FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 FASE 4_Trabajo_Colaborativo_2 UNIDAD 2: DINÁMICA Y ENERGÍA.
Presentado a: Manuel Julián Escobar Tutor
Entregado por: Carmen Rosa Gómez Martínez Código: 1.118.120.200 Fabián Oswaldo Torres Código: 1.118.533.838
INTRODUCCIÓN
Newton logró comprobar con la Segunda Ley que el efecto de la fuerza no es proporcional a la velocidad del objeto sino a la aceleración, según esto un objeto no puede seguir una trayectoria curva a menos que sobre ella exista una aceleración producto de la fuerza, de lo contrario si no existiera su movimiento sería rectilíneo. La energía está presente en todos los cuerpos, cuando este cuerpo está en movimiento se le conoce como energía cinética, en cambio cuando este está en reposo recibe el nombre de energía potencial; la fuerza es la interacción que existen entre dos cuerpos y trasforma la energía potencial en cinética y esta es inversamente proporcional a la masa del cuerpo; lo cual significa que un cuerpo con menos masa se acelerará más rápido que uno con mayor masa; como resultado de la aplicación de la fuerza sobre un cuerpo en reposo para transformar a energía potencial se le llama trabajo.
Unidad 2 “DINÁMICA Y ENERGÍA” Desarrollo de los ejercicios individuales y colaborativo:
Nombre del estudiante No 1:
Ejercicio No 1: ¡Segunda ley de Newton!
CARMEN ROSA GOMEZ MARTINEZ
CARMEN ROSA GOMEZ MARTINEZ
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 6.70 kg y la masa que se encuentra sobre el plano inclinado sin fricción tiene una masa de 33.6 kg, entonces determine:
A. La aceleración del sistema, si el ángulo de inclinación del plano inclinado es de 50.7° grados, con respecto respect o a la horizontal y asumiendo que el sistema parte del repos o. 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 al ejercicio No 1 Dato No
Valor
= = = = = = = = =
Sigla
6,70 Kg 33,6 Kg 50,7 ° N/A N/A N/A N/A N/A N/A Solución del ejercicio No 1
Nombre de La unidad Kilogramos Kilogramos grados
1= 1 = 6.70 7 0 1= 1 = 33.6 33.6 = ? =50.7 = = = 0.500 ⁄ = 0.0 = 0.0 En los dos ejes se mueven los bloques:
= ∗ = 6.70 .70 ∗ 9.8 ⁄ = . . = ∗
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. MASA magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración producida por una fuerza que actúa sobre él
TENSIÓN: fuerza que es
ACELERACION:
ejercida mediante la acción de un cable, cuerda, cadena u otro objeto sólido similar
magnitud vectorial que nos indica la variación de velocidad por unidad de tiempo
= 33.6 ∗ 9.8 ⁄ = . = ∗ 50.7° =329,28 ∗ 50.7 ° = . = ∗ − = ∗ = ∗ − = ∗ Al resolver el sistema se obtienen valores de
− = ∗ − = ∗ − = + ∗ = −/ + = 254.81−65.66 6.70+33.6 = 189.15 40.3 = . ⁄ Rta a/ = . ⁄
= ∗ + = 6.70∗ 4.69 ⁄ +65.66 =31.423 +65.66 =. Rta b/ . = 0.5 00 ⁄ = 0 = + 2 ∗ ∗ = 2 ∗ ∗ = 2∗ = 20.∗54.0069⁄ ⁄ = . Rta c/ = . Valor Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado Respuesta 1 (Estudiante No 1) A. B. La aceleración del sistema cuando este está a 50.7° es de C. La tensión de la cuerda es de La altura en la que la masa tiene mas velocidad es a D. N/A E. N/A
4.6 9 ⁄ 97.083 0.0266
97.083
4.69 / 0,0266
Ejercicio No 2:
CARMEN ROSA GOMEZ MARTINEZ Trabajo realizado por una fuerza constante Una caja fuerte debe ser reubicada, para lograr la nueva ubicación se tira con una fuerza de F 76.6 N en la dirección de 31.0 grados sobre la horizontal. Con base en esta información, determine el trabajo desarrollado por la fuerza al tirar la caja fuerte una distancia de 9.40 m
Presente en los tres espacios inferiore s, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Nombre de TRABAJO: Producto de la fuerza Sigla La unidad ejercida sobre un cuerpo por su
Valores asignados al ejercicio No 2 Dato No
= = = = = = = = =
Valor 76,6 31,0 9.42 N/A N/A N/A N/A N/A
N ° m
N/A
Newton Grados Metros
desplazamiento Magnitud: Trabajo (W) Tipo: Magnitud escalar Unidad SI: Joule (J) Otras unidades: Kilojoule (kJ) Kilográmetro (kgm)
Solución del ejercicio No 2
→
=∗∗ = 76.6 ∗ 31°∗ 9.4 = . .
