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Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Ejercicios Asignados para desarrollar el trabajo colaborativo de la unidad 3, correspondiente a la tarea 3 del curso de Física General de la UNAD. 1. Descripción general del curso Escuela o Unidad Académica Nivel de formación Campo de Formación Nombre del curso Código del curso Tipo de curso Número de créditos

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Profesional Formación interdisciplinar básica común Física General 100413 Metodológico Habilitable 3

Si

No X

2. Descripción de la actividad. Tarea 3- Teoremas de conservación. UNIDAD No 2: Teoremas de conservación. Tipo actividad:

de

Individual

Momento de la Inicial evaluación:

X

Colaborativa

X

Número de semanas 4

Intermedia, unidad:

X

Final

Peso evaluativo de la actividad: Entorno de entrega de actividad: Seguimiento y 75 puntos evaluación del aprendizaje Fecha de inicio de la actividad: Fecha de cierre de la actividad: jueves, 28 de viernes, 1 de noviembre de 2019 noviembre de 2019 Competencia a desarrollar: El estudiante aplica correctamente los principios de conservación de las leyes de la mecánica física como lo son el teorema de conservación de la energía mecánica, el principio de conservación del momento lineal e hidrostática, conservación en la cantidad de flujo y Ecuación de Bernoulli en la resolución de situaciones problema. Temáticas a desarrollar: Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones, teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal, hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli).

3. Asignación de ejercicios de la unidad 3: Tutor virtual Ejercicios asignados Estudiante No Estudiante No Estudiante No Estudiante No Estudiante No

asignado: Nombres y apellido del estudiante

Grupo No

1 2 3 4 5

400

ERIKA JOHANA CALDERON MAICOL STEVEN CONSTAIN FABIO ALEXANDER GIL JOSE FERNANDO SANTANA Estudiante No 5 Tabla 1. Nombres y apellidos de los estudiantes y No de grupo.

El desarrollo de los ejercicios se realiza en el numeral 4, Enunciados y desarrollo de los ejercicios de la tarea 3 de la unidad 3 “Teoremas de conservación” del presente documento. Cada estudiante presenta en el foro los aportes, dudas y desarrollo del ejercicio colaborativo y de los ejercicios individuales asignados y participa en la consolidación del informe final, según como se presenta en la siguiente tabla 2: Ejercicio Colaborativo de la unidad 3 Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones. Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli Consolidación del informe final

Fecha en la que debe ser presentado: Del 01 al 07 de noviembre de 2019. Del 08 al 13 de noviembre de 2019. Del 14 al 19 de noviembre de 2019. Del 20 al 25 de noviembre de 2019. Del 26 al 28 de noviembre de 2019.

Tabla 2. Cronograma de entrega de aportes en el foro colaborativo de la unidad.

4. Enunciados y desarrollo de los ejercicios de la tarea 3 de la unidad 3 “Teoremas de conservación” A continuación, se presentan el ejercicio colaborativo y la lista de ejercicios individuales asignados por el tutor (Según la tabla 1) a cada uno de los estudiantes que conforman el grupo colaborativo. Ejercicio Colaborativo de la unidad 3 “Teoremas de conservación” El desarrollo del ejercicio colaborativo consiste la revisión de la lectura “Conservación de la energía mecánica” y en la presentación en la tabla 7 del enlace de grabación de un vídeo entre 4 y 5 minutos en el que estudiante demuestre que utilizó el simulador en línea para verificar un principio o ley física (el vídeo puede ser subido a un canal como YouTube o similares), junto con el vídeo cada estudiante presenta en la tabla 6 las respuestas a las preguntas asignadas, con

base en el trabajo realizado en el simulador de la universidad de colorado1 y la revisión de la lectura “Conservación de la energía mecánica” Lectura: “Conservación de la energía mecánica” Existen diferentes definiciones de energía, relacionadas con capacidad y fuerza, aunque en general es la propiedad que tiene un sistema para hacer un trabajo. No obstante, lo que es interesante comprender es el comportameinto de la energía, es decir la manera como se transforma. El estudio de diversas formas de energía y sus transformaciones ha conducido a la ley de la conservación de la energía en mecánica newtoniana: “la energía no se puede crear ni destruir; se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía no cambia”. Encontramos también diferentes manifestaciones de energía: calor, movimiento, radioactiviad, electricidad, entre otras. Convirtiendose la energía en una de las partes fundamentales del universo, el cual además está compuesto de materia y energía en un fondo espacio temporal. Dentro de los tipos de energía se encuentra la energía mecánica, que es producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc, y la poseen los cuerpos por el simple hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. La energía mecánica se compone de: energía cinética y energía potencial, esta última pueder ser gravitatoria o elástica. Para identificar las características de la energía de movimiento, denominada energía cinética, utilizamos la ecuación: 1 𝐾 = 𝑚𝑣 2 2

(1)

Donde 𝑚 es la masa del objeto y 𝑣 es el módulo de la velocidad a la que se mueve. Cuando un objeto se mueve, entonces, es capaz de efectuar trabajo, que depende de la masa y rapidez del objeto. Si se considera que el trabajo neto es la suma de los trabajos realizados por cada una de las fuerzas que actúan en el sistema. Entonces, la variación de la energía cinética 𝛥𝐾 de un objeto en movimiento es igual al trabajo neto requerido para modificar su estado inicial de movimiento, es decir que, en general el trabajo neto se puede expresar como los cambios de energía cinética 𝑊𝑁𝑒𝑡𝑜 = 𝛥𝐾

1

Recurso tomado de https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics

Donde, el cambio en la energía cinética es la energía cinética final cinética inicial

