Colaboratibo 1 De física

Objetivos

Resaltar la importancia de la física en la comprensión de fenómenos y situaciones que ocurren cotidianamente.

Identificar los diferentes sistemas de medidas existentes y sus correspondientes unidades.

Adquirir destrezas para realizar conversiones de unidades de un sistema de medias a otro

Aprender a realizar diferentes operaciones con vectores.

Analizar y dar solución a situaciones relacionadas con movimientos tanto lineales como en dos dimensiones.

1. Un automóvil sobre una pista rectilínea acelera a razón de 220millas/h2, cuál es su aceleración en:

a. millas/s2.

b. El sistema inglés.

c. El sistema internacional.

Solución:

220 millas/h2

Millas/s2

220 millas/h2 = 220 millas

h.h

220 millas = 220 millas __1h___ ___1h__ = __220 millas__

h.h h.h 3600 sg 3600 sg 12960000 s2

= 220 millas = 1.6975 x 10-5 millas

h2 s2

220 millas/h2 Sistema Ingles

220 millas = 1.6975 x 10-5 millas = 5280 ft = 0.0896 ft

h.h s2 1 milla s2

Sistema internacional

220 millas/h2 ? m/s2

220 millas = 10,0896 _ft_ 0.3040 m = 0.0272 m/s2

h2 s2 1 ft

2. Un astronauta en su proceso de entrenamiento, utilizando los simuladores de vuelo experimenta una aceleración de 1,4g, donde g=9,8m/s2. ¿Qué valor tiene la aceleración que experimenta expresada en :

a. m / min2?

b. Millas / h2?

c. El sistema inglés?

Solución:

a= 1,4g g= 9,8 m/s2

a = 1.4g * 9.8 m/s2 = 13.72 m/s2

13.72 m/s2 = 13.72 _m_ 60 s 60 s = 49.392 m/min2

s.s 1 min 1 min

13.72 m/s2 = 49.392 m/min2

Millas/h2

13.72 m/s2 = 13.72 _m_ 1 milla__ 3600 s 3600 s = 110487.03 millas/h2

s.s 1609.34m 1 h 1 h

Sistema ingles ft/s2

13.72 m/s2 = 13.72 _m_ 3.281 ft = 45.015 ft/s2

s2 1 m

3. Suponga que llenar un tanque de gasolina de 30gal dura 7min. ¿A qué rapidez se llena en m3/s? ¿Qué tiempo en horas se requiere para llenar un volumen de 42ft3 a la misma proporción?

1 galón = 3,786 Litros

30 gl_ = 30 gl x 3,786 L x 1 m3 x 1 min = 113,58 m3 = 2,704x10-4 m3

7 min 7 min 1 gl 1000 L 60 s 420000 s s

Para determinar el tiempo que se requiere para llenar el volumen dado debe expresarse la razón en ft3/n

2,704x10-4 m3 = 2,704x10-4 m 1 ft 3 3600 sg = 0.97344 m3 ft3

s s 0.3048 m 1 h 0.028317 m3h

2,704x10-4 m3 = 34,377 ft3

S h

El tiempo para llenar un volumen de 42ft3 es:

E = 42ft3 * 1h = 1,222 h

34,377 ft3

4. Para ir de su casa al trabajo Pedro recorre 6Km 30ºSureste y luego 8km a 30° al Oeste del sur. ¿Dónde está ubicado el trabajo de Pedro con respecto a su casa?

Rx = Ax + Bx Ry = Ay + By

Ax = 6 sen 30 Ay = 6 Cos 30

Ax = 3 km Ay = -5.196 km

Bx = 8 cos 30 By = 8 sen 30

Bx = -6.92 km By = -4 km

R = √(( -3.92)^2+( -9.196)^2 )

R = 10 km

Rx = 3 + (-6.92) = -3.92 km

Ry = -5.196 – 4 = -9.196 km

σ = Tan -1 C . Q

C. A

σ = Tan -1 Rx

Ry

σ = Tan -1 -3.92_

-9.196

σ = 23.08°

El trabajo de pedro está a 10 km 23.08° al sur o este

5. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas F1 = 30N -140º y F2 = 50N 30º. ¿Cuál es la magnitud y dirección de la fuerza resultante?

F1 = 30N – 140° F2 = 50N 30°

Ax = A cos σ Ay = A sen σ

Ax = 30 cos 40 Ay = 30 sen 40

Ax = -22.98 N Ay = -19.28 N

Bx = A cos σ By = A sen σ

Bx = 50N cos 30° By = 50N sen 30°

Bx = 43.30 N By = 25 N

Rx = Ax + Bx

Rx = -22.98N + 43.30N = 20.32N

Ry = -19.28N + 25N = 5.72N

R = √(〖Rx〗^2+〖Ry〗^2 )

R = √(( 20.32)^2+(5.72)^2 )

R = 21.10N

σ = Tan -1 Ry

Rx

σ = 15.72° Noreste

6. Una ruta escolar realiza diariamente los siguientes recorridos: 9Km al Sur, luego 8Km 40° Oeste del Norte, después 5Km Suroeste y finalmente, 6Km -120°. ¿Cuál es el vector desplazamiento resultante de la ruta escolar?

Ax = 0

Ay = 9 km

Bx = 8 km sen 40° By = 8 km cos 40°

Bx = -5.143 km By = 8 km -6.128 km

Cx = 5 km sen 45° Cy = 5 km cos 45°

Cx = -3.53 km Cy = -3. 53 km

Dx = 6 km cos 60° Dy = 6 km sen 60°

Dx = -3 km Dy = -5.196 km

Rx = -5.143 – 3.53 – 3 Ry = -9 - 6.128 – 5.196 – 3.53

Rx = -11.673 km Ry = -23.854 km

R = √(〖Rx〗^2+〖Ry〗^2 )

R = √((-11.673)^2+(-23.854)^2 )

R = 26,56 km

σ = Tan -1 -23.854

-11.673

σ = 63.92° En dirección sur oeste

7. El movimiento (posición) de un jugador de futbol en un campo se ilustra en la siguiente tabla:

t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

P(m) 2 8 8 8 0 -8 -4 0 -3 -6 -6

a) Determine el desplazamiento del jugador en cada intervalo.

b) Determine el desplazamiento total del jugador.

c) Determine la distancia recorrida y la rapidez de todo el movimiento.

d) Determine la velocidad de cada intervalo, y la velocidad de todo el recorrido.

Desplazamiento del jugador en cada intervalo

∆x = x2 – x1

Para t = 0 a t = 10

∆x1 = 8 - 2

∆x1 = 6 m

Para t = 10 a t = 20

∆x2 = 8 - 8

∆x2 = 0 m

Para t = 30 a t = 20

∆x3 = 8 - 8

∆x3 = 0 m

Para t = 40 a t = 60

∆x4 = 0 - 8

∆x4 = -8 m

...