Actividad Colaborativa Unidad 1 (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413

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

P!"!#$%&o %: T'$o

E#$!(%&o )o: C*&+(o: 10,33-01/ C*&+(o: 10,13304 C*&+(o:10,334-3 No2!"  A)!55+&o" 6E"$'&+%#$! 47 C*&+(o: 88888

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la primera unidad; para ello es necesario tener en cuenta que la física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia y la energía, estableciendo las leyes que explican los fenómenos naturales. En su parte de la cinemática busca realizar un estudio sobre el movimi movimient ento o de los cuerpo cuerpos s indepe independi ndient enteme emente nte de las causas causas que lo generen generen,, su objetivo es obtener la descripción matemática del movimiento, dentro de este análisis es posibl posible e identi identific ficar ar si el movimi movimient ento o es rectil rectilíne íneo, o, rectil rectilíne íneo o unifor uniforme me o circul circular ar,, teniendo en cuenta que el movimiento corresponde al cambio de posición con el tiempo. or su parte la medición contempla una serie de unidades de medida y sistema de unida unidades des con el fin de determ determina inarr diferen diferentes tes varia variable bles s como como peso, peso, masa, masa, tiempo tiempo,, longitud, volumen y demás características de un objeto. El primer sistema de unidades fue el sistema sistema m!trico decimal; decimal; implanta implantado do en el a"o #$% #$%&, &, cuenta con una división división decimal y sus unidades fundamentales son el metro, el 'ilogramo y el litro.

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TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 1: FÍSICA Y MEDICIÓN. T!2;$+<%: F="+<%  M!&+<+*#. E>!<+<+o No 1. (a) *edondee *edondee las siguientes cantidades cantidades a la cantidad de cifras significativas significativas indicadas indicadas en cada columna+

N o "

Dato:

4 cifras signicati vas:

2.12503•105 2.125 m m

3 cifras signicat ivas:

2.13 m

Explicación y/o justicación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Si la siguiente cifra es menos de cinco se deja igual (redondear abajo) Si el primer digito a truncar es mayor que cinco, incrementa el nmero precedente en 1 (redondear arriba) #n el primer caso se tomas las ! cifras signi$cati%as, signi$cati%as, tomando desde el numero ! &asta el segundo 0 de i'quierda a derec&a. ara tomar las 3 cifras signi$cati%as se elimina un cero. l igual que *o que esta ele%ado a la potencia.  *os dgitos diferentes de cero son siempre signi$cati%os  ara redondear un nmero, se e/amina el digito que est a la derec&a del digito que %a a ser el ltimo en el nmero redondeado. Si ese digito es mayor que 5 (o sea , "  o +) se aumenta en 1 el digito precedente y se eliminan todos los dgitos desde el e/aminado.  *os dgitos diferentes de cero que estn a la

•

•

#

!."00003•10 !."00 s " s

!."0 s

•

•

3

3.++23 -g 3.++ -g

3.++ -g

4

!3.+01 mm !3.+ mm

!3.+ mm

Nomre y apellido del estudiante !ue realiza el aporte:


$

1.2+5!3•1043 1.2+5 in in

1.2+ in

i'quierda son siempre signi$cati%os. ara redondear un nmero, se e/amina el digito que est a la derec&a del ltimo si es mayor de 5 se aumenta al pr/imo nmero. cnica de rodeo 67 38 si ese digito es igual a 5, el digito procedente queda igual si es par, pero se le suma 1 si es impar.

(b) dentifique el n-mero de cifras cifras significativas significativas de cada una de las las siguientes cantidades+ cantidades+ C%#$+&%& &! <+?%" "+(#+?+<%$+@%"


./0//

5 9ifras signi$cati%as

#

/.//&0#

3 cifras signi$cati%as

3

&./$1#/2

3 cifras signi$cati%as

 9eros entre dgitos distintos de cero son signi$cati%os  Si el nmero es mayor que uno, todos los ceros a la derec&a del punto decimal son signi$cati%os  Si el nmero es menor que 1, nicamente los ceros que estn al $nal del nmero y entre los dgitos distintos de cero son signi$cati%os  ara los nmeros que contengan puntos decimales, los ceros que se arrastran ueden o no ueden  Se toman las tres cifras %isibles, lo que esta ele%ado a la potencia al ser negati%o (4) signi$ca que son ceros a la i'quierda los

N o

%alor

"

Nomre y apellido del estudiante !ue realiza el aporte:


4

3&0//

$

/.////3

3 cifras signi$cati%as  Si un nmero no tiene punto decimal y termina con uno o ms ceros, dic&os ceros pueden ser o no signi$cati%os.  ambin se suele indicar que dic&os ceros son signi$cati%os signi$cati%os escribiendo el punto decimal solamente. Si el ! cifras signi$cati%as