Valor solicitado A. B. C. D. E.
Respuesta
= 617.1 9 .
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 (Estudiante No 1)
N/A N/A N/A N/A
Ejercicio No 3: CARMEN ROSA GOMEZ MARTINEZ Potencia. Sobre una pista horizontal que presenta un coeficiente cinético de rozamiento μk de 0.500, se desplaza un auto de carreras, cuya masa es 838 kg a una velocidad constante de 189 km/h. Sabiendo que la fricción con el aire es de 502 N, entonces, determine:
A.la potencia que debe desarrollar el bólido para mantener la velocidad constante. Valores asignados al ejercicio No 3 Nombre de La unidad
Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = =
838
kg
189
km/h
502 N/A N/A N/A N/A N/A
N N/A N/A N/A N/A N/A
Kilogramo Kilometro por hora Newton N/A N/A N/A N/A N/A
N/A
N/A
N/A
=
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. POTENCIA (símbolo P) es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación
La fuerza de fricción o la fuerza de rozamiento es la fuerza que existe entre dos superficies en contacto, que se opone 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). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto.
=0.5 = 838 = 189 ⁄ℎ = 52.5 ⁄ =502 =? =→==838∗9.8 =8212.4 =0.5∗8212.4 = 4106.2 + =502+4106.2 + = 4608.2 =∗ =4608.2∗52.5 = 241930.5 = . Valor solicitado Respuesta A. B. N/A C. N/A D. N/A E. N/A
241.93
Solución del ejercicio No 2
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 (Estudiante No 1) La velocidad se mantiene constante a una potencia de 241.93 Kw
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Nombre del estudiante No 2:
FABIAN OSWALDO TORRES
Ejercicio No 1:
FABIAN OSWALDO TORRES
m kg
Segunda ley de Newton: Una carreta cargada con bultos tiene una masa total de , se hala con rapidez constante por medio de una cuerda. La cuerda está inclinada sobre la horizontal y la carreta se mueve sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el suelo y la carreta es de . Con base en la anterior información, determine: A. La tensión en la cuerda. B. El trabajo que efectúa la cuerda sobre la carreta. C. La energía perdida debido a la fricción.
θ
m d
Valores asignados al ejercicio No 1 (Estudiante No 2) Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = = =
18,0 21,0 17,0 0,449 N/A N/A N/A N/A N/A
Kg ° m
Nombre de La unidad Kilogramo Grados Metro micra
μ
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Diagrama de cuerpo libre: Boceto de un objeto de interés despojado de todos los objetos que lo rodean y mostrando todas las fuerzas que actúan sobre el.
Fuerza de fricción: Fuerza que se opone al desplazamiento de un cuerpo sobre una superficie.
Solución del ejercicio No 1 Datos: m= 18 Kg inclinación de la cuerda θ=21° desplazamiento carreta x=17 m coeficiente de fricción µ=0.449
A. Tensión de la cuerda: realizamos un gráfico para entender mejor los datos.
∑ ⃗ = ∗⃗
Utilizamos la segunda ley de n ewton Para desarrollar esto tenemos de tener dos partes una del eje x y otra en el eje Y. Nos vamos a fijar las fuerzas que tenemos en el eje x
− = ∗ como se sabe que la rapidez es constante = 0 = Vamos hallar f x por medio de la siguiente formula ayudándonos de siguiente dibujo
cos= =∗cos ya tenemos la primera ecuación, ahora vamos a buscar la segunda ecuación.
