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FISICA GENERAL

UNIDAD N° 2

DINAMICA Y ENERGIA GRUPO: 286

TUTOR: JUAN CARLOS GONZALEZ

PRESENTADO POR:

DENNYS HERRERA AMED CC: 1102873572

TELLYS ALEXIS PATERNINA RIOS CC: 1102806259

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD NOVIEMBRE 30 DE 2019

INTRODUCCION

Para la realización del presente trabajo, se manejaron temas muy importantes, de la dinámica y energía, tales como: leyes de movimiento y sus aplicaciones, fuerzas de fricción, trabajo realizado por una fuerza constante y una fuerza variable, energía cinética. Es de vital importancia que se tenga en cuenta estos conceptos para la realización de la actividad y aplicarlo n nuestra vida profesional. La dinámica es la parte de la física que estudia la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico a estado en movimiento y describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, está asociada a la energía la cual tiene la capacidad de hacer funcionar las cosas. Para conocer el movimiento del objeto es necesario hacerlo respecto a un sistema de referencia, donde se ubica un observador en el origen del sistema de referencia, que es quien hace la descripción. Para un objeto que se mueve, se puede distinguir al menos tres tipos de movimientos diferentes: traslación a lo largo de alguna dirección variable pero definida, rotación del cuerpo alrededor de un eje y vibración. Generalmente el movimiento de traslación en el espacio está acompañado de rotación y de vibración del cuerpo, lo que su descripción sea muy compleja.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Ejercicios Asignados para desarrollar el trabajo colaborativo de la unidad 2, correspondiente a la tarea 2 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 2- Dinámica y energía. UNIDAD No 2: Dinámica y energía. 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, 31 de octubre viernes, 4 de octubre de 2019 de 2019 Competencia a desarrollar: El estudiante aplica las leyes de movimiento de Newton y el concepto de trabajo en la resolución de ejercicios. Temáticas a desarrollar: Las leyes de movimiento y sus aplicaciones (Sin fricción), Segunda ley de Newton (fuerzas de fricción), trabajo, potencia y energía.

3. Asignación de ejercicios de la unidad 2: Tutor virtual asignado: Ejercicios asignados Nombres y apellido del estudiante Estudiante No 1 VIRLYS ALVAREZ Estudiante No 2 HERRERA AMED DANNYS Estudiante No 3 VICTOR ALEJANDRO MANJARRES Estudiante No 4 TELLYS ALEXIS PATERNINA Estudiante No 5 Estudiante No 5

Grupo No

286

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 2 de la unidad 2 “Dinámica y energía” 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 2 (Simulador) “leyes de movimiento y sus aplicaciones (Sin fricción)” Segunda ley de Newton (fuerzas de fricción) Trabajo, potencia y energía Consolidación del informe final

Fecha en la que debe ser presentado: Del 04 al 10 de octubre de 2019. Del 11 al 16 de octubre de 2019. Del 17 al 22 de octubre de 2019. Del 23 al 28 de octubre de 2019. Del 29 al 31 de octubre 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 2 de la unidad 2 “Dinámica y energía” 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 2 “Dinámica y energía: El desarrollo del ejercicio colaborativo consiste la revisión de la lectura “Segunda ley de Newton” 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 de vídeo como YouTube o similares), junto con el vídeo cada estudiante presenta la respuesta a la pregunta asignada con base en el trabajo realizado en el simulador de la universidad de colorado1 y la revisión de la lectura.

1

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

Lectura: “Segunda ley de Newton” En términos generales, la dinámica es la rama de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico con respecto a las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento (Fuerzas). El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación (Ver figura 1). Las leyes o axiomas de movimiento fueron presentadas por Isaac Newton en un capítulo introductorio a los tres libros de los Principia, las cuales son la ley de la inercia, la ley de la fuerza y la aceleración y la ley de la acción y la reacción, como se evidencia en la figura 1. En la presente lectura, nos concentraremos en una breve descripción de la segunda ley o ley de la fuerza y la aceleración.

Figura 1.Generalidades de la dinámica y las leyes de movimiento de Newton.

Cuando se ve desde un marco de referencia inercial2, la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre éste e inversamente proporcional a su masa: 𝑎 ∝ 𝐹neta

2

𝑎∝

1 𝑀

(1)

Un marco de referencia inercial es aquel en el que se cumplen las leyes de Newton.

Si se elige una constante de proporcionalidad 1, la masa inercial, aceleración y fuerza se relacionan a través del siguiente enunciado matemático conocido como la segunda ley de Newton o ley de la aceleración: 𝐹neta = 𝑀𝑎 (2) Donde la fuerza neta (𝐹neta ) es la suma vectorial de las fuerzas individuales que actúan sobre el cuerpo, siendo cada una de estas junto con la aceleración magnitudes vectoriales, es decir, magnitudes con dirección y sentido. Por lo anterior, la segunda ley de Newton usualmente, se escribe así: Σ𝐹⃗ = 𝑀𝑎⃗ (3) Cuando una fuerza (F) que se aplica a un objeto o sistema físico, esta puede cambiar el estado inicial de movimiento del sistema, o lo que es lo mismo, produce cambios en la velocidad del sistema que pueden ser en la dirección o en la magnitud de la velocidad o en ambas, siendo estos cambios en la velocidad con respecto al tiempo, lo que se conoce en física como la aceleración (𝑎⃗) del sistema. Un cuerpo que cae desde el reposo, en las cercanías de la tierra, ejemplifica cambio de magnitud de la velocidad sin alteración de la dirección. El movimiento parabólico de un proyectil ilustra el cambio en magnitud y dirección de la velocidad. El movimiento circular uniforme ilustra el cambio de la dirección solamente (Sepúlveda, 20123); en todos esos ejemplos, se dice que el sistema está acelerado. ANÁLISIS DIMENSIONAL

⃗⃗ 𝑺𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒂 𝒍𝒆𝒚 𝒅𝒆 𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏. ∑ ⃗𝑭⃗ = 𝒎 ∗ 𝒂 Cuando se encierra entre corchetes rectos las expression de una ley física, se indica que se realizará el análisis dimensional de la expresión, con la cual se busca verificar y en algunos determinar las unidades de medida de alguna cantidad física. ⃗⃗] = [𝒎. 𝒂 ⃗⃗] [𝑭 ⃗⃗] = 𝑴. [𝑭

3

𝑳 𝑻𝟐

Alonso Sepúlveda Soto. (2012). Los conceptos de la Física. Evolución histórica 3ª edición Medellín, Colombia: Universidad de

Antioquía.

