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• Oscar Mauricio Melo Garcia

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413

FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 TRABAJO COLABORATIVOFASE 1 UNIDAD No 1 MEDICIÓN Y CINEMÁTICA.

Presentado a: LUZ DARY AGALIMPIA Tutor

Entregado por: Jhon Alexander Yara (Estudiante 1) Código: 80728730 Jorge Ignacio López Gutiérrez (Estudiante 2) Código: 80000870 Mike Nelson Peralta (Estudiante 3) Código: 79850495 Nombres y Apellidos (Estudiante 4) Código: XXXXX Nombres y Apellidos (Estudiante 5) Código: XXXXX Grupo:100413_144

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FECHA Septiembre de 2016 CIUDAD Bogotá

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INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se trata de integrar a los participantes del grupo para desarrollar las actividades en conjunto fortaleciendo falencias y dudas con la ayuda o guía del tutor de manera colaborativa encontrando temas básicos sobrefísica general, como aproximación de numeraciones o cálculos de algún dato o fenómeno físico, con los cuales se busca retener conceptos básicos para el buen entendimiento de las temáticas.

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TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 1: FÍSICA Y MEDICIÓN. Temática: Física y Medición. Ejercicio No 1. (a) Redondee las siguientes cantidades a la cantidad de cifras significativas indicadas en cada columna:

N o

Dato:

4 cifras significativ as:

3 cifras significativ as:

1

2.12503•105 m

2.130 m

2.13 m

2

4.700003•10 7 s

4.700 s

4.70 s

3

4

5

3.989283 kg

43.8901 mm

1.29543•10-3 in

3.989 Kg – 4.000 Kg

3.98 Kg – 4.000 Kg

44.00 mm43.89 mm

44.0 mm – 43.89 mm

1.354 in – 1.295 in

1.35 in – 1.29 in

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado: Si se necesita expresar una medida con tres cifras significativas, a la tercera cifra se le incrementa un número si el que le sigue es mayor que 5 o si es 5 seguido de otras cifras diferentes de cero. Ejemplo: 53,6501 consta de 6 cifras y para escribirlo con 3 queda 53,7; aunque al 5 le sigue un cero, luego sigue un 1 por lo que no se puede considerar que al 5 le siga cero (01 no es igual a 0). Siguiendo el mismo ejemplo de tres cifras significativas: si la cuarta cifra es menor de 5, el tercer dígito se deja igual. Ejemplo: 53,649 consta de cinco cifras, como se necesitan 3 el 6 queda igual ya que la cifra que le sigue es menor de 5; por lo que queda 53,6. Cuando el digito se acerca es 8 o 9 se puede dar acercamiento a la siguiente cifra del digito superior. Cuando el digito se acerca es 8 o 9 se puede dar acercamiento a la siguiente cifra del digito superior. Si se necesita expresar una medida con tres cifras significativas, a la tercera cifra se le

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte:

Jhon Alexander Yara

Jhon Alexander Yara

Jhon Alexander Yara

Jhon Alexander Yara

Jhon Alexander Yara

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incrementa un número si el que le sigue es mayor que 5 o si es 5 seguido de otras cifras diferentes de cero. Ejemplo: 53,6501 consta de 6 cifras y para escribirlo con 3 queda 53,7; aunque al 5 le sigue un cero, luego sigue un 1 por lo que no se puede considerar que al 5 le siga cero (01 no es igual a 0). (b)Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:

N o

Valor

Cantidad de cifras significativas

1

3.0800

5o3

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte:

En los números enteros, los ceros situados después de un dígito distinto de cero, pueden ser o no cifras significativas, ya sea como 600 kg, puede tener una cifra significativa (el número 6), tal vez dos (60), o puede tener los tres (600). Para saber en este caso cual es el número correcto de cifras significativas necesitamos más datos acerca del procedimiento con que se obtuvo la medida (división de escala del instrumento de medición, por ejemplo) o bien podemos utilizar la notación científica,indicando el

número 600 como 6·102 (seis multiplicado por diez elevado a dos) teniendo solo una cifra significativa (el número 6) ó 6,0·102, tenemos dos cifras significativas (6,0) ó 6,00·102, especificando tener tres cifras

Jhon Alexander Yara

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2

0.00581

3 Los ceros a la izquierda del primer número no son significativos, ya sea 0,03 (que tiene una sola cifra

Jhon Alexander Yara

significativa) o 0,0000000000000395 (este tiene sólo

3

5.09*10-3

3

4

45800

3o5

5

0.003004

4

tres), distinguir y así sucesivamente. Para los ceros (0) que son significativos de los que no son, estos últimos suelen indicarse como potencias de 10 en notación científica, por ejemplo 5000 será 5x103 con una cifra significativa.

Jhon Alexander Yara

Según explicación del primer numero

Jhon Alexander Yara

Para los números mayores que uno, los ceros escritos a la derecha de la coma decimal también cuentan

Jhon Alexander Yara

como cifras significativas, ya sea 2,0 dm (tiene dos cifras significativas) o 10,093 cm (que tiene cinco cifras).