1 𝑚𝑣𝑖 2 2

1 1 𝛥𝐾 = 𝑚𝑣𝑓 2 − 𝑚𝑣𝑖 2 2 2

1 𝑚𝑣𝑓 2 2

menos la energía

(2)

Es importante indicar que un objeto puede almacenar energía dependiendo de su posición, este tipo de energía se denomina energía potencial, ya que, en esta condición de almacenamiento, el objeto tiene el potencial de desarrollar un trabajo. Por ejemplo, un resorte estirado o comprimido tiene el potencial de realizar un trabajo, a esta energía se le denomina energía potencial elástica y se expresa de la siguiente manera: 1 𝑈𝑠 = 𝑘𝑥 2 2

(3)

donde 𝑘 corresponde a la "constante elástica del resorte", y 𝑥 a la elongación realizada por el objeto elástico desde su posición de equilibrio. La energía potencial de un cuerpo debida a su posición se llama energía potencial gravitacional y se expresa mediante: 𝑈𝑔 = 𝑚𝑔ℎ

(4)

En este caso la energía potencial es igual al producto de la masa 𝑚 del objeto, por la altura ℎ a la que se encuentra sobre un valor de referencia y al valor de la aceleración debida a la gravedad 𝑔. Con frecuencia es conveniente elegir la superficie de la Tierra como la posición de referencia para la energía potencial con valor cero, sin embargo, dependiendo de la situación a estudiar la posición de referencia puede cambiar. Para el caso de una partícula que cae desde una altura “ℎ” en caída libre, es decir, en un movimiento con aceleración constante, se dice que la partícula posee energía cinética y potencial gravitatoria. Se puede deducir entonces, que la energía cinética está asociada a la velocidad de un objeto y que la energía potencial gravitatoria está asociada a la posición del objeto. La unidad de medida de energía, en el sistema internacional, es el Joule (𝐽), en honor al físico inglés James Joule; esta unidad de medida se define como el producto entre las unidades de fuerza y distancia, es decir, 1 𝐽 = 1𝑁 ∙ 𝑚.

Retomando el caso de la energía potencial elástica, donde las unidades de la constante elástica 𝑁 son [𝑘] = 𝑚. Al hacer un análisis dimensional utilizando las unidades del sistema internacional de medidas se tiene que: [𝑈𝑠 ] = [𝑘𝑥 2 ] [𝑈𝑠 ] =

𝑁 2 𝑚 =𝑁∙𝑚 =𝐽 𝑚

De manera similar se procede con todos los tipos de energía, en todos ellos, siempre se llega a la unidad de Joules. La suma de las energías cinética y potencial (𝑬 = 𝑲 + 𝑼), conocida como energía mecánica 𝐸, permanece constante en el tiempo. Este es un ejemplo del principio de conservación de la energía, es decir, que dos instantes de tiempo inicial (𝑖) y final (𝑓) se cumple que: 𝐸𝑓 = 𝐸𝑖

(6)

O lo que es igual a: 𝐾𝑓 + 𝑈𝑓 = 𝐾𝑖 + 𝑈𝑖

(7)

Donde la energía potencial puede estar conformada por una sumatoria de las energías potencial gravitatoria y elástica, como lo es el ejemplo de una masa unida a un resorte oscilando verticalmente. El principio de la conservación de la energía se cumple para cualquier sistema aislado de objetos que interactúan sólo a través de fuerzas conservativas2 en el marco de la mecánica newtoniana

Trabajo con el simulador “Pista de patinar-Energía” A continuación, se describe el proceso que debe realizar cada estudiante en el simulador “Fuerzas y movimiento” de la universidad de colorado, para responder las preguntas planteadas y asignadas en la tabla 3, (este proceso no será grabado en el video; únicamente el proceso descrito en la tabla 5 es el que debe quedar registrado en el vídeo). NOTA: al final de la descripción del proceso se presentan los enlaces de dos tutoriales, el primero de ellos muestra el paso a paso de cómo se utiliza el simulador y segundo explica cómo se genera el enlace de la grabación del video.

2

Una fuerza es conservativa, si el trabajo realizado sobre una partícula que se mueve entre dos puntos cualesquiera es independiente de la trayectoria seguida por la partícula.

Descripción del proceso: a) Ingrese al simulador, haciendo clic en el siguiente enlace: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/energy-skate-park b) Maximice la ventana del simulador. c) Haga clic en el cuadrito correspondiente a los siguientes interruptores: referencia de energía potencial, mostrar cuadrícula (ubicados en el costado derecho de la pantalla) y mostrar gráfico circular (ubicado sobre el patinador). d) Hace clic en el botón de “Gráfico de barras” Modifique el tamaño y posición de la ventana del gráfico de barras para que quede ubicada en la esquina inferior derecha de la ventana del simulador. e) En el cuadro de “Gráfico de barras” seleccione “Eliminar calor” f) Detenga el movimiento del patinador ( ) g) En el botón “Elegir patinador” seleccione el objeto que se colocará en la pista, según la siguiente distribución:  ERIKA JOHANA CALDERON selecciona “PhET Skater (75 kg)”  MAICOL STEVEN CONSTAIN selecciona “Star Skater (60 kg)”  FABIO ALEXANDER GIL selecciona “Bulldog (20 kg)”  JOSE FERNANDO SANTANA selecciona “Bug (0,2 kg)”  Estudiante No 5 selecciona “Ball (5 kg)” y haga clic en h) Con clic sostenido sobre el patinador, colóquelo en la parte más alta de la pista e inicie el movimiento haciendo clic en el botón i) Analice el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y de la energía cinética en los diagramas circular y de barras, y, responda la o las preguntas planteadas en la tabla 3. Pause el movimiento del patinador con el botón

, posteriormente oprima el botón

para ver recuadro por recuadro el movimiento del patinador y los cambios en los valores de las energías cinética y potencial gravitatoria. No Pregunta ¿Cuál es el comportamiento de las energías cinética y potencial gravitatorio 1 en el punto más alto y en el punto de altura media de la pista?