Donde M (Masa), L(Longitud) y T (Tiempo) en el sistema internacional de medidas (S.I.) representan el kilogramo, el metro y el segundo respectivamente, por lo tanto, se tiene que las unidades de medida de la fuerza en el S.I. están determinadas por: ⃗⃗] = 𝒌𝒈. [𝑭

𝒎 = 𝑵 (𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏) 𝒔𝟐

Se tiene entonces que el Newton (N), es la unidad de la fuerza en el sistema internacional, en honor a Isaac Newton4 (1642-1727) Método Newtoniano Para analizar teóricamente el movimiento de un sistema mecánico desde el punto de vista de los agentes que lo producen, se aplica la metodología newtoniana; en este procedimiento es necesario tener en cuenta el siguiente procedimiento: 1. Identifique las fuerzas que actúan sobre el sistema y realice el diagrama de cuerpo libre (D.C.L.) para cada una de las masas que conforman el sistema físico, esto significa que se debe realizar un D.C.L. por cada masa del sistema. Sugerencia: se recomienda que uno de los ejes del sistema de referencia (Plano cartesiano), sea paralelo a la dirección del desplazamiento del objeto, con el fin que disminuir la extensión en los cálculos. 2. Plantear la segunda ley de Newton para cada una de las masas. NOTA: Se debe plantear la segunda ley de Newton a cada masa de manera independiente para cada eje, esto significa que, si sobre una masa actúan fuerzas sobre dos ejes diferentes, entonces, para cada eje se debe plantear la segunda ley de Newton y, por lo tanto, para esa masa se tendría dos ecuaciones de movimiento, una por cada eje. 3. Resolver el sistema de ecuaciones resultante, y finalmente interpretar los resultados. Trabajo con el simulador “Fuerzas y movimiento” En las tablas 3 y 5, se describe el proceso que debe realizar cada estudiante en el simulador “Fuerzas y movimiento” de la universidad de colorado. De los dos procesos descritos (tabla 3 y 5), solamente el proceso de la tabla 5 quedará registrado en un vídeo que posteriormente debe ser subido a internet por el estudiante y cuyo enlace debe ser incluido en la tabla 7 del presente documento. 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. Descripción del proceso:

4

Físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés (1642-1727) quien realizó significativos aportes en física mecánica, cálculo infinitesimal, luz y óptica entre otras ramas del conocimiento.

a) Ingrese al simulador, haciendo clic en el siguiente enlace: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/forces-and-motion b) Seleccione la pestaña “Introducción”. c) Ingrese al menú de la derecha y seleccione las siguientes opciones:  Diagrama de cuerpo libre “Mostrar”  Fricción “Hielo (sin fricción)  Active las opciones Fuerzas y Fuerza neta  Muros “Muelles” d) Aplique cinco diferentes fuerzas a cada uno de los objetos (archivador, cajón pequeño, perro dormido y libro) con intervalos de 100 unidades entre dos lanzamientos consecutivos desde 0 N hasta 500 N, es decir, a cada objeto se le aplican fuerzas de 100 N, 200 N, 300 N, 400 N y 500 N (En total son 25 lanzamientos, 5 objetos por 5 fuerzas aplicadas diferentes). NOTA: después de realizado cada lanzamiento coloque el objeto en la posición de 0.0 m mediante la opción posición del panel de la derecha, haga clic en borrar y realice el siguiente lanzamiento. e) Seleccione “Madera” en el recuadro de fricción y repita el proceso descrito en el literal d) f) Con base en el trabajo realizado y descrito en los literales d) y e) responda las preguntas que se le asignaron en la tabla 3. NOTA: El proceso descrito en la tabla 3 entre a) y f) no debe quedar grabado en el video, el vídeo debe ser realizado con el proceso descrito en la tabla 5 del presente documento. No Pregunta ¿Qué relaciones de orden (mayor, menor o igual que) observó entre la magnitud, 1 dirección y sentido de los vectores peso o fuerza gravitacional (Fg) y la fuerza normal (FN)? ¿Qué cambios se producen en el movimiento del objeto cuando el objeto se mueve sobre una 2 superficie sin fricción a cuando se mueve sobre otra con fricción?

Respuesta y asignación Pregunta asignada a VIRLYS ALVAREZ Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Pregunta asignada a HERRERA AMED DANNYS Cuando la superficie no tiene fricción es mucho más fácil el arrastre de cualquier objeto sin importar mucho su peso, además de esto, al variar los tipos de objeto por el mismo peso aumenta la fuerza que se necesita para poder arrástralo. Con la superficie que tiene fricción se dificulta más el arrastre con la misma fuerza, debido a la fuerza contraria que es l fricción. Además cuando llega hasta el muelle, genera una reacción en sentido contrario que hace regresar el objeto a cierta distancia.

3

4

5

¿Qué relaciones de orden (mayor, menor o igual) observó entre los vectores fuerza aplicada y fuerza neta con respecto a la magnitud, dirección y sentido de estos, cuando la superficie no tiene fricción (hielo). ¿Qué relaciones de orden (mayor, menor o igual) observó entre la fuerza aplicada y la fuerza neta con respecto a la magnitud, dirección y sentido de estas fuerzas, cuando la superficie si tiene fricción (madera). ¿Qué relaciones de orden (mayor, menor o igual) entre la fuerza aplicada, la fuerza neta y la fuerza de fricción con respecto a la magnitud, dirección y sentido de estas fuerzas, cuando la superficie si tiene fricción (madera).

Pregunta asignada a VICTOR ALEJANDRO MANJARRES Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Pregunta asignada al TELLYS ALEXIS PATERNINA Escriba aquí la respuesta a la pregunta.

Pregunta asignada al 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 https://youtu.be/ZoU1S Uso del simulador de la universidad -YdEl4 de colorado. 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.

Enlace página del recurso https://phet.colorado.edu/es /simulation/legacy/forcesand-motion 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 debe hacer cada estudiante en el simular para responder posteriormente las preguntas asignadas en la tabla 6 del presente documento. Proceso asignado a VIRLYS ALVAREZ 1. Seleccione la ventana “Gráficas” 2. En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Haga clic en la gráfica de “Posición” En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición. Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto.

9. En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera). 10.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). Proceso asignado a HERRERA AMED DANNYS 1. Seleccione la ventana “Gráficas” 2. En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 3. 4. 5. 6. 7.

Haga clic en la gráfica de “velocidad” En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición.

8. Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto. 9. En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera). 10.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). Proceso asignado a VICTOR ALEJANDRO MANJARRES 1. Seleccione la ventana “Gráficas” 2. En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Haga clic en la gráfica de “aceleración” En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición. Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto.

9. En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera). 10.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). Proceso asignado a TELLYS ALEXIS PATERNINA 1. Seleccione la ventana “Gráficas” 2. En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Haga clic en la gráfica de “Posición” En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición. Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto.

9. En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera).

10.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). Proceso asignado a Estudiante No 5 1. Seleccione la ventana “Gráficas” 2. En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Haga clic en la gráfica de “aceleración” En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición. Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto.

9. En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera). 10.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). 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 “Segunda ley de Newton” 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 VIRLYS ALVAREZ Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independiente para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 1. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 2. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 3. ¿cuál fue la distancia recorrida y el tiempo utilizado para recorrer esa distancia? Utilice los botones y para aumentar y reducir la escala de los ejes de la gráfica respectivamente. 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación Posición contra tiempo? 5. ¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de posición contra tiempo mostrada en el simulador? ¿Cuál es el comportamiento de la posición del objeto a medida que el tiempo cambia?

6. Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5. Respuesta (s): Pregunta (s) asignada (s) a HERRERA AMED DANNYS Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independiente para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 1. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? En la superficie de madera la fuerza aplicada es de 496.72 N, la fuerza de fricción -294 N. En la superficie de hielo la fuerza aplicada es de 31,045 N, la fuerza de fricción 0 N. 2. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? En la superficie de madera el valor de la fuerza neta es de 202,72 N. En la superficie de hielo el valor de la fuerza neta es de 31,045 N. Este valor se obtiene restando la fuerza aplicada y la fuerza de fricción en la superficie de madera. En la superficie de hielo la fuerza neta es igual a la fuerza aplicada, 31,045 N, ya que no hubo fuerza de fricción. 3. Determine la pendiente de la gráfica de velocidad contra tiempo. Utilice los botones y

para aumentar y reducir la escala de los ejes de la gráfica respectivamente.