Ejercicio No 2. El radio medio (RT) de la tierra es 6.37 x 10 6 m y el de la luna (R L) es de 1. 74 x108 cm. Con estos datos calcule. (a) ¿La proporción entre el área superficial de la tierra y la de la luna?(b) La proporción de volúmenes de la tierra y de la luna. Recuerde que el área de la superficie de un esfera es de 4�r2 y su volumen es 4/3 �r3. Datos del Desarrollo del ejercicio Explicación y/o Nombre y apellido del estudiante que realiza el ejercicio justificación y/o regla aporte y tipo de aporte utilizada en el proceso que realiza: realizado: En cuanto al área superficial Jorge Ignacio (RT)= 6.37 x 106 m Radio de la A= 4�r2 de la tierra se aplicó la López Gutiérrez A=4� (6.37 x 106 m)2 Tierra: fórmula para el are de una A=4�(4.05769x1013 m2) 6.37 x 106 m esfera A= 4�r2

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Radio de la luna 1. 74 x10 cm 8

V= 4/3r³ V= 4/36.37 x 106 m³ V=4/3 x 1020 m³ V= 1.082696932 X 1021 m³

reemplazando los valores brindados en los datos del ejercicio luego se desarrollaron las operaciones requeridas en la ecuación.

(RL) es de 1. 74 x108 cm

En lo relacionado con el volumen de la tierra se tomó como base la ecuación para hallar el volumen de una esfera V= 4/3r³, se reemplazaron los respectivos valores solicitados y se realizaron las operaciones matemáticas.

A= 5.099043638x1014 m²

Se convierte a metros (RL) es de 1. 74 x106m A= 4�r2 A=4� (1.74 x 106 m)2 A=4�(3.0276x1012m2) A= 3.804594367 x1013 m² V= 4/3r³ V= 4/31.74 x 106 m³ V=4/3 x 1018m³) V= 2.206664733 X 1019 m³

Para el caso de las proporciones de luna, inicialmente se igualaron las unidades teniendo en cuenta que los datos de la tierra están en unidad de metros (m) y los de la luna en centímetros (cm). Luego de esto, se calculó su área superficial tomando como base la fórmula para hallar el área de una superficie esférica A= 4�r2 Luego se procedió a reemplazar los valores.

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En cuanto al volumen de la luna se puede evidenciar que se tomó la ecuación V= 4/3r³, para poder calcularlo

Observaciones:No aplica

Temática: Cantidades escalares y vectoriales. Ejercicio No 3. Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 5.35 km de distancia, en una dirección 36.5° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 7.25 km en una dirección de 65.0° al suroeste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 3.15 km hacia el sur. (a) Exprese los desplazamientos

⃗ BC

y

⃗ CD

⃗ AB

,

, como vectores de posición, es decir, en términos de los vectores unitarios (b) Determine el vector

⃗ desplazamiento total AD

como vector cartesiano. (c) ¿Para regresar de la isla D a la isla de partida A, qué distancia debe

recorrer y en qué dirección geográfica? (d) Represente gráficamente en un plano cartesiano a escala, la situación planteada.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte y tipo de aporte que realiza.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413 Navega de la isla A hasta la isla B, a 5.35 km de distancia, en una dirección 36.5° al noreste.

a.

B

B A C

Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 7.25 km en una dirección de 65.0° al suroeste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 3.15 km hacia el sur.

C

D b.

a. Como primera medida se realizó un plano cartesiano para poder dibujar los vectores. b. Se determina el vector de desplazamiento total

⃗ AD , aplicando el método poligonal de suma de vectores.

c. Luego se toma como base los catetos formados por

⃗ BD

⃗ AB

y

para poder aplicar

⃗ AD =⃗ AB+ ⃗ BC+ ⃗ CD

el teorema de Pitágoras

⃗ AD =5.35 km+7.25 km +3.15 km

así:

⃗ AD =15.7 5 km

Para determinar la dirección se obtuvo

⃗ AD 2=⃗ AB 2 +⃗ BD2

⃗ BD θR=tan−1 ⃗ AB

c.

⃗ AD 2=⃗ AB 2 +⃗ BD2 ⃗ ( AD)2=(5.35 km)2 +(10.4 km)2 ⃗ ( AD)2=(5.35 km)2 +(10.4 km)2 ⃗ ( AD)2=28.6 km2 +108.16 km2

d. Se diseñó un plano cartesiano

Jorge Ignacio López Gutiérrez

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√( AD) = √28.6 km +√ 108.16 km →

2

2

⃗ AD =11.69 km θAD=tan −1 (

Ry ) Rx

θAD=tan −1 (

10.4 km ) 11.59 km

θAD=tan −1 (

10.4 km ) 11.59 km

2

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d.