Respuesta y asignación Pregunta asignada a ERIKA JOHANA CALDERON Lo que pude observar en el simulador fue que, al dejar caer el cuerpo, adquiere velocidad y, con ello, energía cinética, al tiempo que va perdiendo altura y su energía potencial gravitatoria disminuye. Por lo tanto, cuando el cuerpo se encuentra en la altura máxima su potencial gravitatorio es total y su energía cinética es nula pero a medida que pierde altura va ganando energía cinética y disminuye su potencial gravitatorio.

2

3

4

5

Coloque el punto medio de la pista sobre el suelo y responda: ¿Cuál es el comportamiento de las energías cinética y potencial gravitatorio en el punto más alto y en el punto de altura media de la pista? ¿Cuál es el comportamiento de las energías cinética y potencial gravitatorio en dos puntos a la misma altura, pero en lados opuestos de la pista?

Pregunta asignada a MAICOL STEVEN CONSTAIN

Coloque el punto medio de la pista sobre el suelo y responda: ¿Cuál es el comportamiento de las energías cinética y potencial gravitatorio en el punto más alto y en el punto más bajo de la pista? ¿Cuál es el comportamiento de las energías cinética y potencial gravitatorio en el punto más alto, en el punto de altura media y en el punto más bajo de la pista?

Pregunta asignada a JOSE FERNANDO SANTANA

Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Pregunta asignada a FABIO ALEXANDER GIL Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Pregunta asignada a Estudiante No 5 Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Tabla 3. Respuestas a las preguntas asignadas- Simulador Fuerzas y movimiento.

En la siguiente tabla, se presentan la información necesaria para hacer la grabación del vídeo solicitado en el desarrollo del ejercicio colaborativo: Descripción Enlace Vídeo explicativo Uso del simulador de la universidad https://youtu.be/8DQ_k de colorado de la unidad 3. N_yQrQ

Enlace página del recurso https://phet.colorado.edu/es /simulation/legacy/energyskate-park

Uso del recurso screencast-o-matic https://youtu.be/QgBpara hacer la grabación del vídeo y Q7Ic-d0 proceso para generar el enlace del vídeo en línea.

https://screencast-omatic.com/

Tabla 4. Vídeo tutoriales que explican el proceso para generar el enlace de grabación del vídeo.

Aclaraciones sobre la realización del video: Al inicio de la grabación del vídeo el estudiante se presenta y se muestra en primer plano ante la cámara del computador, durante este primer momento debe presentar su documento de identidad, se recomienda por políticas de la privacidad de la información mostrar solamente sus nombres y apellidos, sin necesidad de presentar el número del documento. En conclusión, mientras se realiza la explicación del ejercicio colaborativo la cámara de su computador debe permanecer como una ventana flotante, de tal manera que el rostro del estudiante sea visible en toda la grabación. A continuación, se presenta la tabla 5, la cual contiene el proceso que cada estudiante debe hacer en el simular y grabar para posteriormente responder las preguntas asignadas en la tabla 6 del presente documento. Proceso asignado a ERIKA JOHANA CALDERON 1. Haga clic en “Reiniciar” 2. En el botón “Elegir patinador” seleccione “PhET Skater (75 kg)” 3. Haga clic en “Referencia de energía potencial”, “Mostrar cuadrícula”, “Mostrar gráfico circular”, “Gráfico de barras” y “Energía frente a posición” 4. Elimine la selección en el recuadro de “Con térmica” 5. En el recuadro de localización, seleccione uno por uno los cuatro escenarios que allí hay (Luna, tierra, júpiter y espacio). En cada una de esos cuatro escenarios, coloque al patinador sobre la parte más alta de la pista y suéltelo de tal manera que se mueva sobre ésta; revise el valor de la gravedad en cada uno de estos cuatro escenarios, analice el movimiento del patinador y los cambios que se presentan en la energía y en la velocidad del patinador. 6. Con clic sostenido, coloque la pista sobre el suelo y vuelva repetir el proceso descrito en el numeral 5. Proceso asignado a MAICOL STEVEN CONSTAIN 1. Haga clic en “Reiniciar” 2. En el botón “Elegir patinador” seleccione “Star Skater (60 kg)” 3. Haga clic en “Referencia de energía potencial”, “Mostrar cuadrícula”, “Mostrar gráfico circular”, “Gráfico de barras” y “Energía frente a posición” 4. Elimine la selección en el recuadro de “Con térmica” 5. En el recuadro de localización, seleccione uno por uno los cuatro escenarios que allí hay (Luna, tierra, júpiter y espacio). En cada una de esos cuatro escenarios, coloque al patinador sobre la parte más alta de la pista y suéltelo de tal manera que se mueva sobre

