FÍSICA GENERAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

100413 FISICA GENERAL

DIANA ALEXANDRA PERDOMO

Código 1081397681

NEIVA HUIA

Marzo 2014

RESUMEN PARA RESOLVER ESTOS PROBLEMAS

1. Análisis inicial del problema: Es necesario convencerlos de que el tiempo invertido en el análisis inicial del problema se recompensa con el ahorro que supone no equivocarse de camino. Leer el problema, a extraer la información relevante y a visualizar la situación.

2. Para hallar la solución deben saber dividir el problema en partes, aplicar el principio adecuado a cada sistema y escribir la ecuación correspondiente. Para ello, el estudiante debe de tener bien organizado el conocimiento. Esta organización no debe consistir en un conjunto de fórmulas que haya aprendido de memoria e intente encajarlas en la solución del problema.

3. Por último, se debe verificar la solución, es decir, si el resultado tiene sentido.

Identifique claramente los conceptos involucrados: Esta podría ser la parte más difícil del método, pero una vez aplicada correctamente, los demás pasos van a ser más sencillos. No trate de omitir este paso, pues esto le podría dificultar innecesariamente la solución del problema que está analizando. Debe analizar el problema para identificar cual sería la incógnita que le pide encontrar el ejercicio planteado. La incógnita es finalmente la meta que usted persigue asi que no la pierda de vista durante el proceso de resolución del problema.

Plantee el problema: Trate de dibujar la situación que se plantea en el problema, haciendo un buen diagrama o varios si la situación lo requiere. Esto le ayudara en gran manera a visualizar mejor el ejercicio y plantear cada una de las ecuaciones que va a requerir para hacer los cálculos matemáticos que le darán finalmente la solución que busca. En este punto debe seleccionar muy bien las ecuaciones que va a usar y aplicarlas adecuadamente, recuerde que la ecuación es solo una guía para que Ud. finalmente plantee el modelo y encuentre la solución.

Ejecute la solución del problema: En este punto se hacen los cálculos matemáticos que lo llevaran a la respuesta que busca. Antes de empezar a hacer cálculos, verifique bien cuáles son las variables que conoce y les que debe calcular; de esta forma podrá despejarlas de las ecuaciones que requiera. Una vez tenga bien claro todo lo anterior proceda a hacer los cálculos matemáticos.

Evalúe la respuesta: La meta de resolver un problema en física no es solo encontrar un valor numérico o una ecuación; debe asegurarse que el valor o ecuación que obtuvo como solución es lógico. Pare esto revise lo que resulto del ejercicio y verifique que tiene sentido. Si es necesario revisar alguna calculo o unidad hágalo para que este seguro que el resultado es lo que buscaba y satisface el problema planteado.

SUBTEMA 3: VECTORES (PROBLEMAS TOMADOS DEL LIBRO DE(SERWAY & JEWETT JR., 2008))

12. Un motociclista se dirige al sur a 20.0 m/s durante 3.00 min, luego da vuelta al oeste y viaja a 25.0 m/s durante 2.00 min y finalmente viaja al noroeste a 30.0 m/s durante 1.00 min. Para este viaje de 6.00 min, encuentre a) el desplazamiento vectorial total, b) la rapidez promedio y c) la velocidad promedio. Sea el eje x positivo que apunta al este.

Tomaremos los vectores unitarios i (sentido positivo del eje x) y j (sentido positivo del eje y). Vectorialmente, el viaje del motociclista se expresa, en metros:

1. Hacia el sur: - j (20*3*60) = - j 3600

2. Hacia el oeste: - i (25*60) = - i 1500

3.Hacia el noroeste: -i (30*60*cos45º) + j(30*60*cos45º)= - i (1800 / √2) + j (1800 / √2)

a) Desplazamiento vectorial total: Sumando vectorialmente 1, 2 y 3:

► - i (1500 + 1800 / √2) - j (3600 - 1800 / √2) ≅ - i 2772,79 - j 2327,21

b) La rapidez promedio.

La rapidez es el módulo de la velocidad. Para hallar el valor promedio hay que tomar la longitud del camino y dividirla por el tiempo (5 min):

recorrido (suma de módulos) = 3600 + 1500 + 2772,79 + 2327,21 = 10200

tiempo = 5 min = 300 seg

► rapidez promedio = 10200 /300 = 34 m/s

c) Velocidad promedio

En este caso el concepto es vectorial. Dividiremos el desplazamiento vectorial hallado en a) por el tiempo (300 s):

►Vp = (- i 2772,79 - j 2327,21) / 300 = - i 9,2426 -j 7,75736

(la unidad es m/s)

El módulo de la velocidad promedio será

► | Vp | = √ (9,2426² +7,75736² ) = 12,0666 m/s

13. Las coordenadas polares de un punto son r = 4.20 m y  = 210°. ¿Cuáles son las coordenadas cartesianas de este punto?

14. Un avión vuela desde el campo base al lago A, a 280 km de distancia en la dirección 20.0° al noreste. Después de soltar suministros vuela al lago B, que está a 190 km a 30.0° al noroeste del lago A. Determine gráficamente la distancia y dirección desde el lago B al campo base.

15. Hallar las componentes rectangulares del vector a = 5u, en la dirección 30ª respecto al semieje positivo de las x.

Solución:

Ligamos el vector a, a un sistema de coordenadas cartesianas y lo proyectamos en cada uno de los semieje

de donde

de donde

...