ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 1

FÍSICA GENERAL

U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA)

MOMENTO INTERMEDIO:

ACTIVIDAD INDIVIDUAL

JOHN ANDRÉS JIMÉNEZ CANO - 86081389

GRUPO: 100413_47

CEAD JAG

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ D. C.

26-IX-2015

ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 2

Problemas a Resolver

Tema 1:Una partícula de 0,600kg tiene una rapidez de 2,00m/s en el punto (A) y energía cinética de 7,50j en el punto (B) ¿Cuáles son a) su energía cinética en (A), b) Su rapidez en (B) y c) el trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de (A) a (B)?

a) su energía cinética en (A)

Ec=12mV 2

Ec=12(0,600kg)(2m / s)2

Ec=0,5(0,600kg)(2m / s)2

Ec=0,30(4m2/s2)

R/Ec=1,2J

b) Su rapidez en (B)

V 2=2 Ec

m

V=√ 2Ec

m

V=√ 2(7,5J )0,600kg

V=√25 R/V=5m /s

c) el trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de (A) a (B)

ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 3

ω=EcB−Ec A

ω=7,5J−1,2J

R/ω=6,3 J

Tema 2:Una caja de 40,0kg inicialmente en reposo, se empuja 5,00m a lo largo de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 130N. El coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0,300 Encuentre:

masa=40,0kg

distancia (d )=5,00m

Coeficiente de fricción (μ f )=0,300

fuerzaaplicada (Fa )=130 N

Aunque no es un dato que esté en el ejercicio, lo vamos a necesitar.

gravedad (g)=9,81m / s2

a) el trabajo invertido por la fuerza aplicada.

ω=F (cos θ ) . d

Como la fuerza se aplica en forma horizontal (no forma ángulo con el desplazamiento) por tanto θ=0 y

el valor de su coseno es 1

ω=130 N .5m

R/ω=650 J

ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 4

b) el aumento en energía interna en el sistema caja-suelo como resultado de la fricción.

Ei=m× g× μf ×d

Ei=40,0 kg×9,81m /s2×0,300×5m

R/Ei=588,6 J

c) el trabajo invertido por la fuerza normal.

Como el objeto se encuentra apoyado sobre una superficie plana, la fuerza normal no actúa sobre el objeto por ser perpendicular a su desplazamiento, por tanto la fuerza

normal es nula.

FN=mg=40,0kg×9,81m

s2=392,4 N

ωFN=FN (cos90 ° )×d

R/ωFN=0

d) el trabajo invertido por la fuerza gravitacional.

Al igual que en el literal anterior, como la fuerza de gravedad se encuentra perpendicular a la fuerza aplicada sobre el objeto y el desplazamiento es horizontal, el trabajo es nulo.

R/ωFg=0

e) el cambio de energía cinética de la caja.

Trabajo=Energía fricción+Energíacinética

ω=Ei+Ec

Despejando

Ec=ω−E i

Desplazamiento = 5m

Fn=m.g=392,4Kg

Fa=130N

ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 5

Ec=650J−588,6J

R/Ec=61,4J

f) la rapidez final de la caja.

Ec=12mV 2

V 2=2 Ec

m

V=√ 2Ec

m

V=√ 2(61,4 J )40,0kg

V=√3,07 R/V=1,7521m / s

Tema 3:Una partícula de 3,00kg tiene una velocidad de (3,00i – 4,00j) m/s. a) Encuentre las componentes de X y Y de su cantidad de movimiento b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.

m=3,00kg

v=(3,00 i−4,00 j )

l=impulso=mv

l=3,00kg (3,00 i−4,00 j)

l=(9,00 i−12,00 j)

a) Encuentre las componentes de X y Y de su cantidad de movimiento

R/ l x=9,00m /s

R/ l y=12,00m / s

b) Encuentre la magnitud y dirección de su cantidad de movimiento.

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l=√lx2+l y2

l=√92+−122

l=√81+144

l=√225

R/ l=15 kg×m /s

tanθ=¿l ylx

¿

tanθ=¿ −129

¿

θ=tan−1−1,3333

R/θ=53,13 °

Tema 4:La presión atmosférica normal es de 1,013×105 Pa. La proximidad de una tormenta hace que la altura de un barómetro de mercurio caiga de 20,0mm de la altura normal. ¿Cuál es la presión atmosférica? (La densidad del mercurio es 13,59 g/cm3

Primero debemos convertir las medidas a S.I.

p=presión delmercurio

p=13,59 g /cm3×1000=13590kg /m3

g=gravedad

h=alturade la columnade mercurioaniveldelmar=760mm

h=760mm1000

=0,76

caida del barometro=20mm1000

=0,02

Presión Atmosférica=p×g×(h−0,02m)

Presión Atmosférica=13590kg /m3×9,81× (0,74m )=¿ 98655,246

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R/Presiónatmosférica=0,986×105Pa

Tema 5:Un gran tanque de almacenamiento, abierto en la parte superior y lleno con agua, en su costado en un punto a 16m abajo del nivel de agua se elabora un orificio pequeño. La relación de flujo a causa de la fuga es de 2.50×103m3/min. Determine a) la rapidez a la que el agua sale del orificio b) el diámetro del orificio.

h=16,00m

f=flujo=2.50×103m3/min

a) Determine la rapidez a la que el agua sale del orificio.

gh=12v2

2

v22=2gh

v22=2gh

v2=√2gh

v2=√2(9,81m /s2)(16m)

v2=√313,92m / s2

R/ v2=17,71m /s

b) el diámetro del orificio

flujo=Área×velocidad

A= fv2

A=41,67m3/s17,71m /s

A=41,67m3/s17,71m /s

R/ A=2,35m2

ACTIVIDAD U2 (PROFUNDIZACIÓN EN MECÁNICA) 8

Bibliografía

Franco García, A. (s.f.). sc.ehu.es. Obtenido de El Curso Interactivo de Física en Internet: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/fluidos/dinamica/vaciado/vaciado.html

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2008). Física para Ciencias e Ingeniería (Séptima edición ed., Vol. Volumen 1). (S. R. Cervantes González, Ed., & V. Olguin Campos, Trad.) Cruz Manca, Santa Fe, México: Abril Vega Orozco. Recuperado el 25 de Agosto de 2015, de http://www.cec.uchile.cl/~vicente.oyanedel/libros/serway.pdf

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Torres Galindo, D. A. (2012). Módulo de Física Generalq. Bogotá: UNAD. Recuperado el 22 de Septiembre de 2015