ésta; revise el valor de la gravedad en cada uno de estos cuatro escenarios, analice el movimiento del patinador y los cambios que se presentan en la energía y en la velocidad del patinador. 6. En la parte inferior derecha de la pantalla, selección la opción “Fricción de pista >>” , coloque el valor de la fricción en un lugar entre la primera y tercera división de la escala ( ) y vuelva repetir el proceso descrito en el numeral 5. Proceso asignado a FABIO ALEXANDER GIL 1. Haga clic en “Reiniciar” 2. En el botón “Elegir patinador” seleccione “Bulldog (20 kg)” 3. Haga clic en “Referencia de energía potencial”, “Mostrar cuadrícula”, “Mostrar gráfico circular”, “Gráfico de barras” y “Energía frente a posición” 4. Elimine la selección en el recuadro de “Con térmica” 5. En el recuadro de localización, seleccione uno por uno los cuatro escenarios que allí hay (Luna, tierra, júpiter y espacio). En cada una de esos cuatro escenarios, coloque al patinador sobre la parte más alta de la pista y suéltelo de tal manera que se mueva sobre ésta; revise el valor de la gravedad en cada uno de estos cuatro escenarios, analice el movimiento del patinador y los cambios que se presentan en la energía y en la velocidad del patinador. 6. Cambie el patinador por una menos masivo que el asignado en el numeral 2 y vuelva repetir el proceso descrito en el numeral 5. Proceso asignado a JOSE FERNANDO SANTANA 1. Haga clic en “Reiniciar” 2. En el botón “Elegir patinador” seleccione “Bug (0,2 kg)” 3. Haga clic en “Referencia de energía potencial”, “Mostrar cuadrícula”, “Mostrar gráfico circular”, “Gráfico de barras” y “Energía frente a posición” 4. Elimine la selección en el recuadro de “Con térmica” 5. En el recuadro de localización, seleccione uno por uno los cuatro escenarios que allí hay (Luna, tierra, júpiter y espacio). En cada una de esos cuatro escenarios, coloque al patinador sobre la parte más alta de la pista y suéltelo de tal manera que se mueva sobre ésta; revise el valor de la gravedad en cada uno de estos cuatro escenarios, analice el movimiento del patinador y los cambios que se presentan en la energía y en la velocidad del patinador. 6. En la parte inferior derecha de la pantalla, selección la opción “Fricción de pista >>” , coloque el valor de la fricción en un lugar entre la primera y tercera división de la escala ( ) y vuelva repetir el proceso descrito en el numeral 5. Proceso asignado a Estudiante No 5 1. Haga clic en “Reiniciar” 2. En el botón “Elegir patinador” seleccione “Ball (5 kg)” 3. Haga clic en “Referencia de energía potencial”, “Mostrar cuadrícula”, “Mostrar gráfico circular”, “Gráfico de barras” y “Energía frente a posición” 4. Elimine la selección en el recuadro de “Con térmica”

5. En el recuadro de localización, seleccione uno por uno los cuatro escenarios que allí hay (Luna, tierra, júpiter y espacio). En cada una de esos cuatro escenarios, coloque al patinador sobre la parte más alta de la pista y suéltelo de tal manera que se mueva sobre ésta; revise el valor de la gravedad en cada uno de estos cuatro escenarios, analice el movimiento del patinador y los cambios que se presentan en la energía y en la velocidad del patinador. 6. Con clic sostenido, coloque la pista sobre el suelo y vuelva repetir el proceso descrito en el numeral 5. Tabla 5. Proceso asignado a cada estudiante en el simulador.

Con base en el trabajo realizado en el simulador y la revisión de la lectura “Conservación de la energía mecánica” responda las preguntas asignadas en la tabla 6. NOTA: En el video cada estudiante registra el proceso descrito en la tabla 5. A continuación, se presenta la tabla 6, la cual contiene el listado de preguntas que cada estudiante debe responder: Pregunta (s) asignada (s) a ERIKA JOHANA CALDERON Con base en el proceso realizado en el simulador y descrito en el numeral 5 de la tabla anterior (5) responda las siguientes preguntas: a) ¿cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total? b) ¿para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su respuesta. c) ¿para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. d) Presente tres conclusiones con base en el procedimiento realizado en el simulador y descrito en el numeral 6. Respuesta (s): a) R/ como podemos observar en el ejercicio del simulador la energía total se mantiene de una manera constante mientras el comportamiento de la energía cinética y la energía potencial gravitatoria varia constantemente según la posición que tenga el objeto b) R/ En este punto tome como referencia el escenario de la tierra como se observó en el video del simulador el valor máximo de la energía gravitatoria se obtuvo a una altura de 5.49 m y su valor mínimo fue en una altura de 0.48 m, ya que a medida que el objeto pierde altura la energía potencial gravitatoria disminuye. c) R/ la energía cinética toma su valor máximo a una altura de 0.73 m , mientras que su valor mínimo es a una altura de 4.56 m ,ya que esta energía cinética interviene

mientras el objeto este en movimiento y al objeto alcanzar su máxima altura se puede decir que este pierde velocidad que es donde aparece la energía potencial gravitatoria d) R/ En conclusión a medida que realice el ejercicio pude observar que en todos los espacios la gravedad toma un lugar importante en cuanto al comportamiento de las energías tanto cinética, potencial gravitatoria o la energía total, esta influye tanto en el comportamiento como en la velocidad que toma el objeto.

Pregunta (s) asignada (s) a MAICOL STEVEN CONSTAIN Con base en el proceso realizado en el simulador y descrito en el numeral 5 de la tabla anterior (5) responda las siguientes preguntas: a) ¿cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total? b) ¿para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su respuesta. c) ¿para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. d) Presente tres conclusiones con base en el procedimiento realizado en el simulador y descrito en el numeral 6. Respuesta(s): Pregunta (s) asignada (s) a FABIO ALEXANDER GIL Con base en el proceso realizado en el simulador y descrito en el numeral 5 de la tabla anterior (5) responda las siguientes preguntas: a) ¿cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total? b) ¿para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su respuesta. c) ¿para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. d) Presente tres conclusiones con base en el procedimiento realizado en el simulador y descrito en el numeral 6. Respuesta (s): Pregunta (s) asignada (s) a JOSE FERNANDO SANTANA Con base en el proceso realizado en el simulador y descrito en el numeral 5 de la tabla anterior (5) responda las siguientes preguntas: a) ¿cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total?

b) ¿para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su respuesta. c) ¿para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. d) Presente tres conclusiones con base en el procedimiento realizado en el simulador y descrito en el numeral 6. Respuesta: Pregunta (s) asignada (s) a Estudiante No 5 Con base en el proceso realizado en el simulador y descrito en el numeral 5 de la tabla anterior (5) responda las siguientes preguntas: a) ¿cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total? b) ¿para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su respuesta. c) ¿para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. d) Presente tres conclusiones con base en el procedimiento realizado en el simulador y descrito en el numeral 6. Respuesta: Tabla 6. Respuestas a las preguntas formuladas con base en el trabajo realizado en el simulador y la lectura asignada.