 9ualquier nmero diferente de cero es signi$cati%o  *os ceros a la i'quierda del primer digito distinto de cero no

:enny ;amre' ;amre'

E>!<+<+o No -. El radio medio (* 4) de la tierra es 5.% x #/5 m y el de la luna (*6) es de #. %3 x#/0 cm. 7on estos datos datos calcule. (a) (a) 86a proporción proporción entre el área superficial superficial de la tierra tierra y la de la la luna9 (b) 6a proporción proporción de vol-menes vol-menes de la tierra y de la luna. *ecuerde que el área de la superficie de un esfera es de 3 r: y su volumen volumen es 3 r. No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 Datos del Desarrollo del ejercicio Explicación y/o No2! !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 ejercicio justicación y/o regla %)o$!  $+)o &! %)o$! utiliz utilizada ada en el proces proceso o '! !%5+%: realizado:

; <.3" = 10 m ;*<1."! / 10 cm e< !>r2 ? < !@3 >r3

A T =4 π r

2

6

2

A T =4 (3.1416 )( 6.37∗10 m )

Anicialmente se &alla el rea de la tier tierra ra,, para para ello ello se utili'a la formula A T =4 π r

2

Bespu Bespuss &alla &allamo moss el rea rea de la luna luna apli plicando ando la


roporcin entre el rea super$cial de la tierra y la de la luna < C roporcin de %olmenes de la tierra y la luna < C

misma frmula (Se con%ierte a metros el radio de la luna) Dinalmente se di%ide el rea de la tierra entre el rea de la luna y all encontramos la proporcin.

6

40.58∗10 m ( ¿¿ 2)

A T =4 (3.1416 ) ¿ 6

40.58∗10 m ( ¿¿ 2)

A T =(12.5654 ) ¿ 6

A T =510∗10 m A L= 4 π r

ara ara la prop propor orci cin n de los los %olmenes de la tierra y la luna luna pode podemo moss apli aplica carr un mtodo ms simple el cual consiste en cancelar algunas frmulas. Se reempla'a el %alor de los radios ele%ados al cubo y se di%i di%ide den n los los 2 %ol %olme mene ness para encontrar $nalmente la proporcin.

2

2

6

2

A L= 4 ( 3.1416)( 1.74∗10 m ) 6

3.03∗10 m ( ¿¿ 2)

A L= 4 ( 3.1416) ¿ 6

3.03∗10 m ( ¿¿ 2 )

A L=( 12.5654 ) ¿ 6

A L=38∗10 m

2

A T

roporcin < A L =

510 38

=13.4

4

Volumende la Tierra Volumende olumende la Luna Luna

<

3 4 3

3

π r T

π r L3

3

= rT 3 = ¿ rL


( 6.37∗106 m)3 258.4 = = 49.7 ( 1.74∗106 m)3 5.2 O"!@%<+o#!":

T!2;$+<%: C%#$+&%&!" !"<%5%!"  @!<$o+%5!". E>!<+<+o No 3. , 7 y ?. @avega de la isla = Aasta la isla >, a &.& 'm de distancia, en una dirección 5.&B al noreste. 6uego navega de la isla > a la isla 7, recorriendo %.:& 'm en una dirección de 5&./B al suroeste. or -ltimo, se dirige a la isla ?, navegando .#& 'm Aacia el sur. (a) Exprese los desplazamientos

AB ,

BC

y

CD , como vectores de posición, es decir, en t!rminos de los vectores unitarios (b) ?etermine el vector desplazamiento total total AD

como vector cartesiano. cartesiano. (c) 8ara 8ara regresar de la isla ? a la isla isla de partida =, qu! distancia distancia debe recorrer y en qu!

dirección geográfica9 (d) *epresente gráficamente en un plano cartesiano a escala, la situación planteada.

Datos ejercicio

del Desarrollo del ejercicio

→

D AB=5.35 km

Bireccin o < 3.5o 6# →

D BC =7,25 km

Bireccin o < 5.0o S#

ara el desarrollo de este problema se usaran los %ectores unitarios i en direccin este y j para direccin norte. " desplazamiento: desplazamiento: 5,35 -m de distancia, en direccin 3,5o al noreste

Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:

Anicialmente se representan los recorridos que %a &aciendo y en la direccin &acia la que se mo%ili'a, se usan %ectores para identi$car los recorridos, luego se &ace la suma de los %ectores para &allar el total recorrido, $nalmente se aplica la frmula de distancia

No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.

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5,35-m cos3,50 i E 5,35-m sen3,5 0 j<

DCD D CD = 3,15 kmSu !,30-m i E 3,1-m j # desplazamiento: desplazamiento: ",25 -m de distancia, en

?ectores C ?B< C

direccin direccin de 5,00 suroeste

→

D DA =?

