UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA

INGENIERA INDUSTRIAL FISICA GENERAL

TRABAJO COLABORATIVO RESUMEN GRUPAL

PREPARADO POR NGEL ALFONSO OBANDO ULTENGO CODIGO: 1081396531

INDRY JISSETH SANCHEZ JIMENEZ CODIGO: 1083905093 HECTOR JAVIER URBANO CODIGO: 1081594061

GRUPO: 100413_450

TUTOR EDUARDO JOSE MENDOZA SIADO

MOSQUERA, COLOMBIA 2014

OBJETIVOS

Evaluar e implementar la teora vista durante el desarrollo del curso.

Abordar los temas de la unidad uno del curso desarrollando problemas propuestos.

Desarrollar habilidades inter-personales para lograr un desempeo alto en equipo colaborativo.

Establecer y defender posiciones con evidencias y argumentos slidos

RESUMEN GRUPAL

Cada vez que un estudiante intenta resolver un problema, este hace la lectura de conceptos y pregunta a su tutor para que le oriente donde encontrar la mejor informacin para dar solucin al problema. En este punto cada estudiante escoge solo un problema de la lista que se le entrega al final de la gua, no debe resolverlo, solo debe hacer un resumen de aquellos conceptos que necesita para resolver este problema (conceptos, formulas, etc). En la lista de problemas que se entrega al final de la gua, usted podr verificar que la lista se encuentra dividida en 5 temas, lo ideal es que los temas escogidos no se repitan por estudiante, por ejemplo si el compaero Juan escogi el tema fsica y mediciones, el compaero Carlos debe escoger otro diferente por ejemplo movimiento en una dimensin. (Solo un problema por estudiante) PROBLEMAS UNIDAD DOS:

3. Cuando un objeto de 4.00 kg cuelga verticalmente en cierto resorte ligero descrito por la ley de Hooke, el resorte se estira 2.50 cm. Si se quita el objeto de 4.00 kg, a) cunto se estirar el 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?

SOLUCION: ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke

1. el alargamiento 2. la longitud original 3. E : cambio de forma que experimenta un material elstico 4. la seccin transversal de la pieza estirada 5. F : fuerza

La funcin energa potencial Ep correspondiente a la fuerza conservativa F vale

1. Ep(x)=12kx2+c

Si solamente una fuerza conservativa F acta sobre una partcula, el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valor inicial y final de la energa potencial

1. ABFdr=EpAEpB 2.Una fuerza = (6 2) acta en una partcula que experimenta un desplazamiento =

(3+ ) m. Hallar a) el trabajo invertido por la fuerza en la partcula y b) el ngulo entre .

Podemos hallarlo con esta ecuacin el Angulo y la fuerza:

W = F.d cos angulo teta

4. Una partcula de 0.600 kg tiene una rapidez de 2.00 m/s en el punto (A) y energa cintica de

7.50 J en el punto (B). Cules son a) su energa cintica en (A), b) su rapidez en (B) y c) el trabajo

neto invertido en la partcula conforme se mueve de (A) a (B)?

Ecuacin de energa cinetica:

Ek=1/2mv2

Ecuacin de energa cintica para hallar la velocidad final:

W = mVf2 - mVi2

6. El lanzador de bola en una mquina de pinball tiene un resorte con una constante de fuerza de 1.20 N/cm (figura P7.57). La superficie sobre la que se mueve la bola est inclinado 10.0 respecto de la horizontal. El resorte inicialmente se comprime 5.00 cm. Encuentre la rapidez de lanzamiento de una bola de 100 g cuando se suelta el mbolo. La friccin y la masa del mbolo son despreciables.

se puede hallar con :

Aplicando al 2da ley de Newton, resulta:

idt

xdmixk

idtdv

mixk

dtvd

mixk

amixk

2

2

=

=

=

=

r

r

Tema 2: Conservacin de la energa

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?

