FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 FASE 4_Trabajo_Colaborativo_2 UNIDAD 2: DINÁMICA Y ENERGÍA.
Presentado a: Jorge Alirio Aristizábal Tutor
Entregado por: Luis Miguel Illera Quintero Código: 1214724177
Grupo: 100413_258
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA 23/03/2018 Medellín
INTRODUCCIÓN
Unidad 2 DINÁMICA Y ENERGÍA “
”
Desarrollo de los ejercicios individuales y colaborativo:
Nombre del estudiante No 1:
Luis Miguel Illera Quintero
Coloque aquí la copia de pantalla de los valores generados para el desarrollo de los tres ejercicios individuales asignados al estudiante No 3:
Ejercicio No 1:
Luis Miguel Illera Quintero
Segunda ley de Newton. En el ángulo superior de un plano inclinado se instala una polea fija, por la que pasa una cuerda inextensible que a su vez tiene unido dos objetos en sus extremos opuestos, como se muestra en la figura. Sí la masa colgante tiene un valor de 6.30 kg y la masa que se encuentra sobre el plano inclinado sin fricción tiene una masa de 25 kg, kg, entonces determine:
A. La aceleración del sistema, si el ángulo de inclinación del plano inclinado es de ϴ 57.4° , con respecto a la horizontal y asumiendo que el sistema parte del reposo. B. La tensión de la cuerda del sistema. C. La altura en que la masa colgante tiene una velocidad de 0.500 m/s, asumiendo que el sistema parte del reposo y que la masa colgante en el t=0.0 s tiene una altura de 0.0 m.
Valores asignados (Estudiante No 3) Dato No
== =
Valor 6.30 25 57.1
al
ejercicio
No
1 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Sigla Nombre de La Segunda Ley de La aceleración es una El plano inclinado es una La unidad Newton establece lo magnitud vectorial que máquina simple que kg Kilo gramos siguiente: La aceleración nos indica la variación de consiste en una superficie un objeto es velocidad por unidad de plana que forma un kg Kilo gramos de directamente tiempo. ángulo agudo con el ° grados proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional proporcional a su masa
suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura
A. La aceleración del sistema, si el ángulo de inclinación del plano inclinado es de ϴ 57.4° , con respecto a la horizontal y asumiendo que el sistema parte del reposo. B. La tensión de la cuerda del sistema. C. La altura en que la masa colgante tiene una velocidad de 0.500 m/s, asumiendo que el sistema parte del reposo y que la masa colgante en el t=0.0 s tiene una altura de 0.0 m.
Valores asignados (Estudiante No 3) Dato No
== =
Valor 6.30 25 57.1
al
ejercicio
No
1 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Sigla Nombre de La Segunda Ley de La aceleración es una El plano inclinado es una La unidad Newton establece lo magnitud vectorial que máquina simple que kg Kilo gramos siguiente: La aceleración nos indica la variación de consiste en una superficie un objeto es velocidad por unidad de plana que forma un kg Kilo gramos de directamente tiempo. ángulo agudo con el ° grados proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional proporcional a su masa
suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura
Solución del ejercicio No 1 (Estudiante No 3) Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio ejercicio No solicitado 1 (Estudiante No 3) A. DATOS B. C. D. E.
../ . . 1=6.30 2=25.0 = 57.4 °
DIAGRAMA DE CUERPOS LIBRES. Representación grafica masa (m1)
∑ = 0
()
DIAGRAMA DE CUERPOS LIBRES. Representación grafica masa (m1)
∑ = 0
() = (1)( 1)() = (1)( (1)( )
DIAGRAMA DE CUERPOS LIBRES. Representación gráfica masa (m2)
()
DIAGRAMA DE CUERPOS LIBRES. Representación gráfica masa (m2)
∑ = (2)( )( )) =(2)() 2)()( = (2)( 2)()( ( )= ) = 0
() () ()
Luego observamos que las ecuaciones (1) y (4) no dan información; Luego analizamos (2) y (3).
De la ecuación # (2)
(1)( 1)() = (1)( (1)( ) )() () =()(⃗) ()( De la ecuación # (3)
(2)( )( )) = (2)( 2)()( 2)() =()(⃗)( )()( ) )()( )( )) ()( )(⃗) () = ()( Luego igualamos la ecuación; las ecuaciones (5) y (6) (5=6)
)() = ()( )()( )( )) ()( )(⃗) ()(⃗) ()( )(⃗) = ()( )()( )( )) ()( )() ()(⃗) ()( )()( )( )) ()( )() ( ) = ()( )()( )( )) ()( )() () ⃗= ()( ( )
Luego observamos que las ecuaciones (1) y (4) no dan información; Luego analizamos (2) y (3).