La pendiente de la gráfica de velocidad contra tiempo representa la aceleración del objeto en una recta lineal, en la superficie de madera. La pendiente de la gráfica de la velocidad contra tiempo en la superficie de hielo tiene una inclinación lineal respecto respecto a la horizontal como la gráfica. 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación velocidad contra tiempo? Para ambos casos sobre la superficie es lineal. 5. ¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de velocidad contra tiempo mostrada en el simulador? ¿Cuál es el comportamiento de la velocidad del objeto a medida que el tiempo cambia? El tipo de movimiento es MUA, movimiento uniforme acelerado, es aquel movimiento donde un cuerpo parte de reposo con una velocidad inicial y su aceleración puede ser constante, o puede disminuir a medida de su tiempo. 6. Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5. Partiendo de que todo el proceso realizado y de las respuestas plasmadas en física la fuerza es una magnitud vectorial que puede ser medible, por lo que se necesita intensidad, una dirección y un sentido, además es necesario un punto de aplicación de dicha fuerza. Respuesta(s): Pregunta (s) asignada (s) a VICTOR ALEJANDRO MANJARRES

Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independie nte para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 1. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 2. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 3. ¿Cuál es el valor de la aceleración del objeto? Sugerencia: revise el recuadro en la parte izquierda del simulador donde se registra el valor de la aceleración. 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación velocidad contra tiempo? 5. ¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de aceleración contra tiempo mostrada en el simulador? 6. Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5. Respuesta (s): Pregunta (s) asignada (s) a TELLYS ALEXIS PATERNINA Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independiente para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 1. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 2. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 3. ¿cuál fue la distancia recorrida y el tiempo utilizado para recorrer esa distancia? Utilice los botones y para aumentar y reducir la escala de los ejes de la gráfica respectivamente. 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación Posición contra tiempo? 5. ¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de posición contra tiempo mostrada en el simulador? ¿Cuál es el comportamiento de la posición del objeto a medida que el tiempo cambia? 6. Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5. Respuesta: Pregunta (s) asignada (s) a Estudiante No 5 Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independiente para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 1. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 2. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 3. Determine la pendiente de la gráfica de velocidad contra tiempo. Utilice los botones y para aumentar y reducir la escala de los ejes de la gráfica respectivamente. 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación velocidad contra tiempo? 5. ¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de velocidad contra tiempo mostrada en el simulador? ¿Cuál es el comportamiento de la velocidad del objeto a medida que el tiempo cambia?

6. Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5. 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: VIRLYS ALVAREZ HERRERA AMED DANNYS VICTOR ALEJANDRO MANJARRES TELLYS ALEXIS PATERNINA Estudiante No 5

Enlace de grabación del vídeo:

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

Ejercicios individuales asignados de la unidad 2 “Dinámica y energía: A continuación, se presenta la lista de ejercicios individuales asignados a cada estudiante: Ejercicios Asignados a VIRLYS ALVAREZ (estudiante No 1) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 1) VIRLYS ALVAREZ En una superficie plana y horizontal de un terreno desolado en el polo norte (sin fricción con el hielo) se colocó un cilindro sólido el 2 de diciembre 2016. El 2 de agosto de 2018, se aprecia que la lata se encuentra ahora a 2,00 x 103 metros de la posición original. Sabiendo que la masa de la lata es de 131 libras, un estudiante desea estimar la fuerza del viento. A. ¿Cuál fue la fuerza promedio en Newton del viento durante el tiempo que duró el experimento? B. ¿Qué inclinación debiera tener el suelo para que sólo la inclinación de éste produjera sobre la lata esta misma fuerza? C. ¿Es válida la conclusión del estudiante, de que el movimiento nos permite estimar la fuerza promedio del viento? Justifique. 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 leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. B. C. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 1) VIRLYS ALVAREZ Un disco volador (frisbee) está colocado sobre el mantel que cubre una mesa; el centro del mantel está a 2,20 m del borde de la mesa. El mantel se jala repentinamente en forma horizontal con una aceleración constante de 10,5 m/s2 de tal forma que el frisbee desliza sobre el mantel. El coeficiente de fricción cinético entre el mantel y el disco volador (frisbee) es 5,50.

Figura 2 Representación esquemática de disco sobre mantel y a su vez sobre la mesa.

Determinar cuando el extremo del mantel pasa bajo el centro del disco volador (frisbee): A. Diagrama de cuerpo libre sobre el disco volador frisbee B. La aceleración del disco volador (frisbee). C. La velocidad del disco volador (frisbee). D. La distancia del disco volador (frisbee) al borde de la mesa. 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 Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. B. C. D. Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 1) GRUPO No 286 VIRLYS ALVAREZ En una fábrica de ataúdes en su proceso de preparación se requiere pasarlos por diferentes espacios, para el proceso de embarque y embalaje se deja deslizar cada uno por una plancha inclinada de 37,0 grados, cuya longitud es de 3,80 metros, donde el peso promedio de cada ataúd es de 118 Newton y la fuerza de rozamiento es de 6,30 N. Calcular: A. El trabajo realizado por la fuerza normal B. El trabajo realizado por el peso C. El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento 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 Trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía: A. B. C. Ejercicios Asignados a HERRERA AMED DANNYS (estudiante No 2) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No: # (Estudiante No 2) HERRERA AMED DANNYS Cuatro bloques (A, B, C y D) se colocan en uno encima del otro, en orden y en reposo (A está debajo de los bloques y D está en la parte más alta de estos). Si la masa de A es 2,00 veces la de B, y la masa de B es igual a la de C y D. A. Realice diagrama de cuerpo libre para cada bloque. B. ¿Cuáles son los valores de las normales (fuerzas de contacto) experimentadas por cada bloque, en función de la masa de A? C. Verifique los pares acción/reacción. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio. La tercera ley de newton enunciada algunas veces “para cada acción existe una reacción igual y opuesta”. En términos más explícitos: la tercera ley de newton expone que por cada fuerza que actúa

Usaremos la condición de Diagrama de cuerpo libre equilibrios en un cuerpo. BLOQUE A D C B

∑ 𝑭𝒚 = 0

Un cuerpo está en reposo cuando soporta las

A

sobre un cuerpo, este acciones de tres fuerzas realiza una fuerza de igual recurrentes que se anulan. intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la NB produjo. En pocas A 3CM palabras, las fuerzas siempre se representan en NA pares de igual magnitud, sentido opuesto y están Diagrama de cuerpo libre de cada situadas sobre la misma bloque. Recordamos que la masa recta. del bloque A es 3 veces más de los Dicho de otra forma, las demás bloques, las masas de un fueras siempre se presentan en pares igual bloque es m, por lo tanto, la masa magnitud, sentido opuesto del bloque A es de 3cm= m y están situadas sobre la misma recta. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE BLOQUE B