Bireccin o < C

",25-m cos5.00 i 4 ",25-m sen5,0 0 j < 3,0-m i F ,5"-m j 3 desplazamiento: desplazamiento: 3,15 -m de distancia &acia el sur

43,15-m j Desplazamiento Desplazamiento neto: corresponde a la suma

%ectorial de los despla'amientos despla'amientos (!,30-m i E 3,1-m j)E (3,0-m i F ,5"-m j) 4 3,15-m j < ",3-m i F ,5!-m j Distancia y dirección para regresar

ara ello usamos8 2

+( y 2− y 1)2 ¿ d =√ ¿

x 2− x 1 ¿

+( y 2− y 1)2 ¿ d =√ ¿

x 2− x 1 ¿

2

ara &allar la distancia que debe recorrer del punto B al , el cual fue su punto de partida. 9on el desarrollo del ejercicio se determina que debe recorrer +,!-m en sentido noroeste para as llegar de nue%o al punto .


#l despla'amiento se e/presa a partir del origen

x ( ¿ ¿ 1 , y 1 )=(0,0 ) , entonces8

¿

7,36 ¿2 +(6,54 )2 ¿ ¿ d = √ ¿ ara regresar debe &acer el recorrido opuesto, por ello8 4",3-m i E ,5!-m j Dee recorrer &'(4)*m en sentido noroeste+

O"!@%<+o#!": E>!<+<+o No 4.
i^

y

j^ ). (b) Exprese el desplazamiento desplazamiento resultante en forma polar polar (magnitud y dirección dirección con

respecto al norte o sur, por ejemplo @/./B). (c) 87uál es la distancia total que recorre9 D (d) *epresente gráficamente en un plano cartesiano la situación planteada.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio


No2!  %)!55+&o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o %)o$! $!  $+)o $+)o &! %)o$! '! !%5+%.

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A = Ax ^i + Ay j^

Bespla'amiento 18 ".00 G Bespla'amiento 28 .00 H Bespla'amiento 38 !.00 G

G< Sentido &ori'ontal &acia el este K< Sentido %ertical %ertical &acia el el norte

9on el teorema de itgoras y la formula de tangente para la direccin

| A|=√ A A x + A y →

2

2

#n %ector cartesiano

7.00 + 6.00 ĵ + 4.00 = 11.0 + 6.00 ĵ

(a) ?ector ector Bespla'amiento en forma polar (Lagnitud y resultante direccin) usando un Lagnitud eorema de itgoras sistema = I. → 2 2 (b) Bespla'amiento Bespla'amiento A =√ A A x + A y resultante. (c) Bista Bistanci ncia a total total 11.0 ¿2 que se recorri. 6.00 ¿2 +¿ (d)Jra d)Jra$ca de la ¿ situacin → A = √ ¿ planteada.

||

|| | A|=√ 36.0 36.0 +121 | A|=√ 157 157 →

→

| A|=12.52996409=12.5 →

Bireccin θ= tan

−1

(

−1

y = tan

Ax ) Ay

( 6.00 ÷ 11.0 ) =31.78939963 ≈ 31.8 °

θ= tan

−1

(

Ax ) Ay

cnicas cnicas de redondeo redondeo y reglas de cifras signi$cati%as.


#l despla'amiento en forma polar es 6 31.8 ° 12.5 Bistancia total que recorre ".00 E .00 E !.00 < 1".0 cuadras

O"!@%<+o#!":

T!2;$+<%: Mo@+2+!#$o !# '#% &+2!#"+*# 6M.U.R. M.U.A. Y <%=&% 5+!7 E>!<+<+o No ,.

Datos ejercicio


?c < 3.50 m@s & < 1.0 m Bistancia = < C t
t x

& < ?ot E 1@2at2 1.0m < 0 E M(+,m@s2)t2 1.0m / 2 < +,m@s2t2 3,m < +,m@s2t2 t2 < 3,m@+.m@S2 t2 < 0,3"3s2 0,3673 s t < √ 0,3673

2

t < 0,0s &ora8 = < ?t = < 3,50 / 0,0 = < 2,121m


#l ranc&ero debe caer justo cuando el caballo pase bajo la rama, es por ello que el tiempo de cada es igual al tiempo que tarda el caballo en llegar bajo la rama. #s por ello que usa la formula & < ?ot E 1@2at2, en donde la %elocidad inicial es cero y la aceleracin es el %alor de la gra%edad que corresponde a +,m@s2, al reali'ar las operaciones indicadas y despejar la formula se tiene que el tiempo que tarda el ranc&ero en caer y el caballo en despla'arse &asta debajo de la rama es de 0,0s, luego se busca la distancia recorrida por el caballo que corresponde a multiplicar multiplicar la %elocidad por el tiempo.