= ∗
N= normal
Nos ubicamos en el eje Y
+ − = ∗ como se sabe que la rapidez es constante = 0 tenemos + = = − remplazamos el peso (p)
= ∗ − =∗sin Ahora vamos a reemplazar la desigualdad
=
∗ cos = ∗ ∗ cos = ∗ ∗ − seguimos reemplazando ∗ cos = ∗ ∗ − ∗ sin como en ambos lados tenemos f sacamos factor común para despejar ∗ cos = ∗ ∗ − ∗ sin pasamos a la izquierda todos los términos que tengan f ∗ cos + ∗ sin = ∗ ∗ sacamos factor común cos + ∗ sin = ∗ ∗ ∗∗ = cos+∗sin Sustituimos
0.449∗18∗9.8 = cos21+0.449∗sin21 79.20 = 0.933+0.449∗0.358 79.20 = 0.933+0.160 = 79.20 1.093 =72.46 Newtons. B. Utilizamos la ecuación =∗∗cos = 72.46 ∗ 17 ∗ cos21
=1231.82∗0.93 =1145.6 C.
Utilizaremos la siguiente formula
= ∗∗cos180 = ∗ ∗ ∗ −1 =−∗ ∗−∗sin ∗ = −0.449 ∗ [18 ∗ 9.8 − 72.46 ∗ sin21]∗17 = −0.449 ∗ 176.4−26.09 ∗17 = −0.499 ∗ 150.31 ∗17 = −1275.08 Valor Respuesta solicitado A. 72.46 Tensión Newtons cuerda B. Trabajo ejercido por la cuerda C. Energía perdida por fricción D. E.
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 1 (Estudiante No 2)
1145.6
−1275.08
Ejercicio No 2:
FABIAN OSWALDO TORRES
Teorema Trabajo -Energía cinética. El conductor de una empresa de mensajería inicia el recorrido con su furgón, para la entrega de mercancías, durante el trayecto en carretera, alcanza una velocidad de v1 km/h (d1), de repente se acerca a una zona residencial, por lo que frena y disminuye su velocidad a v2 km/h (d2), si el furgón junto con la mercancía tiene una masa m m kg (d3), calcule la energía cinética inicial, la energía cinética final y el trabajo efectuado por los frenos
Valores asignados al ejercicio No 2 (Estudiante No 2) Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = = =
71,0
Km/h
94,0
Km/h
514 N/A N/A N/A N/A N/A N/A
Kg
Presente en los tres espacios inferiore s, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
Nombre de La unidad Kilometro por hora Kilometro por hora kilogramo
Energía cinética: Es aquella energía que posee un cuerpo debido a su movimiento, es decir, es el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.
Formula:
= 12
Solución del ejercicio No 2 Datos:
= = = = debemos convertir las velocidades a m/s ya que el producto final de la energía cinética se da en Joule y las unidades de estos es . Para poder desarrollar la fórmula de energía cinética
= 71 ∗ ∗ cancelamos Km y Hora. =19,72 = 94 ∗ ∗ cancelamos Km y h. =26.1 Después de haber realizados las conversiones de velocidad podemos desarrollar la fórmula de energía cinética.
= 12
1.A Energía cinética inicial
= 12 ∗ 514 ∗ 19,72 / = 12 ∗ 514 ∗388,88 = 12 ∗ 199884,32 = 99942,16 1.B Energía cinética final.
= 12 ∗ 514 ∗ 26,1 / = 12 ∗ 514 ∗681,21 = 12 ∗ 350141,94 = 175070,97
1.C Trabajo efectuado por los frenos
= − = 175070,97 −99942 = 75128,81 Valor solicitado A. Energía cinética inicial B. Energía cinética final. C. Trabajo realizado por los frenos D. E.
Respuesta
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 (Estudiante No 2)
99942,16 175070,97 75128,81
Ejercicio No 3:
FABIAN OSWALDO TORRES
Potencia. En una obra de construcción de un conjunto de torres de edificios es necesario utilizar una grúa para subir los materiales hasta los pisos más elevados. Este tipo de máquina requiere de una cantidad de potencia mínima para elevar cierta masa. En el caso particular en el que la grúa sube m ton (d1) de masa, una altura de h m (d2), en un tiempo de subida de t s (d3), determine el valor de la mínima de potencia que desarrolla la grúa en estas condiciones. Valores asignados al ejercicio No 3 (Estudiante No 2) Dato No
Valor
Sigla
Nombre de
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarr ollo del ejercicios. Potencia: Trabajo: Ecuaciones:
= = = = = = = = =
La unidad 3,86 ×103 21,0 50,0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A
ton m s
Tonelada metro segundos
Es la cantidad de trabajo efectuado por una unidad de tiempo
es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza, en el cual se produce una transferencia de energía al mismo.
=
Solución del ejercicio No 3
Datos:
=.× = = =. Lo primero que debemos realizar es un gráfico del problema.
