UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA DE MÉXICO División De Ciencias De La Salud, Biológicas Y Ambientales ALUMNO: MARTÍN J
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UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA DE MÉXICO
División De Ciencias De La Salud, Biológicas Y Ambientales ALUMNO: MARTÍN JORDANY LÓPEZ GÓMEZ MATRICULA: ES1611316043 CARRERA: INGENIERÍA EN ENERGÍAS RENOVABLES
MATERIA: FÍSICA (ER-EFIS-1702-B1-001) DOCENTE: M.C. JOSÉ LUIS DE LA O CISNEROS
UNIDAD 1 ACTIVIDAD: EVIDENCIA DE APRENDIZAJE UNIDAD 1
11/AGO/2017 COATZACOALCOS, VER
INDICE Introducción..................................................................................................................................... 3 Problema 1: ...................................................................................................................................... 4 Problema 2: ...................................................................................................................................... 6 Problema 3: ...................................................................................................................................... 7 Problema 4: ...................................................................................................................................... 7 Problema 5: ...................................................................................................................................... 8 Conclusiones................................................................................................................................... 8 Bibliografía ....................................................................................................................................... 9
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Introducción La física es una de las Ciencias Naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar explicación a los diferentes fenómenos de la naturaleza, que se presentan cotidianamente en nuestra vida diaria. Como por ejemplo, algo tan común para algunas personas como puede ser la lluvia, entre muchos otros. La palabra física proviene del vocablo griego physike, cuyo significado es naturaleza. La física es ante todo una ciencia experimental, pues sus principios y leyes se fundamentan en la experiencia adquirida al reproducir intencionalmente muchos de los fenómenos. El estudio de la física es importante para todo ser humano interesado en conocer el medio en el cual vive y quiera explicarse el porqué de los múltiples fenómenos que se le presentan. El principal objetivo de esta actividad se centra en la resolución de problemas cotidianos como el movimiento de los autos, el movimiento de un proyectil, el trabajo realizado por diferentes fuerzas aplicadas a un objeto, gracias a los conceptos básicos de la Física, conceptos de vectores y escalares, sistemas de referencia etc. Se resuelven cada uno de estas problemáticas. Al entender estos conceptos y problemas nos permite dar una explicación clara de los fenómenos que se presentan y nos permite modelar los problemas físicos inmersos en las energías renovables para poder describir y comprender estos fenómenos y darle una aplicación adecuada. Como la transferencia de calor en las celdas solares, o el movimiento de los alabes de las turbinas a consecuencia del viento etc.
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Objetivo: El alumno resolverá problemas de los contenidos de la unidad_1, para aplicar los conceptos vistos en la unidad. Instrucciones: Resolver los problemas propuestos, con el procedimiento requerido en cada caso, elaborar el dibujo correspondiente, o el diagrama de cuerpo libre, como una mejor manera de entender el problema.
Problema 1: Dos autos A y B, se mueven en la misma dirección. Cuando t = 0, sus velocidades respectivas son 1 m/seg y 3m/seg, y sus respectivas aceleraciones son 2 m/seg2 y 1 m/seg2. Si el auto A se encuentra 2 metros delante del auto B, cuando t =0. Determinar cuándo se encontrarán lado a lado. ……………. (3 P) Datos: 𝑣𝑖 𝐴 = 1 𝑚⁄𝑠 ; 𝑎 𝐴 = 2 𝑚⁄𝑠 2 𝑣𝑖 𝐵 = 3 𝑚⁄𝑠 2 ; 𝑎 𝐵 = 1 𝑚⁄𝑠 2 Formula: 𝑑 = 𝑣𝑖 ∙ 𝑡 +
𝑎 ∙ 𝑡2 2
Sustituye datos para cada móvil A y B, en el móvil A coloco 2 m ya que es la condición inicial de este auto en cuanto a la distancia. 2 𝑚⁄𝑠 2 ∙ 𝑡 2 2 1 𝑚⁄𝑠 2 ∙ 𝑡 2 𝑚 𝑑𝐵 = 3 ⁄𝑠 ∙ 𝑡 + 2
𝑑𝐴 = 2 𝑚 + 1 𝑚⁄𝑠 ∙ 𝑡 +
Igualamos ambos términos: 𝑑𝐴 = 𝑑𝐵 𝑡2 2 + 𝑡 + 𝑡 = 3𝑡 + 2 2
3𝑡 +
𝑡2 − 2 − 𝑡 − 𝑡2 = 0 2
𝑡2 − + 2𝑡 − 2 = 0 2
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Resolvemos con la ecuación: 𝑡= 𝑡=
−𝑏 ± √𝑏 2 − 4𝑎𝑐 2𝑎
−2 + √22 − 4(−0.5)(−2) −2 + √4 − 4 −2 + √0 −2 = = = = 2𝑠 2(−0.5) −1 −1 −1
2 𝑚⁄𝑠 2 ∙ (2𝑠)2 =8𝑚 2 1 𝑚⁄𝑠 2 ∙ (2 𝑠)2 𝑚 𝑑𝐵 = 3 ⁄𝑠 ∙ (2 𝑠) + = 8𝑚 2
𝑑𝐴 = 2 𝑚 + 1 𝑚⁄𝑠 ∙ (2 𝑠) +
Es decir a los 2 segundos se encontraran lado a lado a una distancia de 8 m.