NC

M

NB

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

ND

M

NC

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE D M

ND

CALCULAMOS LAS NORMALES CORRESPONDIENTES A CADA BLQOUE BLOQUE D ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒚 = 𝟎 𝑵𝑫 − 𝒎 = 𝟎 𝑴 𝑵𝑫 = 𝒎 = 𝟑 BLOQUE C ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒚 = 𝟎 𝑵𝑪 − 𝑵𝑫 − 𝒎 = 𝟎 𝑵𝑪 = 𝑵𝑫 + 𝒎 𝑵𝑪 = 𝒎 + 𝒎 = 𝟐𝒎 = BLOQUE B

𝟐 𝑴 𝟑

∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒚 = 𝟎 𝑵𝑩 − 𝑵𝑪 − 𝒎 = 𝟎 𝑵𝑩 = 𝑵𝑪 + 𝒎 𝑵𝑩 = 𝟐𝒎 + 𝒎 = 𝟑𝒎 = 𝑴 BLOQUE A ⃗⃗⃗⃗⃗𝒚 = 𝟎 ∑𝑭 𝑵𝑨 − 𝑵𝑩 − 𝑴 = 𝟎 𝑵𝑨 = 𝑵𝑩 + 𝑴 𝑵𝑨 = 𝑴 + 𝑴 = 𝟐𝑴 Desarrollo del ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. 2M B. M 𝟐 C. 𝑴 𝟑 Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No: # (Estudiante No 2) HERRERA AMED DANNYS La imagen presenta dos masas m1= 3,40 x 103 gr y m2 = 5,36 x 103 gr unidas por una cuerda que pasa por una polea sin fricción y masa despreciable, la masa m1 se encuentra sobre una superficie rugosa. Realice un diagrama de fuerzas para cada masa. A. Exprese la aceleración del sistema en términos de las masas y el coeficiente de fricción cinética 𝜇𝑘 . B. Halle el valor de la aceleración y tome a 𝜇𝑘 = 0.230 C. Si el bloque m1 se encuentra a una distancia x=0,850 m. ¿Cuánto tardará en llegar a la esquina de la mesa? D. ¿Cuál debería ser la masa mínima de m1 para que el sistema quede en reposo? Asuma el coeficiente de fricción estática como 𝜇𝑠 = 0.230

Figura 3. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción; 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.

La segunda ley del movimiento de Newton dice “cuando se aplica una fuerza un objeto, este se acelera. Dicha aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve”. Esta ley explica que ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificara el estado de movimiento, cambiando la velocidad en modulo o dirección. Para concluir, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; quiere decir que las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

Para este ejercicio Punto A usaremos las siguientes formulas. ⃗⃗ = 𝒎𝒂 ∑𝑭 𝑭𝒓 = µ𝑵 𝒅 𝒂= 𝟐 𝒕

∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒙 = 𝒎𝟏 𝒂 𝑻𝟏 − 𝑭𝒓 = 𝒎𝟏 𝒂 Reemplazamos la fricción por el coeficiente y la normal. 𝑻𝟏 − µ𝑵 = 𝒎𝟏 𝒂 Y por sumatoria de fuerzas en el eje y, se tiene el valor de la normal. ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒚 = 𝟎 𝒎𝟏 𝒈 − 𝑵 = 𝟎 𝑵 = 𝒎𝟏 𝒈

Entonces 𝑻𝟏 − µ𝒎𝟏 𝒈 = 𝒎𝟏 𝒂 Despejamos T1 para relacionarla con el resto del sistema. 𝑻𝟏 = µ𝒎𝟏 𝒈 + 𝒎𝟏 𝒂 Para el cuerpo 2 ⃗⃗⃗⃗⃗𝒙 = 𝒎𝟐 𝒂 ∑𝑭 𝒎𝟐 𝒈 − 𝑻𝟐 = 𝒎𝟐 𝒂 𝑻𝟐 = 𝒎𝟐 𝒈 − 𝒎𝟐 𝒂 La relación entre ambos cuerpos es la tensión en la cuerda, por tanto, T1 y T2 son

iguales. Igualamos las formulas y despejamos la aceleración. 𝑻𝟏 = 𝑻𝟐 µ𝒎𝟏 𝒈 + 𝒎𝟏 𝒂 = 𝒎𝟐 𝒈 − 𝒎𝟐 𝒂 𝒎𝟏 𝒂 + 𝒎𝟐 𝒂 = 𝒎𝟐 𝒈 − µ𝒎𝟏 𝒈 𝒂(𝒎𝟏 + 𝒎𝟐 ) = 𝒎𝟐 𝒈 − µ𝒎𝟏 𝒈 𝒎𝟐 𝒈 − µ𝒎𝟏 𝒈 𝒂= (𝒎𝟏 + 𝒎𝟐 ) (𝒎𝟐 − µ𝒎𝟏 ) 𝒈 𝒂= (𝒎𝟏 + 𝒎𝟐 ) Punto B Reemplazamos los valores en la ecuación de aceleración del punto anterior. Recordamos pasar los gr a Kg para trabajar en las mismas unidades. 𝒂 =

(𝟓. 𝟎𝟔)(𝟗. 𝟖𝟏) − (𝟎. 𝟐𝟑𝟎)(𝟐. 𝟓𝟎)(𝟗. 𝟖𝟏) [(𝟐. 𝟓𝟎) + (𝟓. 𝟎𝟔)] 𝒂=

𝟓. 𝟖𝟐 𝒌𝒈 ∗ 𝒎⁄ 𝒔𝟐

Punto C La aceleración es constante, por tanto, usamos la formula y despejamos el tiempo. 𝒅 𝒕𝟐 𝒅 𝒕𝟐 = 𝒂 𝒂=

𝒅 𝒕=√ 𝒂 𝟎. 𝟕𝟓𝟑 𝒕=√ = 𝟎. 𝟑𝟓𝟗 𝒔𝒆𝒈 𝟓. 𝟖𝟐

Punto D Como el sistema queda en reposo, la sumatoria de fuerzas en el eje X para el cuerpo 1 es cero y para el cuerpo 2 la sumatoria de fuerzas en el eje Y también es cero. Para cuerpo 2 ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒚 = 𝟎 = 𝒎𝟐 𝒈 − 𝑻𝟐 𝒎𝟐 𝒈 = 𝑻𝟐 Para cuerpo 1 ⃗⃗⃗⃗⃗𝒙 = 𝟎 = 𝑻𝟏 − 𝑭𝒓 ∑𝑭 𝑻𝟏 = 𝑭𝒓 𝑻𝟏 = µ𝑵 = µ𝒎𝟏 𝒈 Sabemos que la tensión es la misma en toda la cuerda por tanto T1 y T2 son iguales. 𝑻𝟏 = 𝑻𝟐 µ𝒎𝟏 𝒈 = 𝒎𝟐 𝒈 se cancelan la gravedad 𝒎𝟐 𝟓. 𝟎𝟔 𝒎𝟏 = = = 𝟐𝟐 𝑲𝒈 µ 𝟎. 𝟐𝟑 Desarrollo del ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta

Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. 𝐚 es importante la conversión de unidades para no obtener (𝐦𝟐 − µ𝐦𝟏 ) 𝐠 resultados con dimensiones absurdas. = (𝐦𝟏 + 𝐦𝟐 ) B. 𝐚 = 𝟓. 𝟖𝟐 𝐦⁄ 𝟐 𝐬 𝟎. 𝟑𝟓𝟗 𝐬𝐞𝐠 C.