Observaciones: Ejercicio No 4. Una joven que entrega periódicos cubre su ruta diaria al viajar 7.00 cuadras al este, 6.00 cuadras al norte y luego 4.00 cuadras al este. Usando un sistema XY con eje X positivo hacia el este y eje Y positivo hacia el norte, y asumiendo que cada cuadra tiene una longitud aproximada de 100 m (a) Determine el desplazamiento resultante como vector cartesiano (en términos de los vectores unitarios

i^

y

^j

). (b)

Exprese el desplazamiento resultante en forma polar (magnitud y dirección con

respecto al norte o sur, por ejemplo N30.0°O). (c) ¿Cuál es la distancia total que recorre? Y (d) Represente gráficamente en un plano cartesiano la situación planteada.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Los vectores unitarios son:

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte y tipo de aporte que realiza.

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i=sentido horizontal haciael este 7.00 Cuadras Al este

i=sentido horizontal haciael norte

6.00 cuadras al norte

Vector resultante 11.6 en cuadras

4.00 cuadras al este

ector resultante 1100.600 en metros

En la gráfica se observan los desplazamientos que realiza el joven, así como el vector resultante con el cual obtenemos las distancias que se recorrieron.

Ve ctor desplazamiento norte 28.36 º ,1253 º ∝=tan∝

opuesto adyacente

∝=tan∝

6 =28.36 11

Distancia total ( 7+6 +4 )=17 cuadras=17.00 m

Observaciones:

Temática: Movimiento en una dimensión (M.U.R., M.U.A. Y caída libre) Ejercicio No 5.

Jhon Alexander Yara

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413 Un osado vaquero sentado en la rama de un árbol desea caer verticalmente sobre un caballo que galopa hacia el árbol. La rapidez constante del caballo es 3.50 m/s y la distancia desde la rama hasta el nivel de la silla de montar es 1.80 m. (a) ¿Cuál debe ser la distancia horizontal entre la silla y la rama para que el vaquero cuando caiga, lo haga exactamente sobre la silla de montar? (b) ¿Cuál es intervalo de tiempo en que está el vaquero en el aire? NOTA: Desprecie las fuerzas de fricción del aire.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

La formula general del movimiento es :

1 h= g t 2 2

1 e=vt+ a t 2 2

2h 2 t = g

En caidalibre: t=

√

2h g

v =velocidad inicial=0

e=altura=h

Remplazando: t=

√

a=aceleración=gravedad ( g)

2(1.80 m) 9.8 m/ s

2

Lo cual se remplazaen la formula general b ¿ t=0.34 s x=vt

x=3.50 m/s ∙ 0.34 s a ¿ x=1.19 m Observ aciones:

A partir del tiempo hallado en b ¿ es

posible hallar la distancia para a ¿

Nombre y estudiante el aporte aporte que

apellido del que realiza y tipo de realiza.

Mike Nelson Peralta

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Ejercicio No 6. Una tortuga camina en línea recta sobre lo que llamaremos el eje x con la dirección positiva hacia la derecha. La ecuación de la posición de la tortuga en función del tiempo es

x (t)=50.0 cm+( 2.00 cm/s) t−(0.0625 cm/ s ²)t ² . a) Determine la velocidad

inicial, posición inicial y aceleración inicial de la tortuga (Para t=0 s). b) ¿En qué instante t la tortuga tiene velocidad cero? c) ¿Cuánto tiempo después de ponerse en marcha regresa la tortuga al punto de partida? d) ¿En qué instantes t la tortuga está a una distancia de 10.0 cm de su punto de partida? .Que velocidad (magnitud y dirección) tiene la tortuga en cada uno de esos instantes? e) Dibuje las gráficas: x-t, V x-t y ax-t para el intervalo de t = 0 s a t = 40.0 s. NOTA: En cada una de las gráficas realice el proceso para determinar los puntos de corte con los ejes y los puntos críticos de la función, si los tuviese.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

x (t)=50.0 cm+( 2.00 cm /s) t−(0.0625 cm/ s ²)t ²

a ¿ v 0 =2.00 cm/s x 0=50.0 cm

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Se despejanlos datos de la ecuación general : 1 x ( t )=x 0 +v 0 t− a t 2 2

a=2∙ 0.0625 cm/s ²

Para el punto d ¿ se utiliza la formula

a=0.125 cm/s ²

general para ecuaciones de segundo grado :

b ¿ v =v 0−at

−b ± √ b2−4 ac x 1,2= 2a

0=v 0−at t=

v0 a

2.00 cm/s t= 0.125 cm/s ²

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte y tipo de aporte que realiza.

Mike Nelson Peralta

Se remplazanlos valores de tiempo en laecuación:

v =v 0−at para hallar la magnitud de la velocidad .

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t=16 s

La direcciónesta dada por el signo de la magnitud ,

1 c ¿ 0=v 0 t− a t 2 2

es decir , si v > 0 hacialaderecha

v

v