Friccin cintica

Al igual que con la friccin esttica, la friccin cintica es tambin una relacin entre las dos superficies de los objetos implicados. La fuerza de friccin cintica de los dos objetos que estn en movimiento relativo se define matemticamente como: F (k) = u * N Donde F (k) = fuerza de friccin cintica, u = coeficiente de friccin, y N = fuerza requerida para crear movimiento. El coeficiente de friccin es un valor menor a 1 y es una funcin de las propiedades de la superficie. Las superficies ms rugosas tendran un valor de coeficiente ms bajo, mientras que las superficies lisas o lubricadas tienen valores ms altos.

La cada libre es un caso particular del movimiento rectilneo uniformemente acelerado, es cuando un cuerpo se le deja caer libremente en la cercana de la superficie del planeta.

Un cuerpo que se deja caer en el vaco, se desplaza en lnea recta vertical con una aceleracin constante, la cual se conoce como gravedad (g), lo que produce que el mdulo de la velocidad aumente uniformemente en el transcurso de su cada. (Fernndez, 2009)

DESARROLLO

M1= 3kg M2= 5kg

Roz= 0.400 Dist= 1,50m

Diagrama de fuerzas cuerpo 1. Diagrama de fuerzas cuerpo 2.

Para m1= Fx= T-Fr= m1*a Fy: N-W1= 0

T-Nroz=m*a N=m1*g, N= (3Kg)*(10m/s2) =30N

Para m2: Fy: T-W2=-m2*a

T-m2g=-m2a

COMO TENEMOS DOS INCOGNITAS PROCEDEMOS A ELEMINAR UNA POR EL METODO DE REDUCCION:

Ecu 1 (T*Nroz=m*a) ecuacin 2 ((-1) T-m2g=-m2a (-1))

T-Nroz=m1*a

-T+m2g=-m2a

Nroz+ m2g= m1*a+ m2a

Entonces reemplazamos datos

(30N)*(0.400) + (5kg) *(10m/s2)= 3kg*a+5kg*a

-12N+50N=8Kg*a

38N= 8Kg*a

a= 38N/8kg

a= 4.75 m/s2

Como el movimiento que realiza el cuerpo 2 es una cada libre usamos la siguiente ecuacin:

a=1/2gt

4.75 m/s2= (10m/s2) t

4.75 m/s2=5t

4.75 m/s2/5=t

t= 0,95seg

Ahora reemplazamos en la ecuacin de v= d/t

v=1,5m/0,95seg

v= 1,57m/s

RTA: la velocidad que lleva la esfera es 1,57 m/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?

En fsica, el peso es una medida de la fuerza gravitatoria que acta sobre un objeto El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la accin del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su mdulo, direccin y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra

La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo y se mide en Kg en el sistema internacional (S.I) La gravedad es la aceleracin con la que la tierra atrae a los cuerpos. Se mide en m/s^2 La fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo de masa "m" viene dada por la segunda ley de Newton, esto es, F=m*a. Esta fuerza se llama Peso y se mide en Newtons (N) As pues, ya tenemos la relacin entre masa y gravedad

P = m*g Una fuerza es una cantidad vectorial. Significa que tiene tres componentes: un valor, que viene dado por un nmero y una unidad de medida (25 Newton, por ejemplo). una direccin, que vendra a ser la lnea de accin de la fuerza (direccin vertical, por ejemplo).

un sentido, que vendra a ser la orientacin, el hacia dnde se dirige la fuerza (hacia arriba, por ejemplo). Unidades de fuerza El primer paso para poder cuantificar una magnitud fsica es establecer una unidad para medirla. En el Sistema Internacional (SI) de unidades la fuerza se mide en newtons(smbolo: N), en el CGS en dinas (smbolo, dyn) y en el sistema tcnico enkilopondio (smbolo: kp), siendo un kilopondio lo que comnmente se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.

Un newton es la fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo de masa 1 Kilogramo, le comunica una aceleracin de 1 metro por segundo al cuadrado.

La presin es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual acta, es decir, equivale a la fuerza que acta sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de rea A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presin P viene dada de la siguiente forma:

Y conceptos de geometra:

rea del crculo

Existen numerosas frmulas para calcular el rea de un crculo. Un crculo de radio , tendr un rea:

; en funcin del radio (r).