D.

0.359 𝑠𝑒𝑔

Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 2) GRUPO No 286 HERRERA AMED DANNYS Con una fuerza 142 N se requiere desplazar una caja de 20,0 kg por una sección sin fricción (x_1) y la otra con fricción (x_2), como se muestra en la figura. Cada una de las secciones tiene una longitud de 9,00 metros. Encuentre potencia que se obtiene cuando: A. La caja es arrastrada aplicando fricción. B. La caja es arrastrada aplicando fricción. C. La caja es arrastrada aplicando X en la superficie sin fricción. D. La caja es arrastrada aplicando X en la superficie con fricción.

una fuerza paralela al eje X en la superficie sin una fuerza paralela al eje X en la superficie con una fuerza con un ángulo de 35 grados respecto al eje una fuerza con un ángulo de 35 grados respecto al eje

Figura 4. Ejercicio Trabajo, potencia y energía; 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. Las fórmulas que usaremos para el desarrollo de esta actividad son las siguientes: ∑ ⃗𝑭⃗ = 𝒎𝒂 𝒂= Trabajo:

𝒅 𝒕𝟐

𝑻 = 𝑭𝒅

Para los tramos con fricción tomaremos un coeficiente de fricción de 0.35. A. 𝑭 = 𝒎𝒂 𝑭 𝟏𝟒𝟐 𝒎 𝒂= = = 𝟒. 𝟕𝟑 𝟐 𝒎 𝟑𝟎 𝒔 𝒅 𝒂= 𝟐 𝒕 𝒅 𝒕𝟐 = 𝒂

Y sus unidades son joule Potencia: 𝑻 𝒕 Y sus unidades son watts 𝑷=

𝒅 𝟗 𝒕=√ =√ = 𝟏. 𝟑𝟖 𝒔𝒆𝒈 𝒂 𝟒. 𝟕𝟑 𝑻 = 𝑭𝒅 = 𝟏𝟒𝟐 ∗ 𝟗 = 𝟏𝟐𝟕𝟖 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆 𝑻 𝟏𝟐𝟕𝟖 𝑷= = = 𝟗𝟐𝟔. 𝟎𝟖 𝒘𝒂𝒕𝒕𝒔 𝒕 𝟏. 𝟑𝟖 B. con fricción 𝑭 = 𝒎𝒂 𝑭 − µ𝑵 = 𝒎𝒂 𝑭 − µ𝑵 𝟏𝟒𝟐 − (𝟎. 𝟑𝟓)(𝟑𝟎) 𝒎 =𝒂= = 𝟒. 𝟑𝟖𝟑 𝟐 𝒎 𝟑𝟎 𝒔 𝒅 𝒂= 𝟐 𝒕 𝒅 𝒕𝟐 = 𝒂 𝒅 𝟗 𝒕=√ =√ = 𝟏. 𝟒𝟑 𝒔𝒆𝒈 𝒂 𝟒. 𝟑𝟖𝟑 𝑻 = 𝑭𝒅 = 𝟏𝟒𝟐 ∗ 𝟗 = 𝟏𝟐𝟕𝟖 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆 𝑻 𝟏𝟐𝟕𝟖 𝑷= = = 𝟖𝟗𝟑. 𝟕𝟎 𝒘𝒂𝒕𝒕𝒔 𝒕 𝟏. 𝟒𝟑 C. realizamos la proyección de la fuerza para calcular la componente en X, con una descomposición vectorial. 𝑭𝒙 = 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 = 𝟏𝟒𝟐 ∗ 𝐜𝐨𝐬 (𝟑𝟓 ∗

𝝅 ) = 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 𝑵 𝟏𝟖𝟎

𝑭𝒙 = 𝒎𝒂 𝑭𝒙 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 𝒎 𝒂= = = 𝟑. 𝟖𝟕𝟕 𝟐 𝒎 𝟑𝟎 𝒔 𝒅 𝒂= 𝟐 𝒕 𝒅 𝒕𝟐 = 𝒂 𝒅 𝟗 𝒕=√ =√ = 𝟏. 𝟓𝟐𝟑𝟔 𝒔𝒆𝒈 𝒂 𝟑. 𝟖𝟕𝟕 𝑻 = 𝑭𝒙 𝒅 = 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 ∗ 𝟗 = 𝟏𝟎𝟒𝟑. 𝟕𝟗 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆 𝑻 𝟏𝟎𝟒𝟑. 𝟕𝟗 𝑷= = = 𝟔𝟖𝟕. 𝟎𝟓 𝒘𝒂𝒕𝒕𝒔 𝒕 𝟏. 𝟓𝟐𝟑𝟔

D. realizamos la proyección de la fuerza para calcular la componente en X, con una descomposición vectorial. 𝑭𝒙 = 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 = 𝟏𝟒𝟐 ∗ 𝐜𝐨𝐬 (𝟑𝟓 ∗

𝝅 ) = 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 𝑵 𝟏𝟖𝟎

𝑭𝒙 = 𝒎𝒂 𝑭𝒙 − µ𝑵 = 𝒎𝒂 𝑭𝒙 − µ𝑵 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 − (𝟎. 𝟑𝟓)(𝟑𝟎) 𝒎 =𝒂= = 𝟑. 𝟓𝟐𝟕 𝟐 𝒎 𝟑𝟎 𝒔 𝒅 𝒕𝟐 𝒅 𝒕𝟐 = 𝒂 𝒂=

𝒅 𝟗 𝒕=√ =√ = 𝟏. 𝟓𝟗𝟕𝟒 𝒔𝒆𝒈 𝒂 𝟑. 𝟓𝟐𝟕 𝑻 = 𝑭𝒙 𝒅 = 𝟏𝟏𝟔. 𝟑𝟏 ∗ 𝟗 = 𝟏𝟎𝟒𝟑. 𝟕𝟗 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆 𝑻 𝟏𝟎𝟒𝟑. 𝟕𝟗 𝑷= = = 𝟔𝟓𝟑. 𝟒𝟑 𝒘𝒂𝒕𝒕𝒔 𝒕 𝟏. 𝟓𝟐𝟑𝟔

Desarrollo del ejercicio Trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta A. B. C. D.

Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía: 𝟗𝟐𝟔. 𝟎𝟖 𝐰𝐚𝐭𝐭𝐬 El trabajo ejercido no depende de la fricción de la superficie. 𝟖𝟗𝟑. 𝟕𝟎 𝐰𝐚𝐭𝐭𝐬 La potencia disminuye cuando aumenta la fricción. La inclinación de la aplicación de la fuerza provoca que disminuya la fuerza ejercida en el eje X. 𝟔𝟖𝟕. 𝟎𝟓 𝐰𝐚𝐭𝐭𝐬 𝟔𝟓𝟑. 𝟒𝟑 𝐰𝐚𝐭𝐭𝐬

Ejercicios Asignados a “Estudiante No 3” (Estudiante No 3) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 3)

VICTOR ALEJANDRO MANJARRES En los juegos Olímpicos de Invierno del pasado 9 de febrero de 2018 celebrados en Corea del Sur, en el condado surcoreano Pyeongchang ubicado en las montañas de Taebaek, un campeón de Snowboard participa compitiendo en representación de su país por la medalla Olímpica.