En la tabla 7, cada estudiante presenta el enlace de grabación del video donde demuestre el trabajo realizado en el simulador: Nombres y apellidos del estudiante: ERIKA JOHANA CALDERON MAICOL STEVEN CONSTAIN FABIO ALEXANDER GIL JOSE FERNANDO SANTANA Estudiante No 5

Enlace de grabación del vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=PsPJ0ZPFFT0

Tabla 7. Enlace de grabación del vídeo del trabajo colaborativo.

Ejercicios individuales asignados de la unidad 3 “Teoremas de conservación: A continuación, se presenta la lista de ejercicios individuales asignados a cada estudiante: Ejercicios Asignados a ERIKA JOHANA CALDERON (Estudiante No 1) Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y GRUPO No: 400 sus aplicaciones. (Estudiante No 1) ERIKA JOHANA CALDERON

Un esquiador se deja caer desde la cima de una colina (punto 1 de la figura a una altura hc=30,0 m) hasta bajar y tomar una rampa (punto 2 de la figura a altura hc=4,30 m) con el fin de salir expelido por los aires. Asuma que el principio de conservación de la energía es aplicable en este caso. A. Halle una expresión para la velocidad máxima que puede tener el esquiador en el punto más alto de su salto (asuma que la altura máxima es H y se mide respecto al punto más bajo de su trayectoria). B. Calcule la velocidad del esquiador en el punto 2 al despegarse de la rampa. C. ¿Con qué ángulo de inclinación (si es posible) debe establecerse la rampa de la figura, con el objetivo de lograr que el esquiador pueda alcanzar una máxima altura de 8,89 metros en el aire? D. Calcular la energía cinética y la energía potencial en los puntos 1 y 2.

Figura 1. Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones; estudiante No 1.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio. Energía cinética El trabajo realizado por fuerzas que ejercen su acción sobre un cuerpo o sistema en movimiento se expresa como la variación de una cantidad llamada energía cinética, cuya fórmula viene dada por:

Energía potencial Todo cuerpo sometido a la acción de un campo gravitatorio posee una energía potencial gravitatoria, que depende sólo de la posición del cuerpo y que puede transformarse fácilmente en energía cinética. Un ejemplo clásico de energía potencial gravitatoria es un cuerpo situado a una cierta altura h sobre la superficie terrestre. El valor de la energía potencial gravitatoria vendría entonces dado por:

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: Datos: 𝒉𝟏 = 𝟑𝟎, 𝟎 𝒎 𝒉𝟐 = 𝟒, 𝟑𝟎𝒎 El principio de conservación de la energía es aplicable en este caso Energía mecánica inicial = Energía Mecánica Final A. R/ Expresión para la velocidad máxima que puede tener el esquiador en el punto más alto de su salto (asuma que la altura máxima es H y se mide respecto al punto más bajo de su trayectoria) 1 𝑦 = 𝐻 − 𝑉𝑜𝑦𝑡 − 𝑞𝑡² 2 1 0 = 𝐻 − 𝑉𝑜𝑦𝑡 − 𝑞𝑡² 2 1 𝐻 = 𝑉𝑜𝑦𝑡 + 𝑞𝑡² 2 B. R/ La velocidad del esquiador en el punto 2 al despegarse de la rampa. 𝐸𝑝 = 𝐸𝑐 𝒎𝒈 ∗ 𝒉 =

𝟏 𝒎∗ 𝟐

𝑽²

despejamos despejamos el cuadrado de la velocidad pasando una raíz cuadrada Al otro lado del igual

𝑽 = √𝟐𝒈𝒉

𝒎

𝑽 = √𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖 𝟐 ∗ 𝟑𝟎, 𝟎 𝒎 𝒔𝒆𝒈 𝑽 = 𝟐𝟒. 𝟐𝒎/𝒔𝒆𝒈

Operamos

C. ¿Con qué ángulo de inclinación (si es posible) debe establecerse la rampa de la figura, con el objetivo de lograr que el esquiador pueda alcanzar una máxima altura de 8,89 metros en el aire? 𝑯𝒎𝒂𝒙 = 𝑽𝒐²(𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶)²/𝟐𝒈 𝟖, 𝟖𝟗 = (𝟐𝟒. 𝟐𝒎/𝒔𝒆𝒈)² (𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶)²/𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝒎/𝒔𝒆𝒈² 𝟖, 𝟖𝟗 ∗ 𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖 = 𝟓𝟖𝟓. 𝟔 ∗ (𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶)²

𝟏𝟕𝟒. 𝟐 = 𝟓𝟖𝟓. 𝟔 ∗ (𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶)²

reemplazamos

despejamos y hacemos operaciones

seguimos despejando pasando el cuadrado como una raíz

𝟏𝟕𝟒. 𝟐 = (𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶)² 𝟓𝟖𝟓. 𝟔 𝟏𝟕𝟒.𝟐 𝟓𝟖𝟓.𝟔