; en funcin del dimetro (d), pues

; en funcin de la longitud de la circunferencia mxima (C), pues la longitud de dicha circunferencia es:

ACTIVIDAD A REALIZAR

iii. Grupal: Como ya tienen un resumen de los conceptos y formulas necesarias para resolver los 5 problemas que seleccion el grupo, escoger uno de estos problemas (solo un problema) y transformar en una presentacin indicando los pasos de forma detallada a la solucin a dicho problema, puede ser en prezi, power point, video u otro similar. (en la presentacin solo pueden ir los nombres de los estudiantes que participaron en la misma) Esta presentacin se subi a la plataforma

iv. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el segundo problema de los 5 que seleccion el grupo, el grupo deber usar su propia inventiva y proponer un problema similar (puede ser un ejercicio con una temtica similar, cambiar valores iniciales, etc, apoyarse con el tutor). Los estudiantes deben dar solucin al problema creado y entregar los pasos detallados de dicha solucin, la solucin ira en el mismo documento del resumen grupal.

Una mujer de 50 kg se balancea en un tacn de un par de zapatos de tacn alto. Si el tacn es

circular y tiene un radio de 0.5 cm, qu presin ejerce ella sobre el piso?

Las cuatro llantas de un automvil se inflan a una presin manomtrica de 300 kPa. Cada llanta tiene un rea de 0.036 m

2 en contacto con el piso. Determine el peso del automvil.

At = suma del rea de las cuatro llantas At = 4 x (rea de llanta) At = 4 x 0,036 At = 0,0144 m

2

P = 300000 Pa = 300000 Newton /m2

F = P * At F = 300000 Newton /m

2 x 0,0144 m

2

F = 43200 Newton

v. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el tercer problema de los 5 que seleccion el grupo; el grupo entrega la solucin detallada a este problema, dicha solucin debe ir en el mismo documento del resumen grupal. 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?

DESARROLLO

M1= 3kg M2= 5kg

Roz= 0.400 Dist= 1,50m

Diagrama de fuerzas cuerpo 1. Diagrama de fuerzas cuerpo 2.

Para m1= Fx= T-Fr= m1*a Fy: N-W1= 0

T-Nroz=m*a N=m1*g, N= (3Kg)*(10m/s2) =30N

Para m2: Fy: T-W2=-m2*a

T-m2g=-m2a

COMO TENEMOS DOS INCOGNITAS PROCEDEMOS A ELEMINAR UNA POR EL METODO DE REDUCCION:

Ecu 1 (T*Nroz=m*a) ecuacin 2 ((-1) T-m2g=-m2a (-1))

T-Nroz=m1*a

-T+m2g=-m2a

Nroz+ m2g= m1*a+ m2a

Entonces reemplazamos datos

(30N)*(0.400) + (5kg) *(10m/s2)= 3kg*a+5kg*a

-12N+50N=8Kg*a

38N= 8Kg*a

a= 38N/8kg

a= 4.75 m/s2

Como el movimiento que realiza el cuerpo 2 es una cada libre usamos la siguiente ecuacin:

a=1/2gt

4.75 m/s2= (10m/s2) t

4.75 m/s2=5t

4.75 m/s2/5=t

t= 0,95seg

Ahora reemplazamos en la ecuacin de v= d/t

v=1,5m/0,95seg

v= 1,57m/s

RTA: la velocidad que lleva la esfera es 1,57 m/s

vi. Grupal: Continuando con la solucin a los problemas, escoger el cuatro problema de los 5 que seleccion el grupo, dar solucin a este problema y crear un cuestionario de tres preguntas de opcin mltiple con nica respuesta, marcando la respuesta correcta claro. Este cuestionario debe ir en el mismo documento del resumen grupal.

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.