Figura 5. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-; Estudiante No 3.

El deportista quien posee una (masa de 75,0 kg y una estatura de 1,68 m) se desliza por la nieve sobre su tabla por una pendiente con un ángulo de 23,0 Grados (°) con respecto a la horizontal [Fig. 1 a, b, c, d]. Si ignoramos la fricción, A. ¿Cuál es la aceleración de este deportista extremo? 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 leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 3) VICTOR ALEJANDRO MANJARRES Un bloque de 2,60 kg (m1) masa se apoya sobre un segundo bloque de masa 5,30 kg (m2) que a su vez descansa sobre una mesa horizontal sin rozamiento, como se muestra en la figura. Al mover los dos bloques se aplica una fuerza F al bloque inferior, como se muestra en la figura.

Figura 6. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- Estudiante No 3.

Los coeficientes de fricción estática y cinética entre los bloques son μs = 0,120 y μk = 0,310. Con base en la anterior información: A. Presente los diagramas de cuerpo libre de cada bloque. B. ¿Cuál es el valor máximo de F para el cual los bloques no deslizan uno sobre el otro? C. ¿Cuál es la aceleración de cada bloque cuando F supera este valor? 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 Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. B. C. Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 3) GRUPO No 286 VICTOR ALEJANDRO MANJARRES Un automóvil va a ser llevado a los patios por estar mal estacionado, el automóvil será transportado por una grúa remolque. Para esto el auto se amarra a la grúa usando una cuerda que hace 21,0° con la horizontal (como se muestra en la figura 6.b). El auto tiene una masa de 940 kg. Si la grúa está remolcando el auto a una velocidad constante, calcule: A. el trabajo realizado por la fuerza de tensión para mover el auto una distancia horizontal de 5,40 metros.

Figura 7. Ejercicio Trabajo, potencia y energía; 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 Trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía: A. Ejercicios Asignados a “Estudiante No 4” (Estudiante No 4) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 4) TELLYS ALEXIS PATERNINA Una motocicleta de masa 170 kg N, viaja a 20,0 m/s, de repente frena y se desliza durante 26,0 m hasta que se detiene. Determine la fuerza que se genera en el punto de acople A (Ver la figura), y la fuerza de frenado entre las llantas de la motocicleta y el asfalto durante el tiempo de frenado. Asuma que la masa del mini remolque es 52,0 kg. Para solucionar el ejercicio debe dibujar el diagrama de cuerpo de libre de cada objeto.

Figura 8. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- ;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 leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 4) TELLYS ALEXIS PATERNINA Un sistema de tres masas como el que se muestra en la figura se utiliza como dispositivo para determinar el coeficiente de fricción cinético entre la masa y la superficie horizontal.

Figura 9.Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-; estudiante No 4.

Con base en la anterior información: A. Realice el diagrama de cuerpo libre para cada una de las masas. B. Determine el valor del coeficiente de fricción cinético entre la superficie horizontal y la masa m2, teniendo en cuenta que los valores de las masas m1, m2 y m3 son de 1,50 kg, 2,30 kg y 8,00 kg respectivamente y la aceleración del sistema es de 3,14 m/s². C. Determine el valor de las tensiones de las dos cuerdas. NOTA: En todos los cálculos se asume que no hay fricción en las poleas y que la cuerda es inextensible.

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 Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. B. Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 4) GRUPO No 286 TELLYS ALEXIS PATERNINA Durante un entrenamiento un deportista que tiene una masa corporal de 69,0 kg, se sube a una báscula de funcionamiento mecánico que utiliza un resorte rígido. En equilibrio, el resorte se comprime 1,39 cm bajo su peso. Con base en la anterior información determine: A. la constante de elasticidad del resorte y B. el trabajo total efectuado sobre él durante la compresión. 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 Trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía: A. B. Ejercicios Asignados a “Estudiante No 5” (Estudiante No 5) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 5) Estudiante No 5 El tren cañero mostrado en la figura arrastra 3 vagones, cada uno de los vagones con la carga incluida tiene una masa de 21,0 x 103 kilogramos (kg) por vagón, la cabina del tracto camión tiene una masa de 12,0 x 103 kilogramos, el acople de los vagones se realiza en forma articulada con un sistema pasador y guarda (asuma como si fuera una tensión). Cuando el tren está arrancando acelera a 20,0 m/s2, calcular: A. El valor de la fuerza total que hace el motor. B. El valor de las tensiones en el orden de las articulaciones que unen la cabina al primer vagón y así sucesivamente, no considere fuerzas de fricción.

Figura 10. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- ; 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 leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. B. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 5) Estudiante No 5 Una de las teorías más probables de cómo fue la construcción de las pirámides de Egipto, es la que explica que transportaban bloques de piedra caliza que se ataban a una cuerda a manera de trineo arrastrándola por zonas donde previamente se había humedecido la arena para permitir mejor deslizamiento. Consideremos un bloque de piedra de 1,75 x 103 kilogramos arrastrado por 8 hombres que halaban con una fuerza de 272 Newton (N) cada uno. Hallar la fuerza de fricción que debían vencer los hombres para llevar el bloque con velocidad constante, cuando: A. El transporte de la carga era en terreno liso. B. Los hombres arrastraban el bloque a través de una rampa inclinada a 10,0°.

Figura 11. Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- ; 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 Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. B. Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 5) GRUPO No 286 Estudiante No 5 El esquema de una montaña rusa simple se observa en la figura, donde un vagón parte desde una altura inicial ℎ1 =48,0 m y se llega a una altura final ℎ𝑓 = 0m. La energía potencial a la altura ℎ2 es 78,0 J; con base en la anterior información: A. Determinar la energía potencial en la altura inicial ℎ1 y la altura ℎ2 , asumiendo que el vagón tiene un peso de 455 kg.

B. Si al vagón, se suben 4 personas, cada una con un peso promedio de 70 kg. ¿Cuánto es el valor de la energía potencial en la altura inicial? C. ¿Al final del recorrido, que tipo de energía adquiere el vagón? ¿Qué pasa cuando se aumenta la masa en el sistema?

Figura 12. Ejercicio Trabajo, potencia y energía; 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 Trabajo, potencia y energía:

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía: A. B. C.

Conclusiones del grupo No

286

Cada estudiante registra en la siguiente tabla una conclusión del trabajo realizado:

Estudiante No 1 Conclusión:

VIRLYS ALVAREZ

Estudiante No 2 HERRERA AMED DANNYS  Conclusión: 

Se logró analizar que la primera ley de newton explica que le sucede a un

objeto cuando la resultante de todas las fuerzas externas sobre él es “nula” 

Física general es un curso de formación que brinda las bases y herramientas al

universitario y lo prepara para su proceso académico, aportando en el proceso profesional y de la vida diaria. 

Se logró entender cada uno de los temas que estaban plasmados en cada uno

de los ejercicios, son muy importantes que se puede evidenciar los factores que influyen a la hora de realizar la actividad y analizarlo desde el punto de vista de la física.