=
La ecuación a utilizar para el desarrollo de este problema es , pero para poderla desarrollar debemos despejar primero trabajo(W) con la formula respectiva donde sabemos que la fuerza es igual y la distancia la reemplazamos por la altura, en general la ecuación quedara así:
=∗
= ∗ ∗ ℎ
=∗
Pero antes debemos convertir la notación científica a nú mero natural, donde quedara 3860 ton. Después convertirla a Kg
3860 ∗ cancelamos unidades de ton y quedaran Kg 3860000 Iniciamos con el desarrollo de la ecuación
3´860.000 ∗9.8 ∗ 21 = 50
= 794´388.000 50 =15´887.760 (vatios) Valor solicitado A. Potencia. B. C. D. E.
Respuesta
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 3 (Estudiante No 2)
15´887.760
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Unidad 2 “DINÁMICA Y ENERGÍA” Desarrollo de los ejercicios individuales y colaborativo:
Nombre del estudiante No 3:
Ejercicio No 1:
JHON FREDY ROMERO
JHON FREDY ROMERO
Segunda ley de Newton. Una lámpara está colgada a la mitad de una soga, de manera que cada segmento de la soga forma un ángulo 8° con la horizontal, como se muestra en la figura. La tensión sobre cada segmento de la soga es 158N Si la fuerza resultante sobre la lámpara es cero, determine el peso de la lámpara.
Valores asignados al ejercicio No 1 Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = = =
Nombre de La unidad
8,00 158 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
° N
grados Newton
Solución del 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. La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
=∗
Sabemos que los objetos solo pueden acelerar si hay fuerzas actuando sobre ellos. La segunda ley de Newton nos dice exactamente cuánto puede acelerar un objeto para una fuerza neta dada
Valor Respuesta solicitado
41,75=
A.
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 1 (Estudiante No 3)
=− ∑ = 1508°− 150cos(8°) =0 ∑= + − = 0 por estar en equilibrio 1508° +1508° − = 0 41,75= Como el peso W es igual 41,75=
B. C. D.
E.
Ejercicio No 2:
JHON FREDY ROMERO
Teorema Trabajo-Energía cinética. Por medio de un plano inclinado se desea subir un bloque a una altura de 14,2 m ¿Cuánto trabajo realizo si deseo hacer esta actividad en 14 s a una fuerza constante sobre el bloque? Tenga presente que el bloque tiene una masa de 496 kg, el coeficiente de fricción del plano es 132 y la inclinación del plano es de 48° respecto al eje horizontal. Valores asignados al ejercicio No 2 Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = =
Nombre de La unidad
14,2 14,0 496 132 48,0 N/A N/A N/A
m S kg
Metros segundos kilogramos
°
grados
=
N/A
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. En mecánica clásica, se dice que una fuerza realiza trabajo cuando altera el estado de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de manera acelerada. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work ) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades
La energía cinética de un cuerpo está determinada por la velocidad que tenga este y su masa. La energía cinética es igual a un medio del producto entre la masa y el cuadrado de la velocidad.
La energía potencial es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la altura a la que se encuentra desde un centro de referencia. Por ejemplo, desde el suelo.
Solución del ejercicio No 2
Valor Respuesta solicitado A.
= ,
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 2 (Estudiante No 3) El esquema que representa la situación es:
B. C. D.
La hipotenusa representa la distancia que se debe desplazar la masa para alcanzar una altura de 14,2 m
E.
sin48°= 14,2 ℎ 14,2 ℎ = sin48° =19,1 Usando la fórmula de distancia = + + la aceleración del sistema hallaré 19,1 = 0 + 0 + 14 2 19,1 = 196 2 19,1 = 98 19,1 = 98
=0,195
∑ = ∗ =496∗0,195 =96,67
Teniendo en cuenta la segunda ley de Newton
Usamos la fuerza total del sistema o fuerza neta ya que existe fuerza de rozamiento y componente de x del peso que disminuye la intensidad de la fuerza aplicada. Según la fórmula de trabajo
=∗∗cos =496∗19,1∗cos0° = ,
Pero el trabajo se realiza en la misma dirección del suelo por tanto
Ejercicio No 3:
=0°
JHON FREDY ROMERO
Energía cinética y potencial. En una práctica realizada en el laboratorio de Física de la UNAD, se debe analizar los conceptos de energía cinética y potencial de un sistema, para ello se lanza un balón de 2kg de masa verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 26 m/s, y se solicita determinar: A. la energía cinética después de 1,7 s segundos. B. El valor de la energía potencial en su altura máxima.