Para poder hallar los interrogantes se utiliza :

Por conservacin del momento lineal tenemos:

Para el caso de colisiones en dos y tres dimensiones, ya indicamos que estos problemas no

pueden resolverse conociendo slo las masas y las velocidades iniciales de las partculas. El

problema se puede resolver slo experimentalmente, es decir, conociendo o midiendo algn

dato extra, adems de los ya conocidos as por ejemplo, en caso de una colisin elstica en dos dimensiones, considerando un sistema inercial desde el cual una de las partculas est

en reposo ( m1) y la otra (m2 ) incide movindose en la direccin del eje m2 m1 X , como se muestra en la figura, tenemos:

Colisiones inelsticas

La figura 1 muestra dos carritos de masas m1 y m2 respectivamente, que viajan con velocidades iniciales, constantes, v1i y v2i hacia una colisin. Asumimos que v1i > v2i y que la pista sobre la que viajan es horizontal y sin friccin. Como en este sistema la resultante de fuerzas externas es cero, el momento lineal total antes de la colisin es igual al momento lineal total despus de la colisin, segn el principio de conservacin del momentum. Esto se expresa con la ecuacin 1 :

m1v1 i + m2v2 i = m1v1 f +m2v2 f

Colisiones elsticas

Aqu v1f y v2 f son las velocidades finales de los carritos. Ambas ecuaciones pueden resolverse simultneamente para despejar las velocidades finales, en funcin de las velocidades iniciales y las masas de los carritos.

V 1f = m 1 m 2 / m 1 + m 2 . v2i + 2 m2 / m 1 m 2 . V 2i

V 2f = 2 m2 / m 1 + m 2 . V 2i + m 1 m 2 / m 1 + m 2 . v2i

En una colisin inelstica la energa cintica total del sistema: a. no es la misma antes ni despus de la colisin b. Es la misma antes y despus de la colisin c. Es igual antes y despus de la colisin d. Es cero

Una colision es perfectamente inelstica cuando a. Cuando los objetos se repelen b. Cuando los objetos se unen despus de chocar c. cuando los objetos no chocan

La cantidad de movimiento lineal de una particula:

a. se define como la masa de la partcula b. se define como la suma de la masa y la velocidad de la partcula c. se define como el producto de la masa y la velocidad de la partcula

vii. Grupal: Continuado con la solucin a los problemas, escoger el quinto problema de los 5 que seleccion el grupo, este problema los resolver cada participante de forma individual, posteriormente debern comparar las soluciones con sus compaeros de forma que se pueda verificar las similitudes y diferencias en el procedimiento, finalmente entregar una nica solucin en consenso grupal. Las comparaciones y la solucin final la deben entregar en el mismo documento del resumen grupal.

3. Cuando un objeto de 4.00 kg cuelga verticalmente en cierto resorte ligero descrito por la ley de Hooke, el resorte se estira 2.50 cm. Si se quita el objeto de 4.00 kg, a) cunto se estirar el 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?

SOLUCION:

ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke

7. el alargamiento 8. la longitud original 9. E : cambio de forma que experimenta un material elstico 10. la seccin transversal de la pieza estirada 11. F : fuerza

La funcin energa potencial Ep correspondiente a la fuerza conservativa F vale

2. Ep(x)=12kx2+c

Si solamente una fuerza conservativa F acta sobre una partcula, el trabajo de dicha

fuerza es igual a la diferencia entre el valor inicial y final de la energa potencial

2. ABFdr=EpAEpB

2.Una fuerza = (6 2 ) acta en una partcula que experimenta un desplazamiento = (3+ ) m. Hallar a) el trabajo invertido por la fuerza en la partcula y b) el ngulo entre .

Podemos hallarlo con esta ecuacin el Angulo y la fuerza:

W = F.d cos angulo teta

CONCLUSIONES

Se evalo y puso en prctica la teora vista en el desarrollo del mdulo. Se trabaj a cada uno de los participantes del grupo colaborativo, de manera eficiente y

lograron buenos resultados. Se revisaron los aspectos generales de cada una de los temas de la unidad 2

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

American Psychological Association. (2009). Publication manual of the American Psychological Association (6 Ed.). Washington DC.

UNAD Universidad Nacional Abierta y a Distancia. (2010). Campus Virtual Modulo de Fisica General. Obtenido de http:// datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/PROT_FISICA_GENERAL_2014-1.pdf

UNAD Universidad Nacional Abierta y a Distancia. (28 de Abril de 2014). Modulo Virtual de Fisica General. Obtenido de http:// http://66.165.175.239/campus09_20132/course/view.php?id=1421

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#