De la ecuación # (2)
(1)( 1)() = (1)( (1)( ) )() () =()(⃗) ()( De la ecuación # (3)
(2)( )( )) = (2)( 2)()( 2)() =()(⃗)( )()( ) )()( )( )) ()( )(⃗) () = ()( Luego igualamos la ecuación; las ecuaciones (5) y (6) (5=6)
)() = ()( )()( )( )) ()( )(⃗) ()(⃗) ()( )(⃗) = ()( )()( )( )) ()( )() ()(⃗) ()( )()( )( )) ()( )() ( ) = ()( )()( )( )) ()( )() () ⃗= ()( ( ) )( 57.4°)°) (6.30 )( )(9.9.80 /)( )(9.9.80 /) ⃗= (25 )( (6.30 25.0 ) ) 206,4061,74 4061,74 / ⃗= 206, 31,3 ⃗= 4,62 / De esta forma obtenemos la aceleración de las masas en el plano inclinado
Continuando sustituimos la ecuación (7) en (2)
(1)( 1)() =(1)(⃗ )
)()( )( )) ()( )() )() = () ()( ()( ( ) )()( )( )) ()( )() ()( )() = () ()( ( ) )())−()() ()( )() = ()()(()( +) )())−()()+()( )()(+) = ()()()( (+) )()) ()() ()() ( ) = ()()()( ( ) )()) ( ) = ()()(()( ) )(1)) ( )( )()(1
Continuando sustituimos la ecuación (7) en (2)
(1)( 1)() =(1)(⃗ )
)()( )( )) ()( )() )() = () ()( ()( ( ) )()( )( )) ()( )() ()( )() = () ()( ( ) )())−()() ()( )() = ()()(()( +) )())−()()+()( )()(+) = ()()()( (+) )()) ()() ()() ( ) = ()()()( ( ) )()) ( ) = ()()(()( ) )(1)) = ()(()()(1 ) )(1 57. )(9.80 / )(1 57.4°) = 41,1(1,84) =2.43 = (6.30 )(25.(06.)( 30 25.0 ) ) 31,3 = 2,43 De esta forma obtenemos la tensión de la cuerda ejercida por las dos masas
C. La altura en que la masa colgante tiene una velocidad de 0.500 m/s, asumiendo que el sistema parte del reposo y que la masa colgante en el t=0.0 s tiene una altura de 0.0 m.
= ⃗.
00/0 = ⃗ = 0.54.00/0 62 / = 0.108 108
=
=. =0.054 = (0.500 /)( /)(0.0.108 )) 0.054. 1001 =5.4 = 0.054 054 5.4
C. La altura en que la masa colgante tiene una velocidad de 0.500 m/s, asumiendo que el sistema parte del reposo y que la masa colgante en el t=0.0 s tiene una altura de 0.0 m.
= ⃗.
00/0 = ⃗ = 0.54.00/0 62 / = 0.108 108
=
=. =0.054 = (0.500 /)( /)(0.0.108 )) 0.054. 1001 =5.4 = 0.054 054 5.4
Ejercicio No 2:
Luis Miguel Illera Quintero
Trabajo realizado por una fuerza constante. Una caja fuerte debe ser reubicada, para lograr la nueva ubicación se tira con una fuerza de 95.5 N en la dirección de θ 34.1° sobre la horizontal. Con base en esta información, determine el trabajo desarrollado por la fuerza al tirar la caja fuerte una distancia de 9.80m
Valores asignados (Estudiante No 3)
al
ejercicio
No
2 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
Ejercicio No 2:
Luis Miguel Illera Quintero
Trabajo realizado por una fuerza constante. Una caja fuerte debe ser reubicada, para lograr la nueva ubicación se tira con una fuerza de 95.5 N en la dirección de θ 34.1° sobre la horizontal. Con base en esta información, determine el trabajo desarrollado por la fuerza al tirar la caja fuerte una distancia de 9.80m
Valores asignados (Estudiante No 3)
al
ejercicio
Dato No
Valor
Sigla
== == == == =
. . . .
°
No
2 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Nombre de Una fuerza La unidad constante genera trabajo cuando,
Newton Grados Metros
aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia. ... Donde es el trabajo mecánico, es la magnitud de la fuerza, es la distancia recorrida y es el ángulo que forman entre sí el vector fu erza y el vector desplazamiento.
Solución del ejercicio No 2 (Estudiante No 3)
Valor Respuesta Presente en el el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 solicitado (Estudiante No 3) A. DATOSB. C. D. E.
⃗ =95. =95.55 °=34.1° ==97.8705
Luego por definición tenemos...
= ⃗ = = ° =
= ⃗. . . °°
Valor Respuesta Presente en el el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 solicitado (Estudiante No 3) A. DATOSB. C. D. E.
⃗ =95. =95.55 °=34.1° ==97.8705
Luego por definición tenemos...
= ⃗. . . °°
= ⃗ = = ° =
= (95.5 )(9. )(9.80 )( )( 34.1°) = 775 775
Ejercicio No 3:
Luis Miguel Illera Quintero
Potencia. Sobre una pista horizontal que presenta un coeficiente cinético de rozamiento μ k de 0.500, se desplaza un auto de carreras, cuya masa es 936 kg a una velocidad constante de 187 km/h. km/h. Sabiendo que la fricción con el aire es de fr 567, 567, entonces, determine: A.
la potencia que debe desarrollar desarrollar el bólido para mantener la velocidad velocidad constante.