√

= 𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶

𝟎. 𝟓𝟒 = 𝒔𝒆𝒏𝟐𝜶

resolvemos y despejamos a seguimos despejando

𝟎. 𝟓𝟒 𝟐 𝒔𝒆𝒏𝜶 = 𝟎. 𝟐𝟕 𝒔𝒆𝒏𝜶 =

𝒂 = 𝒂𝒓𝒄𝒐𝒔𝒆𝒏𝟎, 𝟐𝟕 𝜶 = 𝟏𝟓. 𝟔𝟔° D. La energía cinética y la energía potencial en los puntos 1 y 2. En los puntos 1 y 2 solo hay energía potencial, pero necesitaríamos la masa del esquiador para poder hallarla 𝐸𝑝1 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ ℎ1 𝐸𝑝2 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ ℎ2

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: A. B. C. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de GRUPO No: 400 movimiento o momento lineal (Estudiante No 1) ERIKA JOHANA CALDERON En una práctica de laboratorio de colisiones se utiliza dos carros de prueba que se deslizan hacia la derecha sobre un riel sin fricción; el carro 1 se desplaza a una velocidad de 0,299 m/s y tiene una masa m1 de 207 gr, en tanto que el carro 2 avanza con una velocidad de 0,197 m/s y su masa m2 es de 150 gr. Después de la colisión los carros quedan unidos, pero continúan su recorrido con una velocidad Vf en m/s. A. Determine el valor de la velocidad Vf. B. Halle la energía cinética del sistema, antes y después de la colisión. C. Realice un análisis de los resultados obtenidos en el inciso b.

Figura 2. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal; estudiante No 1.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio. Masa es una propiedad característica del mismo, que está relacionada con el número y clase de las partículas que lo forman. Se mide en kilogramos (kg) y también en gramos, toneladas, libras, onzas, etc. El peso de un cuerpo es la fuerza con que lo atrae la Tierra y depende de la masa de este.

Una deformación es el cambio de forma que sufre un objeto cuando es sometido a una fuerza que afecta su estructura física. Es la razón de una fuerza aplicada, respecto al área sobre la cual actúa

Desarrollo del ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: En las colisiones se conserva el momento lineal del sistema

Datos: m1 de 207 gr velocidad de 0,299 m/s m2 es de 150 gr velocidad de 0,197 m/s A. Para saber la velocidad final sumamos las dos masas ya que los carros quedan unidos 𝑀: 207 + 150 = 357𝑔 vamos a aplicar la ley de conservación de la cantidad de movimiento 𝑝0 = ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑝𝑓 como quedan unidos vamos a trabajar esta parte como 𝑀 ∗ 𝑣𝑓 𝑚1 ∗ 𝑣 ⃗⃗⃗⃗1 + 𝑚2 ∗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑣2 = 𝑚1 ∗ 𝑣 ⃗⃗⃗⃗1 + 𝑚2 ∗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑣2 sustituir 207 ∗ 0,299 + 150 ∗ 0,197 = 357 ∗ 𝑣𝑓 ⃗ 61.89 + 29.55 = 357 ∗ 𝑉 operamos y despejamos 𝑣𝑓 91.44 = 𝑣𝑓 357 0.25 = 𝑣𝑓

reorganizamos

𝑣𝑓 = 0.25𝑚/𝑠

B. Energía inicial. 1

𝐸𝑐 = 2 𝑚𝑣 2

vamos a pasar la masa a kg y luego remplazamos

𝐸𝑐 =

1 1 ∗ 0.207𝑘𝑔 ∗ (0,299 𝑚/𝑠)2 + ∗ 0.150𝑘𝑔 ∗ (0,197 𝑚/𝑠)2 = 0.012 𝐽 2 2

𝐸𝑓 =

1 𝑚 2 ∗ 0.357𝑘𝑔 ∗ (0.25 ) = 0.011𝐽 2 𝑠

C. En los choques plásticos la energía cinética no se conserva. Se pierde mayormente en forma de calor, en deformación de los cuerpos y en otras menores tal como ruidos, por ejemplo. Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A. B. C. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo GRUPO No: 400 (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli (Estudiante No 1) ERIKA JOHANA CALDERON Se sumerge totalmente en el agua un volumen 𝑉𝑠 de una plancha de acero utilizada en la construcción de las plantas de tratamiento de agua residual. Encuentre una expresión para: A. La magnitud de la fuerza de empuje. Asuma que la densidad del agua es 𝜌𝐻2 𝑂 . B. El peso aparente del cuerpo. Asuma que la densidad de acero es 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 . Si 𝑉𝑠 = 7,00 x 10-2 m3, 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 = 7,95 x 103 kg/m3 y 𝜌𝐻2 𝑂 = 997 kg/m3 C. Determine los valores numéricos de los literales A y B. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli: A. B. Ejercicios Asignados a MAICOL STEVEN CONSTAIN (Estudiante No 2) Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y GRUPO No: 400 sus aplicaciones. (Estudiante No 2) MAICOL STEVEN CONSTAIN Desde la ventana inferior de un ascensor, un gran resorte de masa 0,740 kg y constante k=1,23 x 103 N/m, se deja caer desde el punto 1 de la figura, a una altura de H= 14,0 metros, de manera que al impactar el suelo se comprime una distancia x, y rebota, de nuevo estrellándose con la ventana (que ahora está cerrada), pero a una altura igual al 80% de la inicial (pues el ascensor bajó). Suponga que el resorte tiene una longitud x0 desconocida cuando no está ni elongado ni comprimido

Figura 3. Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones; estudiante No 2.