Valores asignados al ejercicio No 3 Dato No
Valor
Sigla
=
Nombre de La unidad
2,00
kg
kilogramos
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. La energía cinética de un cuerpo está
La energía potencial es igual a la
= = = = = = = =
26,0
m/s
1,70 N/A N/A N/A N/A N/A N/A
s
Metros por segundo de velocidad segundos
determinada por la velocidad que tenga este y su masa. La energía cinética es igual a un medio del producto entre la masa y el cuadrado de la velocidad.
masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la altura a la que se encuentra desde un centro de referencia. Por ejemplo, desde el suelo.
Solución del ejercicio No 3 Valor solicitado A. B. C. D.
E.
Respuesta
= , = 676,004
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 3 (Estudiante No 3) Teniendo en cuenta la ecuación del movimiento rectilíneo variado determinar la velocidad luego de 1,7 segundos
= − por ser desacelerado para
= 26 −9,8 1,7 = 26 −16,66 =9,34 Como = = 2 9,34 2 = , para hallar la distancia máxima usaré la expresión = −2 por ser desacelerado 0 =26 −2 −26 =−2 −676 −29,8 = =34,49 Como = ∗ ∗
=2∗9,8 ∗34,49 =, _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Nombre del estudiante No 4:
DIANA ISABEL VEGA
Ejercicio No 1:
DIANA ISABEL VEGA
Segunda ley de Newton. Un bloque de masa y un bloque de cobre de se conectan de una soga ligera que pasa por una polea de masa despreciable y sin fricción. Los bloques se mueven sobre un bloque o cuña fija de acero con un ángulo de grados. Determine la aceleración de los dos bloques y la tensión de la soga:
A. Sí el bloque m1 es de aluminio. B. Sí el bloque m1 es de acero. C. Presente una conclusión con base en los resultados obtenidos en A) y B). NOTA: Tenga en cuenta los valores de los coeficientes de fricción entre diferentes superficies, presentados en la siguiente tabla para realizar los cálculos propuestos en A) y B).
Tabla de coeficientes de fricción entre algunas superficies:
1
Valores asignados al ejercicio No 1 Dato No
= = = = = = = = =
Valor
Sigla
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
3,00 8,00 40,0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A Solución del ejercicio No 1 Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado 1 (Estudiante No 4)
A. B. C. D. E. Ejercicio No 2:
DIANA ISABEL VEGA
Trabajo (Fuerza de fricción). Para mover una mesa de m kg (d1) de masa en el laboratorio de física, es necesario empujarla x m (d2) a la derecha y luego y m (d3) hacia adelante, ya que hay otra mesa que obstaculiza el desplazamiento, con un solo movimiento.
Si quien empuja la mesa hace una fuerza constante de F N (d4) y el coeficiente de fricción entre la mesa y el suelo es de , determine:
d
a. El trabajo neto realizado al mover la mesa (Primero a la derecha y luego hacia adelante) b. El trabajo neto realizado si la mesa se empuja en línea recta, con un solo movimiento. c. Compare los resultados obtenidos en A) y B) y presente una conclusión con base a estos. Valores asignados al ejercicio No 2 Dato No
= = = =
Valor 37,0 2,43 1,33 247
Sigla
Nombre de La unidad
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
= = = = =
0,166 N/A N/A N/A N/A Solución del ejercicio No 2 Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado 2 (Estudiante No 4) A. B. C. D. E. Ejercicio No 3:
DIANA ISABEL VEGA
Potencia. Se desea empujar un stand de masa m kg (d1) sobre una superficie horizontal; si la fuerza de rozamiento es de F N (d2), entonces, determine la potencia que se debe aplicar para desplazarlo a una velocidad constante de v km/h (d3) Valores asignados al ejercicio No 3 Dato No
= = = = = = = = =
Valor
Sigla
21,0 24,0 7,0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A Solución del ejercicio No 2
Nombre de La unidad
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios.
Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado 2 (Estudiante No 4) A. B. C. D. E.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Nombre del estudiante No 5:
JULLY MARITZA MARTINEZ
Ejercicio No 1:
JULLY MARITZA MARTINEZ
Segunda ley de Newton. Un semáforo de m kg (d1), está suspendido tal como se muestra en la figura, donde el ángulo tiene un valor de . Respecto al sistema se necesita saber si la tensión del cable más inclinado (T1) es mayor o menor que la del otro cable (T2). Para ello realice el siguiente procedimiento:
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del sistema (Tenga en cuenta que sobre el sistema actúa una fuerza
vertical hacia abajo que corresponde al peso del semáforo, el cual se llamará P 3) b) Descomponga (Eje horizontal y vertical) las fuerzas de tensión inclinadas en sus componentes
rectangulares y defina las ecuaciones de equilibrio del sistema. c) Apoyado en las ecuaciones que planteó en el apartado anterior (B), determine los valores de las tensiones T1 y T2. Valores asignados (Estudiante No 5)
al
ejercicio
Dato No
Valor
Sigla
= = = = = = = = =
14,0 63,0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
kg °
No
1 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 kilogramos grados F=mg Teorema de Pitágoras
Solución del ejercicio No 1
=. =14∗9.8/ =137.2 =0=2 −1 = 0 =0=1 + 2 – = 0 1=1.962 0.891+0.452−137.2=0 0.891.962+ 0.452= 137.2 1.752+0.452=137.2 2.22=137.2
2=62.36 1 = 1.9662.36 1=122.2 Valor Respuesta solicitado 1= 122.2 A. 2=62.36 B. C. D. E. Ejercicio No 2:
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No 1 (Estudiante No 5) Al determinar las sumatoria de fuerzas de un Sistema en equilibrio podemos encontrar las respuestas a las incógnitas plateadas a través de resolución de ecuaciones.
JULLY MARITZA MARTINEZ
Teorema Trabajo-Energía cinética. Un patinador se deja deslizar por una rampa, en el punto más bajo logra adquirir una velocidad v m/s (d1). La rampa final tiene un coeficiente de fricción de μ (d2) y una longitud de x m (d3). Con base en esta información, determine el valor de la velocidad de salida de la rampa final, si se sabe que el peso del patinador es de m kg (d4) y el ángulo de la rampa final es de θ grados (d5).
Valores asignados al ejercicio No 2 Dato No
= = = = = = = = =
Valor
Sigla
8,00
m/s
0,368
μ
486 73,0 24,0 N/A N/A N/A N/A
m kg °
Solución del ejercicio No 2
Nombre de La unidad Metros por segundo Coeficiente de fricción metros kilogramos Grados
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del ejercicios. Teorema de conservación de energía
( ∗ ) + = ( ∗ ) +
Wfr=fr*d Fr= u*N [1]
=/ =∗ =24°∗486 =198 −=∆ −∗=− − ∗ ∗ = _ − _ ∗∗∗∗=−_ + _ + _ + _ ∗∗∗∗=−1/2 ∗ ^2 + ℎ + 1/2 ∗ ^2 + ℎ á ∗∗∗=−1/2 ∗ ^2 + ℎ + 1/2 ∗ ^2 + ℎ
0.368∗9.8 ⁄ ^2 ∗24°∗486=− 1/2 ∗ ^2 + 9.8 ⁄ ^2 ∗198 + 1/2 ∗ 8^2 ⁄ − 9.8 ⁄ ^2 ∗0 1601=−1/2 ∗ ^2 +1940.4+32+0 1601−1972.4=−1/2 ∗ ^2 −371.4=−1/2 ∗ ^2 −2∗−371.4= ^2 742.8= ^2
√ 7 42.8=
./= ó í
Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado 2 (Estudiante No 5) A. 27.3m/s Nota. La energía total es igual a la resta de la energía en el punto a menos la energía en el punto b B. C. D. E.