Estudiante No 3 Conclusión:

VICTOR ALEJANDRO MANJARRES

Estudiante No 4 Conclusión:

TELLYS ALEXIS PATERNINA

Estudiante No 5 Conclusión:

Estudiante No 5

Referencias bibliográficas del grupo No

286

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

VIRLYS ALVAREZ

Referencia bibliográfica: Estudiante No 2 HERRERA AMED DANNYS Referencia bibliográfica:

 







Bauer, W. & Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2053/?il=700 Benitez, E. (2018). Tipos de Fuerzas y segunda ley de Newton. [Archivo de video]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/19454 Pérez, M. H. (2014). Física 1 (2a. ed.). México, D.F., MX: Larousse Grupo Editorial Patria. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action ?ppg=35&docID=11038646&tm=1457644267679 Trenzado, D. J. L. (2014). Física. Las Palmas de Gran Canaria, ES: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Servicio de Publicaciones y Difusión Científica. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action ?ppg=1&docID=11013443&tm=1457644521225

Estudiante No 3 VICTOR ALEJANDRO MANJARRES Referencia bibliográfica: Estudiante No 4 TELLYS ALEXIS PATERNINA Referencia bibliográfica: Estudiante No 5 Estudiante No 5 Referencia bibliográfica:

Anexo trabajo de compañero tellys Paternina

Trabajo con el simulador “Fuerzas y movimiento” En las tablas 3 y 5, se describe el proceso que debe realizar cada estudiante en el simulador “Fuerzas y movimiento” de la universidad de colorado. De los dos procesos descritos (tabla 3 y 5), solamente el proceso de la tabla 5 quedará registrado en un vídeo que posteriormente debe ser subido a internet por el estudiante y cuyo enlace debe ser incluido en la tabla 7 del presente documento. 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. Descripción del proceso: g) Ingrese al simulador, haciendo clic en el siguiente enlace: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/forces-and-motion h) Seleccione la pestaña “Introducción”. i) Ingrese al menú de la derecha y seleccione las siguientes opciones:  Diagrama de cuerpo libre “Mostrar”  Fricción “Hielo (sin fricción)  Active las opciones Fuerzas y Fuerza neta  Muros “Muelles” j) Aplique cinco diferentes fuerzas a cada uno de los objetos (archivador, cajón pequeño, perro dormido y libro) con intervalos de 100 unidades entre dos lanzamientos consecutivos desde 0 N hasta 500 N, es decir, a cada objeto se le aplican fuerzas de 100 N, 200 N, 300 N, 400 N y 500 N (En total son 25 lanzamientos, 5 objetos por 5 fuerzas aplicadas diferentes). NOTA: después de realizado cada lanzamiento coloque el objeto en la posición de 0.0 m mediante la opción posición del panel de la derecha, haga clic en borrar y realice el siguiente lanzamiento. k) Seleccione “Madera” en el recuadro de fricción y repita el proceso descrito en el literal d) l) Con base en el trabajo realizado y descrito en los literales d) y e) responda las preguntas que se le asignaron en la tabla 3. NOTA: El proceso descrito en la tabla 3 entre a) y f) no debe quedar grabado en el video, el vídeo debe ser realizado con el proceso descrito en la tabla 5 del presente documento.

4

¿Qué relaciones de orden (mayor, menor o igual) observó entre la fuerza aplicada y la fuerza neta con respecto a la magnitud,

Pregunta asignada al TELLYS ALEXIS PATERNINA La fuerza aplicada debe ser mayor a la fuerza de fricción para que la fuerza neta tenga la misma dirección de la fuerza aplicada, cuando la fuerza aplicada No sobre pasa a la fuerza

dirección y sentido de de fricción el objeto no se mueve, también se pudo observar estas fuerzas, cuando la que entre mayor sea el objeto mayor será la fuerza de fricción. superficie si tiene fricción (madera)? Tabla 8. Respuestas a las preguntas asignadas- Simulador Fuerzas y movimiento.

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 debe hacer cada estudiante en el simular para responder posteriormente las preguntas asignadas en la tabla 6 del presente documento.

Proceso asignado a TELLYS ALEXIS PATERNINA 11.Seleccione la ventana “Gráficas” 12.En la opción “Elige objeto” seleccione el Cajón pequeño. 13.Haga clic en la gráfica de “Posición” 14.En el recuadro “Vectores” active las opciones de Fuerza y Fuerza Neta”. 15.Haga clic en la opción “playback y coloque el movimiento en lento. 16.Por defecto en el recuadro “Fricción” aparece la superficie con madera, déjelo así. 17.Coloque la posición del objeto en -6.0 m, para ello digite “-6” en el recuadro de la posición. 18.Con el mouse incremente el valor de la fuerza aplicada hasta que el vector Fuerza neta (Color verde) sea levemente visible en el diagrama de fuerzas que aparece sobre el objeto.

19.En el recuadro inferior seleccione “GRAB”, inicie el lanzamiento y deténgalo antes de que el objeto golpee el muro y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie con fricción (Madera). 20.Haga clic en el botón “Reiniciar todo” ; después en el recuadro “Fricción” seleccione la opción “Hielo (sin fricción), repita los procesos de los numerales 2 al 9 y responda las preguntas formuladas para el caso de superficie sin fricción (hielo). Tabla 9. Proceso asignado a cada estudiante en el simulador.

Con base en el trabajo realizado en el simulador y la revisión de la lectura “Segunda ley de Newton” 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 TELLYS ALEXIS PATERNINA Las preguntas 1 a la 4 se responde de manera independiente para la superficie de madera y para la superficie de hielo. 7. ¿Cuáles son los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 8. ¿cuál el valor de la fuerza neta y como se obtiene este valor a partir de los valores de la fuerza aplicada y la fuerza de fricción? 9. ¿cuál fue la distancia recorrida y el tiempo utilizado para recorrer esa distancia? Utilice los botones y para aumentar y reducir la escala de los ejes de la gráfica respectivamente. 10.¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en la relación Posición contra tiempo? 11.¿Qué tipo de movimiento representa la gráfica de posición contra tiempo mostrada en el simulador? ¿Cuál es el comportamiento de la posición del objeto a medida que el tiempo cambia? 12.Presente dos conclusiones con respecto a los resultados obtenidos en las preguntas 1 a la 5.

Respuesta: Ejercicio con superficie de madera 1. La fuerza aplicada es de 625.867 N La fuerza de fricción es de -294 N 2. La fuerza neta es de 331.867 N

3. 4. 5. 6.

La fuerza neta se da del resultado de la suma de la fuerza aplicada + la fuerza de fricción. Que este caso se resta la fuerza de fricción ya que es negativa. El tiempo es de 2.75 s y la distancia es de 5.54 m Es una semi parábola y es dependiente ya que cuando aumenta el tiempo aumenta la distancia, ósea que la posición depende del tiempo. – Es un movimiento uniforme acelerado. – A medida que el tiempo aumenta la posición del objeto aumenta. Conclusiones - Cuando aumenta el tiempo aumenta la distancia - La fuerza neta equivale de la fuerza aplicada menos la fuerza de fricción que va en sentido contrario.