A partir de la información anterior determine: A. La compresión 𝑥1 que sufre el resorte cuando rebota contra el piso (posición 2 en la figura). B. La compresión 𝑥2 que sufre el resorte cuando rebota contra la ventana (posición 3 de la figura). C. La velocidad en el punto 2 de la situación final, una vez vuelve a alcanzar el suelo. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: A. B. C.

Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de GRUPO No: 400 movimiento o momento lineal (Estudiante No 2) MAICOL STEVEN CONSTAIN En la siguiente figura se ilustran dos casos de colisiones elásticas. En la parte superior, una partícula de masa 𝑚/2 y velocidad 𝑣1 colisiona con una partícula de masa 𝑚 en reposo. En la parte inferior, una partícula de masa 2𝑚 y velocidad 𝑣1colisiona con una partícula de masa 𝑚 en reposo.

Figura 4. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal; estudiante No 2.

Determine analíticamente: A. Las velocidades finales de las partículas en las situaciones 1 y 2. B. La conservación del momento mediante los resultados de a) en las situaciones 1 y 2. C. La razón entre el momento total en la situación 1 y el momento total en la situación 2. Determine numéricamente: D. Los valores del inciso a) si 𝑣1 =4,90 m/s. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A. B. C. D. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo GRUPO No: 400 (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli (Estudiante No 2) MAICOL STEVEN CONSTAIN Un niño de altura L yace acostado haciendo una tarea sobre la base de un tanque de agua, el cual se encuentra a una altura 𝐻𝐵 del suelo, como se muestra en la figura. Inicialmente, el tanque está lleno de agua hasta una altura 𝐻𝑇 , pero sufre una avería y comienza a perder agua por un pequeño orificio en la parte inferior del tanque. Para este problema asuma 𝑆𝑇 >> 𝑆𝑂 , en donde 𝑆𝑇 y 𝑆𝑂 representan el área transversal del tanque y el orificio, respectivamente. Determine analíticamente y en función de variables suministradas en el enunciado: A. La velocidad 𝑣𝐻 con la que sale el agua del orificio en función de la altura de agua inicial. B. La distancia 𝑥𝐿 a la que cae el chorro de agua cuando la altura de la columna de agua en el tanque es 𝐻𝑇 . Asuma que el chorro sufre un tiro semiparabólico. C. La altura de agua ℎ dentro del tanque a partir de la cual el chorro de agua empieza a mojar al niño. D. Calcule numéricamente los incisos a) b) y c) si 𝐿 =1,03 m, 𝐻𝐵 =2,60 m y 𝐻𝑇 =2,31 m.

Figura 5. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli; estudiante No 2.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli: A. B. C. D.

Ejercicios Asignados a FABIO ALEXANDER GIL (Estudiante No 3) Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y GRUPO No: 400 sus aplicaciones. (Estudiante No 3) FABIO ALEXANDER GIL En la edad media los castillos medievales se defendían atacando con catapultas a sus enemigos arrojando grandes rocas por arriba de sus muros con una rapidez de lanzamiento de 𝑣0 desde el patio del castillo. Para un ataque realizado desde el frente del castillo, los enemigos se encuentran en un terreno más bajo que la posición de las catapultas, como se muestra en la siguiente figura .

Figura 6. Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones; estudiante No 3.

a) Obtenga una expresión analítica en términos de las variables suministradas en la gráfica (lado derecho) para la rapidez final v_f con que impactan las rocas en el frente del castillo, mediante el método de conservación de la energía. b) Si se tiene que v0=10,3 m/s y h=5,70 m ¿cuál es valor numérico de la velocidad final obtenida en el ítem anterior? Nota: Ignorando la resistencia del aire, observe que la catapulta se encuentra sobre la línea azul horizontal que está a una altura h respecto del nivel del suelo enemigo (línea punteada) como se ilustra en la gráfica. Por lo tanto, se puede tomar el nivel del suelo enemigo como referencia de origen para los cálculos. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: A. B. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de GRUPO No: 400 movimiento o momento lineal (Estudiante No 3) FABIO ALEXANDER GIL En un juego de canicas, uno de los jugadores golpea una canica con una velocidad inicial 𝑉𝑖= 2,40 x10−1 m/s, realizando un choque elástico no frontal con otra canica que está inicialmente en reposo. Después del choque, la canica que se encontraba en reposo se mueve formando un ángulo 𝜃1= 21,0 grados respecto a la dirección que trae la canica que la golpea. Con base en la anterior información: A. Calcular la velocidad final de cada canica. B. Comprobar que el choque es elástico. C. Representar gráficamente la situación antes y después del choque. NOTA: suponer que las canicas tienen igual masa y que los vectores velocidad de ambas canicas son perpendiculares después de la colisión. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A. B. C. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo GRUPO No: 400 (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli (Estudiante No 3) FABIO ALEXANDER GIL Las alas de los aviones se construyen con el fin de que las velocidades de los flujos de aire en las caras inferior y superior sean diferentes, de tal forma que se cree una diferencia de presión entre ambas caras, dando paso a una fuerza de sustentación vertical. Una pequeña ala de un avión de aeromodelismo es sometida a un análisis en un túnel de viento, registrándose una velocidad de 216 m/s en la parte inferior y de 191 m/s en la parte superior. A. ¿Cuál sería la fuerza de sustentación generada por el ala si la superficie del ala es de 74,0 cm2 en ambas caras? Nota: Asuma la densidad del aire como 1.18 kg/m3.