Auto B
Auto A
2m
6m
da=db
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Problema 2: Un cañón dispara sobre el mar un proyectil, horizontal, con una velocidad inicial de 400 m/s desde un punto situado a una altura de 100 m, sobre el nivel del mar. Determinar: ………. ( 3 p) a.- El tiempo que tardará en llegar al agua. Tomando en cuenta que solo hay velocidad horizontal, la velocidad vertical es cero y teniendo en cuenta que la gravedad es en sentido vertical se tendrá un movimiento rectilíneo uniforme variado. El tiempo que tarda en caer se calcula con la siguiente formula: 2ℎ 𝑡=√ 𝑔 𝑡=√
2(100𝑚) = √20.38735 𝑠 2 = 4.515 𝑠 9.81 𝑚⁄𝑠 2
b.- El alcance horizontal del proyectil. Calculamos la distancia horizontal con la siguiente formula 𝑑𝐻 = 𝑣𝐻 ∙ 𝑡 𝑑𝐻 = 400 𝑚⁄𝑠 (4.515 𝑠) = 1806 𝑚
100 m
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Problema 3: Determinar el trabajo realizado por las fuerza, F = 4 i – 2 j – 2 k, al desplazar un sólido puntual a lo largo de un vector (desplazamiento), d = 6 i + 4 j – 10 k.
𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = (4, −2, −2) ∙ (6 + 4 − 10)
𝑇 = (4)(6) + (−2)(4) + (−2)(−10) 𝑇 = 24 − 8 + 20 = 36 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒
Problema 4: Un cubo de madera cuyas aristas miden 5.0 cm cada una, flota en el agua con tres cuartas partes de su volumen sumergidas: a.- ¿Cuál es la masa del cubo. Tomando en cuenta que está sumergido el cubo ¾ partes de su volumen, es decir 𝑉𝑐 = 0.05𝑚 𝑥 0.05𝑚 𝑥 0.05𝑚 𝑥 0.75 = 0.09375𝑚3 = 9.375𝑥10−5 𝑚3 La densidad del agua 1000 kg/m3
Calculamos el peso del líquido desalojado. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑉𝑠𝑢𝑚𝑒𝑟𝑔𝑖𝑑𝑜 𝑥 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑥 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 9.375𝑥10−5 𝑚3 𝑥 1000
𝑘𝑔 𝑚 𝑥 9.8 2 = 0.919 𝑁 3 𝑚 𝑠
La masa es: 𝑘𝑔 𝑚 𝑃 0.919 𝑠 2 𝑚= = = 0.093775 𝑘𝑔 = 93.775 𝑔 𝑚 𝑔 9.8 2 𝑠
b.- ¿Cuál es el peso específico de la madera.
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Densidad de la madera: 𝜕=
𝑚 0.093775 𝑘𝑔 𝑘𝑔 = = 750.2 𝑉 1.25𝑥10−4 𝑚3 𝑚3
Peso específico de la madera: 𝑃𝑒 = 𝜕 𝑥 𝑔 = (750.2
𝑘𝑔 𝑚 𝑁 ) (9.81 2 ) = 7359.46 3 3 𝑚 𝑠 𝑚
Problema 5: Una fuerza conservativa debe de cumplir con dos propiedades, ¿Cuáles son?. Menciona un ejemplo. 1. El trabajo realizado por una fuerza conservativa sobre una partícula moviéndose entre dos puntos es independiente de la trayectoria seguida por la partícula. 2. El trabajo hecho por una fuerza conservativa sobre una partícula moviéndose a través de una trayectoria cerrada es cero. Un ejemplo de una fuerza conservativa es la fuerza de gravedad, el trabajo que se realiza sobre un cuerpo donde depende de la posición inicial y final. 𝑊 = 𝑚𝑔𝑦𝑓 − 𝑚𝑔𝑦𝑖 Si el cuerpo sigue una trayectoria cerrada entonces 𝑦𝑓 − 𝑦𝑖 ; por lo tanto el trabajo es cero.
Conclusiones Al resolver cada problema, comprendí que la Física es una ciencia que se encuentra en todo momento de la vida cotidiana es una ciencia fundamental para el entendimiento del mundo físico y de cada fenómeno presente, por eso es de gran importancia comprender los conceptos básicos que me permitan desarrollar una deducción más clara de cada problema a resolver. El analizar estos problemas me ayudaron a poner en practica cada una de las fórmulas de esa manera pude comprender como es el comportamiento de los diferentes parámetros físicos en cuanto al movimiento, el trabajo etc.
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Bibliografía Me apoye del Libro de Física General buscando los temas y algunas ecuaciones para repasar y ver algunos ejemplos:
Hector Perez Montiel. (2010). Física General 4ta Ed. México: Patria. Física. Unidad 1 El Movimiento. (2017). [Ebook] UNADM, Pág. 4 -26. Disponible: https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque%201/E R/02/EFIS/U 1/Unidad1.Elmovimiento.pdf
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