Ejercicio con superficie de Hielo 1. La fuerza aplicada es de 170.087 N La fuerza de fricción es de 0 N 2. La fuerza neta es de 170.087 N La fuerza neta se da del resultado de la suma de la fuerza aplicada + la fuerza de fricción. Que este caso no tiene fuerza de fricción es 0 y la fuerza neta equivale al mismo valor de la fuerza aplicada. 3. El tiempo es de 3.7 s y la distancia es de 6.23 m 4. Es una semi parábola y es dependiente ya que cuando aumenta el tiempo aumenta la distancia, ósea que la posición depende del tiempo. 5. – Es un movimiento uniforme acelerado. – A medida que el tiempo aumenta la posición del objeto aumenta. 6. Conclusiones - Cuando aumenta el tiempo aumenta la distancia - Al no haber fuerza de fricción la fuerza aplicada va a hacer lo mismo que la fuerza neta. Tabla 10. 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: VIRLYS ALVAREZ

Enlace de grabación del vídeo:

HERRERA AMED DANNYS VICTOR ALEJANDRO MANJARRES TELLYS ALEXIS PATERNINA Estudiante No 5

https://youtu.be/hNz4yEftHrY

Tabla 11. Enlace de grabación del vídeo del trabajo colaborativo.

Ejercicios individuales asignados de la unidad 2 “Dinámica y energía: A continuación, se presenta la lista de ejercicios individuales asignados a cada estudiante: Ejercicios Asignados a “Estudiante No 4” (Estudiante No 4) Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 4) TELLYS ALEXIS PATERNINA Una motocicleta de masa 170 kg N, viaja a 20,0 m/s, de repente frena y se desliza durante 26,0 m hasta que se detiene. Determine la fuerza que se genera en el punto de acople A (Ver la figura), y la fuerza de frenado entre las llantas de la motocicleta y el asfalto durante el tiempo de frenado. Asuma que la masa del mini remolque es 52,0 kg. Para solucionar el ejercicio debe dibujar el diagrama de cuerpo de libre de cada objeto.

Figura 13. Ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- ;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. Segunda ley de Newton: Movimiento rectilíneo Fuerza es igual a masa por uniforme acelerado: Velocidad aceleración. final al cuadrado es igual a la velocidad inicial al cuadrado mas dos veces la aceleración por el desplazamiento recorrido.

Desarrollo del ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-:

Datos: m1(motocicleta)= 170 kg , Vm= 20 m/seg, d= 26 m , Vf = 0 m/seg, m2(mini remolque) = 52 kg La aceleración es: Vf² = Vi² +2ad, Vf= 0 a = -Vi²/2d a =(- 20m/seg)²/2*26 a = 7,69 m/seg² Fuerza de frenado de las llantas: F = (m1+m2)a F = (170kg+52 kg) * -7,69m/seg² F = 1707,18 N Fuerza de acople: F = m*a F = 52kg * 7,69 m/seg² F = 399.88 N

Pregunta Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio leyes de movimiento y sus aplicaciones Sin fricción-: A. 399.88 N Para este caso la velocidad final es igual a cero ya que es cuando la moto se detiene por completo, al no tener fricción la única fuerza que interactúa es la de frenado o la del mini remolque frenando.

Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción- GRUPO No 286 (Estudiante No 4) TELLYS ALEXIS PATERNINA Un sistema de tres masas como el que se muestra en la figura se utiliza como dispositivo para determinar el coeficiente de fricción cinético entre la masa y la superficie horizontal.

Figura 14.Ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-; estudiante No 4.

Con base en la anterior información: D. Realice el diagrama de cuerpo libre para cada una de las masas. E. Determine el valor del coeficiente de fricción cinético entre la superficie horizontal y la masa m2, teniendo en cuenta que los valores de las masas m1, m2 y m3 son de 1,50 kg, 2,30 kg y 8,00 kg respectivamente y la aceleración del sistema es de 3,14 m/s². F. Determine el valor de las tensiones de las dos cuerdas. NOTA: En todos los cálculos se asume que no hay fricción en las poleas y que la cuerda es inextensible. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio. Segunda ley de Newton: Sumatoria de fuerzas en el eje X Fuerza de rozamiento es Fuerza es igual a masa por o en el eje Y debe ser igual a 0. igual al coeficiente de aceleración. fricción por la fuerza normal. La fuerza normal es igual al peso que ejerce el objeto, es decir masa por la gravedad.

Desarrollo del ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-:

A. B. W3 – Fr2 – W1 = (m1 + m2 + m3 ) * a g (m3 - µ * m2 – m1 ) = (m1 + m2 + m3 ) * a - µ * m2 = (m1 + m2 + m3 ) * a / g – m3 + m1 m

− µ ∗ 2,30 Kg =

C.

(1,5+2,3+8)𝐾𝑔∗ 3,14 2 s m

9,8 2 s

− 8𝐾𝑔 + 1,5𝐾𝑔

− µ ∗ 2,30 Kg = −2,72Kg 2,72𝐾𝑔 µ= = 1,18 2,30𝐾𝑔 T1 = -W1 + m1 . a = -m1 . g + m1 . a = m1(-g + a) T1 = 1,50 Kg ( -9,8 m/s² + 3,14 m/s²) = -6,66 N T3 = W3 - m3 . a = m3 . g - m1 . a = m3(g - a) T3 = 8 Kg ( 9,8 m/s² - 3,14 m/s²) = 53,28 N

Pregunta Respuesta

Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Segunda ley de Newton -fuerzas de fricción-: A. 1,18 Se puede ver como el sistema gira hacia m3 ya que es el objeto B. T1=-6,66 N con mayor peso, la tensión tres es positiva por ir en esta dirección, mientras la tensión uno es negativa por ir en dirección contraria. T2=53,28 Se puede ver como la tensión 3 es mayor a la tensión 1 debido a N que el objeto pesa mas que el objeto 1.

Ejercicio Trabajo, potencia y energía (Estudiante No 4) TELLYS ALEXIS PATERNINA

GRUPO No 286

Durante un entrenamiento un deportista que tiene una masa corporal de 69,0 kg, se sube a una báscula de funcionamiento mecánico que utiliza un resorte rígido. En equilibrio, el resorte se comprime 1,39 cm bajo su peso. Con base en la anterior información determine: C. la constante de elasticidad del resorte y D. el trabajo total efectuado sobre él durante la compresión. Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicio. Peso es igual a gravedad.

masa por Trabajo de un resorte es igual a un medio por la constante del resorte, por el desplazamiento al cuadrado.

Ley de Hooke: La fuerza es igual a la constante del resorte por el alargamiento o desplazamiento del resorte.

Desarrollo del ejercicio Trabajo, potencia y energía: a) W = m . g = (69 Kg) . (9,8 m/s²) = 676,2 N = F F=K.X X = 1,39 cm = 0,0139 m K = F / X = 676,2 N / 0,0139 m =48647,48 N/m b) W =

𝑘𝑥 2 2

=

N m

(48647,48 )∗(0,0139 m)2 2

Pregunta Respuesta A. K=48467,48 N/m B. W=4,69J

= 4,69 𝐽

Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Trabajo, potencia y energía:

Conclusiones del grupo No

286

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

VIRLYS ALVAREZ

Estudiante No 2 Conclusión:

HERRERA AMED DANNYS

Estudiante No 3 Conclusión:

VICTOR ALEJANDRO MANJARRES

Estudiante No 4 TELLYS ALEXIS PATERNINA Conclusión: Durante el desarrollo de los diferentes ejercicios pude realizar una profundización de los temas a tratar. Adquirir nuevos conocimientos de física e implementar las fórmulas pertinentes para resolver los problemas propuestos. Estudiante No 5 Conclusión:

Estudiante No 5