Valores asignados (Estudiante No 3) Dato No
Valor
== == == == =
936 187 567
al
ejercicio
Sigla
No
Nombre de La unidad
3 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
/ℎ ℎ
En física, En física, potencia potencia (símbolo P) es la cantidad de trabajo de trabajo efectuado por unidad de tiempo. de tiempo.
La fuerza de fricción o la fuerza de rozamiento es la fuerza la fuerza que existe entre dos superficies en contacto, que se opone al movimiento al movimiento relativo entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática).
La fuerza de rozamiento por deslizamiento F k es proporcional a la fuerza normal N. La constante de proporcionalidad mk es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
Solución del ejercicio No 2 (Estudiante No 3) Valor
Respuesta Presente en el el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2
Ejercicio No 3:
Luis Miguel Illera Quintero
Potencia. Sobre una pista horizontal que presenta un coeficiente cinético de rozamiento μ k de 0.500, se desplaza un auto de carreras, cuya masa es 936 kg a una velocidad constante de 187 km/h. km/h. Sabiendo que la fricción con el aire es de fr 567, 567, entonces, determine: A.
la potencia que debe desarrollar desarrollar el bólido para mantener la velocidad velocidad constante.
Valores asignados (Estudiante No 3) Dato No
Valor
== == == == =
936 187 567
al
ejercicio
Sigla
No
3 Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
Nombre de La unidad
/ℎ ℎ
En física, En física, potencia potencia (símbolo P) es la cantidad de trabajo de trabajo efectuado por unidad de tiempo. de tiempo.
La fuerza de fricción o la fuerza de rozamiento es la fuerza la fuerza que existe entre dos superficies en contacto, que se opone al movimiento al movimiento relativo entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática).
La fuerza de rozamiento por deslizamiento F k es proporcional a la fuerza normal N. La constante de proporcionalidad mk es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
Solución del ejercicio No 2 (Estudiante No 3) Valor Respuesta Presente en el el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 solicitado (Estudiante No 3) A. DATOS. B. C. D. E.
==936 0.6500 93 18567 /ℎℎ ==187 5677/
Determinar : La potencia (P) =?
Para mantener la velocidad constante.
SOLUCIÓN transformación transformación de unidades :
1ℎ 187 kmh . 1000 1 . 3600 = 51.9 /
Se aplica sumatoria de fuerzas en los ejes coordenados x e y :
=∗ = (936 ) ) 9.8 =9172.8 ∑ = 0 ===09172. 72.8 (0.500)( =∗=( =∗= 00)(9172. 9172.8 ) ) =4586.4 =.⃗ = . .⃗ ⃗= 0
Determinar : La potencia (P) =?
Para mantener la velocidad constante.
SOLUCIÓN transformación transformación de unidades :
1ℎ 187 kmh . 1000 1 . 3600 = 51.9 /
Se aplica sumatoria de fuerzas en los ejes coordenados x e y :
=∗ = (936 ) ) 9.8 =9172.8 ∑ = 0 ===09172. 72.8 (0.500)( =∗=( =∗= 00)(9172. 9172.8 ) ) =4586.4 =.⃗ .⃗ ⃗= 0 = . = = 4586 4586.4.4 567 567 = = 5153 5153.4.4 La potencia será de :
=∗ = (5153.4 ) ) 51.9 =267461.46 ( () = 267.461 461
CONCLUSIONES El grupo de estudiantes debe redactar las conclusiones del trabajo realizado en una hoja independiente del resto del trabajo, después del desarrollo de los ejercicios y antes de las referencias bibliográficas. Cada estudiante presenta como mínimo una conclusión. NOTA. Al final de la conclusión, debe indicarse entre paréntesis el nombre del autor y el año de presentación de la misma; por ejemplo;
Con el desarrollo del presente trabajo colaborativo Fase No 1, se comprendió que en el movimiento circular uniforme, el módulo de la velocidad vel ocidad es constante (Edson Benítez, 2016) NOTA: En el momento en que el grupo de estudiantes tenga definidas las conclusiones, debe borrar el contenido de la presente hoja.
CONCLUSIONES El grupo de estudiantes debe redactar las conclusiones del trabajo realizado en una hoja independiente del resto del trabajo, después del desarrollo de los ejercicios y antes de las referencias bibliográficas. Cada estudiante presenta como mínimo una conclusión. NOTA. Al final de la conclusión, debe indicarse entre paréntesis el nombre del autor y el año de presentación de la misma; por ejemplo;
Con el desarrollo del presente trabajo colaborativo Fase No 1, se comprendió que en el movimiento circular uniforme, el módulo de la velocidad vel ocidad es constante (Edson Benítez, 2016) NOTA: En el momento en que el grupo de estudiantes tenga definidas las conclusiones, debe borrar el contenido de la presente hoja.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Las referencias bibliográficas bibliográficas deben presentarse con con base en las normas APA. El documento de las normas APA, puede descargarse descargarse del entorno de conocimiento del curso de física general.
Ejercicio Colaborativo:
Imagen del ejercicio colaborativo de la unidad 2.