Ejercicio No 3:
JULLY MARITZA MARTINEZ
Potencia. El ascensor de un conjunto residencial de masa m1 kg (d1) transporta a tres personas, las cuales tiene una masa combinada de igual a m2 kg (d2). Si los rieles por los que se desliza el ascensor ejercen una fuerza de fricción constante que retarda su movimiento de F N (d3). Determine el valor de la potencia debe proporcionar el motor del ascensor para levantar el elevador y a sus pasajeros con una rapidez constante de v m/s (d4). Valores asignados al ejercicio No 3 Dato No
= = = = = = = = =
Valor 812 212 272 3,00
Sigla kg kg N m/s
N/A N/A N/A N/A N/A Solución del ejercicio 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 Kilogramo kilogramo newton Metros por segundo [1]
= = ∗ =∗
= =∗ F=Fpeso+Ffricción = (812+212 ∗9.8 )+272 F=10035.2N+272N F=10307.2N
=∗ =.∗⁄
P=30921.6Watts P=31Kwatts
Valor Respuesta Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio No solicitado 3 (Estudiante No 5) A. P=31Kw El cálculo de potencia nos permite determinar el consumo de energía que necesita una máquina para funcionar con determinados parámetros, además sirve para el diseño ya que nos permite calcular que B. potencia debemos comprar para una máquina. (Guzman, 2011) C. D. E.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ejercicio Colaborativo: 100413_56 En el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal actúa sobre el objeto de . La superficie horizontal no tiene rozamiento. La polea no tiene masa ni fricción. A partir de la información anterior y la gráfica:
⃗
A. Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques. B. Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración del bloque de , en función de . C. Trace una gráfica cuantitativa de en función de (incluyendo valores negativos de ). ¿Para qué valores de acelera hacia arriba el objeto de ? ¿Para qué valores de permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante? D. Respondan las siguientes preguntas: i. ¿Para qué valores de queda distensionada la cuerda? ii. ¿Es válida la gráfica trazada en la parte (c) para esos valores? Y ¿Por qué?
Imagen del ejercicio colaborativo de la unidad 2.
Valores asignados al ejercicio Colaborativo de la Unidad No 2 “Dinámica y Energía” Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrol lo del ejercicios.
Dato No
= = =
Valor Sigla 8,30 4,19
Kg Kg
Nombre de La unidad kilogramo Kilogramo
Solución del Ejercicio Colaborativo
de la unidad “Dinámica
y Energía” Unidad No 2.
A. Trace los diagramas libres para cada uno de los bloques:
del bloque de 8.30 , en función de . =
B. Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración
1
2 − = = + − − = − = + − = +
−4.19∗9.8 = 8.3+4.19
C.
−. = . Trace una gráfica cuantitativa de en función de (incluyendo los valores negativos de ). Para que valores de acelera hacia arriba el objeto de ? Para que valores de permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante? Utilizamos la ecuación para encontrar los valores de = −41.062 12.49 = −60−41.062 12.49 =−8.091 = −50−41.062 12.49 =−7.290 = −40−41.062 12.49 =−6.490 = −30−41.062 12.49 =−5.689 = −20−41.062 12.49 =−4.888 = −10−41.062 12.49 =−4.088 = 0−41.062 12.49 =−3.287 = 10−41.062 12.49 =−2.486
= 20−41.062 12.49 =−1.686 = 30−41.062 12.49 =−0.885 = 40−41.062 12.49 =−0.085 = 50−41.062 12.49 =0.715 = 60−41.062 12.49 =1.516 F x
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
a
-8.091
-7.290
-6.490
-5.689
-4.888
-4.088
-3.287
-2.486
-1.686
-0.885
-0.085
0.175
1.516
Grafica de a en funcion de Fx 2,000 0 -60 n o i c a r e l e c a
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
-2,000 -4,000 -6,000 -8,000
Fx
-10,000
Para los valores F x -60 a 20 el acelera hacia arriba el objeto. Para los valores F x 30, 40, y 50 el sistema permanece en reposo
Valor solicitado
A.
Respuesta
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio Colaborativo de la unidad “Dinámica y Energía” Unidad No 2.
−41.062 = 12.49
B.
Grafica de a en funcion de Fx 2,000 0
-60
C.
n o i c a r e l e c a
-50
-40
-30
-20
-10
0
-2,000 -4,000 -6,000
-8,000 -10,000
Fx
10
20
30
40
50
60
CONCLUSIONES
La segunda ley de Newton no ayudo a desarrollar ejercicios de este trabajo colaborativo, con la cual en hecho reales podemos utilizarla y dar solución algún inconveniente de nuestra vida cotidiana y profesional. (Fabian Torres, 2018)
Los ejercicios aquí planteados son de la vida real, fácilmente podemos reconocer estas leyes cuando se mueve algún objeto: vehículo, cuando se ejerce fuerza sobre un objeto para moverlo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Fabián Torres, 2018 Física y química en video.4 de diciembre del 2016. Problemas resueltos de física. Leyes de Newton. Fuerza con un cierto ángulo de inclinación. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=NavQOoHXdxw. Profesor10demates. 14 de febrero del 2014. Energía y trabajo. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=kMjcruHEjBw