O"!@%<+o#!": 5%" ?*2'5%" '$+5+%&%" !# !5 &!"%o55o &! !"$! !>!<+<+o "o#: , - %ot . "/#at #  - %t

E>!<+<+o No .

No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.


x (  )= )=50.0 !m +( 2.00 !m / s )  −(0.0625 !m / s ² ) ² ² . a) ?etermine la velocidad

inicial, posición posición inicial y aceleración aceleración inicial de la tortuga tortuga (ara tF/ tF/ s). b) 8En qu! instante t la tortuga tiene tiene velocidad cero9 c) 87uánto tiempo despu!s de ponerse en marcAa regresa regresa la tortuga al punto de partida9 partida9 d) 8En qu! instantes t la tortuga está a una distancia de #/./ cm de su punto de partida9 .Gue velocidad (magnitud y dirección) tiene la tortuga en cada uno de esos instantes9 e) ?ibuje las gráficas+ x2t, H x2t y ax2t para el intervalo de t F / s a t F 3/./ s. NOTA: En cada una de las gráficas realice el proceso para determinar determinar los puntos de corte con los ejes y los puntos críticos de la función, si los tuviese.

Datos ejercicio


O"!@%<+o#!":


No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.


T!2;$+<%: Mo@+2+!#$o !# &o" &+2!#"+o#!" 6T+o )%%*5+!<+<+o No .

Digura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería , "a edicin, SerNay@:eNett.

Datos ejercicio


1

Alura "i!o =1950 #a$e=2450 m

Vi= 260.0 m / s Linea Cosera=28

2

a =0 2

% x =260.0 m / s & + a &  2

3

1

 =260.0 m / s + & a 2

3

1

2

 =260.0 m / s + & ( 0 m / s 2


plic plicamo amoss la ecuac ecuacin in del despla'amiento, para poder &allar el tiempo que no lo tenemos dado, despus de contar con este dato, aplicamos la misma ecua ecuaci cin n para para &all &allar ar la distancia.

2

% x =Vi& + a& 

1

)

*a distancia desde la costa occidental a la que un buque puede estar a sal%o de los bombardeos de la na%e enemiga es 15+,32 m.

No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413 3

2

 =260.0 m / s +( 0 m / s ) 260.0 se'undos √   = √ 260.0 3

3

3

 =6,382 se'undos 1

2

% x =Vi& + a&  2

1

% x =( 260.0 m / s ) & (6,382 se' )+ & ( 0 ) .6,382 se' 2

2

% x =( 260.0 m / s ) & (6,382 se' )+( )+ (0 ) % x =(260.0 m / s ) & (6,382 se' )+( 0 )

% x =1659,32 m

O"!@%<+o#!": E>!<+<+o No /.
$ i =(3.50 i^ + 1.00 j^ ) m / s en un punto en el oc!ano donde la posición ⃗

r i=(9.50 i^ + 5.00 j^ ) m . ?espu!s de que el pez nada con aceleración constante durante :/./s, su ⃗

$ ( =( 20.00 i^ + 5.00 j^ ) m / s . a) 87uáles son las componentes de la aceleración9 b) 87uál es la dirección de la ⃗


aceleración aceleración respecto del vector unitario

i^ 9 c) Ii el pez mantiene aceleración constante, 8dónde está en t F :/./ s y en qu!

dirección se mueve9

Datos ejercicio



No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.

O"!@%<+o#!":

E>!<+<+o No .

directamente debajo de la posición de la pelota cuando se rompió. =sumiendo que la magnitud de la velocidad de la pelota antes de romperse es constante, encuentre a) la aceleración centrípeta de la pelota durante su movimiento circular, b) su periodo y frecuencia de oscilación y c) su velocidad angular.

Datos ejercicio



O"!@%<+o#!":

CONCLUSIONES

No2! No2!  %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$!  $+)o &! %)o$! '! !%5+%.


 7on el desarrollo del presente trabajo colaborativo, en su primera fase; se reconocieron las cifras significativas significativas y de la misma forma se comprendió la forma correcta para realizar el redondeo de una c ifra.

 6a cinemática es la parte de la física que realiza un estudio sobre el movimiento de los cuerpos y su objetivo es determinar la descripción matemática del movimiento.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  re' Lontiel, O. (201403410).Dsica y Ledicin. Bisponible en http://hdl.handle.net/10596/5900  Iory Iory 9astillo, 9astillo, :. (2015412405).9ifras (2015412405).9ifras signi$cati%as signi$cati%as y ;eglas ;eglas de redondeo. redondeo. Bisponible Bisponible en &ttp8@@&dl.&andle.net@105+@5+!

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