Figura 7. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli; estudiante No 3.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli: A. Ejercicios Asignados a JOSE FERNANDO SANTANA (Estudiante No 4) Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y GRUPO No: 400 sus aplicaciones. (Estudiante No 4) JOSE FERNANDO SANTANA Un niño construye un juguete con un resorte que mide 2.00 x 101 cm de longitud (cuando sobre no se aplica fuerzas externas) y una tapa de 2.00 101 cm de diámetro, como se muestra en la figura 8. Inicialmente el niño estira el resorte verticalmente 81,5 cm (d1) y luego mueve

el juguete horizontalmente 77,8 cm (d1), es decir de la posición (a) a la posición (b). Si la constante de elasticidad del resorte es 29,9 N/m. Calcular: A. La energía potencial elástica en la posición (a) y en la posición (b). B. El l trabajo neto realizado.

Figura 8. Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones; estudiante No 4.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: A. B.

Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de GRUPO No: 400 movimiento o momento lineal (Estudiante No 4) JOSE FERNANDO SANTANA Tres partículas de masas 3m, 2m y 1m con rapideces 3v, 2v y 1v, respectivamente, confluyen en un punto como se muestra la figura 9. La partícula 1 se mueve con una velocidad paralela al eje x, mientras que las partículas 2 y 3 se mueven con velocidades en las direcciones determinadas por los ángulos 𝜃2 y 𝜃3 , respectivamente (ver figura 9). Después de la colisión las tres partículas permanecen unidas. Determine analíticamente y en función de las variables suministradas en el enunciado A. El momento total antes del choque, expresado vectorialmente en términos de los vectores unitarios i y j. B. La velocidad final, expresada vectorialmente en términos de los vectores unitarios i y j, de las partículas unidas después del choque. Para el conjunto de valores 𝑚 =5,70 kg, 𝑣 =7,00 m/s, 𝜃2 =23,0 grados y 𝜃3 =53,0 grados determine numéricamente: C. los resultados obtenidos los incisos a) y b). D. La dirección de la velocidad final de las masas unidas.

Figura 9. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal; estudiante No 4.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A. B. C. D. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo GRUPO No: 400 (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli (Estudiante No 4) JOSE FERNANDO SANTANA En la figura 10 se muestra un recipiente (cilindro recto) que está lleno de agua hasta una altura 11,3 metros. A una profundidad 2,20 metros bajo la superficie del agua se taladra un orificio. Determinar: A. B. C. D.

La velocidad con que sale el agua del orificio El alcance x del chorro medido desde la base del cilindro. A qué profundidad h se debe realizar un orificio para que el alcance x sea máximo. A qué profundidad debe abrirse otro orificio para que el alcance sea el mismo que el inciso b)

Figura 10. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli; estudiante No 4.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli: A. B. C. D. Ejercicios Asignados a Estudiante No 5 (Estudiante No 5) Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y GRUPO No: 400 sus aplicaciones. (Estudiante No 5) Estudiante No 5

Un acróbata del circo Fibary de 55,0 kg se deja caer desde la parte más alta del trapecio (1) como lo muestra la figura 11. Si la longitud “l” de la cuerda del trapecio tiene una longitud de 12,0 m, entonces: A. ¿Cuál será la rapidez de la acróbata cuando pase a través del punto 3? B. ¿Cuál será su rapidez en el punto 2, sí el ángulo formado por la vertical y el trapecio es de 26,0 (A)?

Figura 11. Ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones; estudiante No 5.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.: A. B. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad movimiento o momento lineal (Estudiante No 5) Estudiante No 5

de GRUPO No: 400

Dos vagones van con una velocidad 12,4 m/s y 7,00 m/s hacia el este y, en un momento dado tienen un choque elástico, Considerando que la masa del vagón 1 es de 168 kg y el vagón 2 es de 438 kg. A partir de la anterior información determinar A. la velocidad final de cada uno de los vagones. B. Realizar un diagrama de fuerzas de la situación antes y después del choque.

Figura 12. Ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal; estudiante No 5.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A. B. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo GRUPO No: 400 (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli (Estudiante No 5) Estudiante No 5 El estrecho del rio magdalena queda ubicado en el sur del Departamento del Huila, es el tramo más angosto del río Magdalena con una longitud de 2,20 m. Con el objetivo de estimar la velocidad en dicho tramo, se realiza la siguiente aproximación: 1. Se supone que el área transversal es cuadrada. 2. Se considera que la velocidad del río es de 2,00 m/s antes de la sección más angosta 3. La altura o profundidad del rio H no cambia en ninguna de los tramos y tiene un valor de 0,360 km, 4. La longitud antes del lado más angosto (estrecho) L1 en la figura es de 7,63 m. Con esta información determinar: A. La velocidad en la sección más angosta del rio (estrecho). B. El factor de incremento de la velocidad en la sección más angosta respecto a la sección más ancha del rio.

Figura 13. Ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli; estudiante No 5.

Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Desarrollo del ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli: A. B.

Conclusiones del grupo No

400

Cada estudiante registra en la siguiente tabla una conclusión del trabajo realizado: Estudiante No 1 Conclusión:

ERIKA JOHANA CALDERON

Estudiante No 2 Conclusión:

MAICOL STEVEN CONSTAIN

Estudiante No 3 Conclusión:

FABIO ALEXANDER GIL

Estudiante No 4 Conclusión:

JOSE FERNANDO SANTANA

Estudiante No 5 Conclusión:

Estudiante No 5

Referencias bibliográficas del grupo No 400 Cada estudiante registra en la siguiente tabla una de las referencias bibliográficas utilizadas en el desarrollo de la tarea; según las normas APA: Estudiante No 1 ERIKA JOHANA CALDERON Referencia bibliográfica: Estudiante No 2 MAICOL STEVEN CONSTAIN Referencia bibliográfica: Estudiante No 3 FABIO ALEXANDER GIL Referencia bibliográfica: Estudiante No 4 JOSE FERNANDO SANTANA Referencia bibliográfica: Estudiante No 5 Estudiante No 5 Referencia bibliográfica: