N + 11.76NT= 25.71

Se aplica el teorema de la energa:Ei + Ef= W donde W= trabajo realizado por fuerza externa en este caso la tensin entre m1 y m2Ei = Ki + UiEf= Kf + Uf

(Kf+Uf) (ki+Ui) = W externoSiendoKi= mvi 2 energia conetica inicialUi=mghi energa potencialinicalKf= 1/2mvf2 energia cinetica finalUf= mghf energa potencial final

1/2m2vf2-1/2 m2vi 2 +m2ghi- m2ghf= T.h1/2m2vf2-m2ghi= -T.h

Reemplazando m 2vf 2-m2ghi= -T.h .5Kg . vf2-5kg . 9.8 m/s2.15m = -25.71N . 15mvf2= ( -38.56+73.5) . 2/5vf2= 13.98m 2/ s2 = 3.73 m/s

La velocidad del objeto al llegar al piso es Vf= 3.73 m/s

TEMA 3: CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL Y COLISIONES.(Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))10. Una partcula de 3.00 kg tiene una velocidad de (3.00 4.00)m/s. a) Encuentre las componentes x y y de su cantidad de movimiento. b) Encuentre la magnitud y direccin de su cantidad de movimiento.

El momento es el producto de la masa por la velocidadMomento = m*V

M = 3 Kg* ( 3i - 4j)M = 9i -12j (Kgm/s)

componente en X es 9 Kgm/scomponente en Y es -12 Kgm/s

componente totalMt = Raz( 9^2 +(-12^2)Mt =Raz( 81 +144)Mt =Raz( 225)Mt = 15 Kgm/s

TEMA 4: BREVE ESTUDIO DE LA PRESIN(Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))16. Una mujer de 50.0 kg se equilibra sobre un par de zapatillas con tacn de aguja. Si el tacn es circular y tiene un radio de 0.500 cm, qu presin ejerce sobre el piso?

F= m x gF= 50 kg x 9,8m / seg2F= 490 Newton

r=0.5 cm = 0.05mA= rea del tacn circularA= r2A= 3,1415 x (0,05)2A= 7,85 x 10 3 m2

Se calcula la presin ejercida sobre el tacon con los datosP= F/A= 490N/7,85 X 10-3 m2P= 62.389 X 10 -3N/m2

La presin que ejerce la mujer sobre el piso es 62.389 X 10 -3N/m2

Tema 5: DINAMICA DE FLUIDOS(Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr., 2008))24. A travs de una manguera contra incendios de 6.35 cm de dimetro circula agua a una relacin de 0.012 0 m3 /s. La manguera termina en una boquilla de 2.20 cm de dimetro interior. Cul es la rapidez con la que el agua sale de la boquilla?

El caudal Q es igual al area por la velocidad Q=A*vNos falta el area para hallar velocidad porque ya tenemos caudal:A= TT * r^2 A= 3,14*(1,10x10^(-2)) ^2A= 3,8x10^(-4) m^2

Se halla la velocidadQ= A*vV= Q/AV=0,012/(3,8x10^(-4)m^2)V= 31,56 m/s

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Referencias Serway, R. A., & Jewett Jr., J. W. (2008). Fsica para ciencias e ingenieras Vol. 1 (p. 723). Retrieved from http://unad.libricentro.com/libro.php?libroId=323#YennifferFonseca_Solucin U2_100413_67