Tarea 2- Unidad 2 – Dinámica y energía Tarea 2, Ejercicios de Física

¡Descarga Tarea 2- Unidad 2 – Dinámica y energía Tarea 2 y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity! FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 Anexo 2 Formato Tarea 2 Tarea 2- Unidad 2 – Dinámica y energía. Tutor (a): Luz Amanda Montes . Grupo: 100413 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INTRODUCCIÓN En el próximo trabajo, encontraremos una serie de situaciones que se desarrollarán con la ayuda de las leyes de Newton, y también se analizarán las fuerzas (como la fricción) debidas al movimiento y los cambios entre diferentes superficies. De igual forma, la aplicación del teorema del trabajo y la energía puede resolver la condición física propuesta, esta actividad es muy importante porque pueden existir otras opiniones sobre los movimientos físicos que ocurren en la naturaleza. DESARROLLO DE LA TAREA 2 “DINÁMICA Y ENERGÍA” Escriba en este espacio la pregunta que formuló a sus compañeros de grupo. 2. Desarrollo de los ejercicios 2, 3 y 4. Ejercicio 2. Leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción- Un diseñador de juguetes no convencionales se encuentra realizando pruebas a un prototipo de mini cohete que tiene las siguientes especificaciones: Masa 635 gramos, Fuerza de empuje que puede generar 13,0 Newton, tiempo de vuelo que tarda en consumir su combustible 3,20 segundos. Asumiendo que el desplazamiento es vertical, que la masa del cohete permanece constante durante el vuelo y que la fricción del aire es despreciable: A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Masa Peso Altura Tiempo Velocidad aceleración Fuerza gravitacional. Principio físico: Leyes de newton 2 y1 Definiciones y/o conceptos: movimiento uniforme acelerado Desarrollo del ejercicio Leyes de movimiento y sus aplicaciones -Sin fricción-: A. Realizar diagrama de cuerpo libre de la situación presentada, teniendo en cuenta que el movimiento se da en dos partes, en la primera es un movimiento acelerado, debido a la fuerza (empuje) que se genera durante los 3,20 segundos que tarda en consumir el combustible; al, la concluir el primer desplazamiento partícula adquiere una rapidez, la misma que tiene en el inicio del segundo tramo. Aplicación de sumatorias en el eje y (vertical): ∑ F y → =m. a⃗y f e−Fg=m . a⃗y Se halla el peso gravitacional con la siguiente formula Fg=m.g Se remplaza Fg=0.635 kg(9.81m /s2) Fg=6.24897 N Aplicación de sumatorias en el eje y (vertical): ∑ F y → =m. a⃗y f e−Fg=m . a⃗y Se despeja la fórmula para hallar aceleración a= f e−Fg m a= 13.0 N −6.24897 N 0.635 kg a=10.6315 B. Hallar la máxima altura que puede alcanzar el cohete. h1=h0+v ot + 1 2 at2 h1=1+ 1 2 (10.6315)¿ h1=54.4333m Se calcula la velocidad final del primer instante que despega el cohete: vf 1=v f +a . t vf 1=10.6315(3.20) vf 1=34.0208 m /s Aplicación de sumatorias en el eje y (vertical): ∑ Fy=m(0) N−Fg=0 N=Fg C. Encuentre una expresión de la aceleración en términos de las fuerzas coeficiente de fricción y la masa del bloque. Fa=Fuerzaaplicada Fa−μ .Fg=m .a Fg=m. g ( peso ) a= Fa−m. g . μK m a= [6,10 x10 3 N−(1000 kg)(9.8m /s2)(0,280)] 1000 kg a=¿3.36m /s2 D. ¿Cuál es la velocidad adquirida por el bloque cuando termina el recorrido? Para hallar la expresión de la aceleración verificamos las fórmulas de movimiento uniformemente acelerado (MUA). Para hallar la velocidad final. a=¿3.356m /s2 ∆ x=53,7 m V x2−v i2=2 a ∆ x V x2=[2(3.356)(53.7)] V x2=360.4 m /s E. Determine el valor de la potencia media que generaron los esclavos para poder desplazar los bloques de piedra. Primero se halla el trabajo para saber la potencia de los esclavos w=|⃗F|.|⃗s|. cos0° Sustituir la formula w=|⃗F|.|⃗s| w=6,10 x103 N .53,7 m .1 w=327570=J Ahora se halla el tiempo para saber la potencia media. v = at Se despeja la variable que se necesita, en este caso el tiempo. T = tiempo T= V x2 a T= 360.4 m /s 3.36m / s2 T=107.2 Seg Teniendo las dos variables podemos hallar la fuerza media. pm= j t pm= 327570 107 .2 Potencia media. pm=3055.69 watts Análisis de los resultados obtenidos Presente aquí un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio 3. Segunda ley de Newton - fuerzas de fricción: Tabla 2. Desarrollo del ejercicio 3. Ejercicio 4. Trabajo, potencia y energía Dos bloques de masas m1=2,80 kg y m2=5,70 kg están en contacto sobre una superficie sin fricción y se les aplican dos fuerzas horizontales F1 = 59,0 N y F2 = 24,0 N tal como se muestra en la figura. A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Aceleración Velocidad Desplazamiento Potencia Fuerza Energía Trabajo Variables físicas: Principios físicos: Leyes de dinámica y energía leyes de newton Variables físicas: Trabajo Potencia dinámica Energía Desarrollo del ejercicio 4. Trabajo, potencia y energía: A. Realice el diagrama de cuerpo libre de cada uno de los bloques. 35=59,0 N−24,0 N El resultado de la aceleración es mayor que cero por lo tanto se mueve hacia la derecha w= f . s ´cos0 °=cos(1) w=f . s⃗cos180 °=cos (−1) w 1=f 1∗s w 1=59,0 N∗0 w 1=0 w 2=f 2∗s w 2=24,0 N∗0 w 2=0 w 1+w 2 wneto=0 E. Determinar la potencia neta sobre el sistema. p= wn t p= 0 2 seg p=0 F. Determinar el cambio de energía cinética en el tiempo estipulado (2,00 s). Ec= mt∗v2 2 Ec= 8.5∗0 2 Ec=0 v= 0 t v= 0 2 v=0 Análisis de los resultados obtenidos Presente aquí un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio 4. Trabajo, potencia y energía: Tabla 3. Desarrollo del ejercicio 4. 3. Desarrollo del ejercicio 5. Ejercicio 5. Un perro llamado Woody se mueve en un plano bidimensional de tal manera que la posición de Woody está determinada por la expresión s⃗= (3,91î – 4,24 ĵ)m. A partir de la anterior información: A. Determine el trabajo realizado por Woody, teniendo en cuenta que la fuerza ejercida en su desplazamiento es: F⃗= (11,4î – 6,70 ĵ)N. B. Determine el ángulo de inclinación entre el vector posición y el vector fuerza. Preguntas orientadoras: 1. ¿Cómo se realiza el producto punto entre dos vectores, por ejemplo A⃗ ∙ B⃗? Es un número real que resulta al multiplicar el producto de sus módulos por el coseno del Angulo que forman. 2. Cuándo se realiza el producto punto ¿genera una cantidad escalar o vectorial? y ¿en el caso del producto cruz que tipo de cantidad genera? El producto punto genera una cantidad escalar y el producto cruz, genera una cantidad vectorial. 3. Sí el trabajo (W )se define como el producto punto entre los vectores desplazamiento s⃗ y fuerza F⃗, entonces, ¿qué tipo de cantidad física es el trabajo? El trabajo es una magnitud escalar representada por el símbolo w, expresada en unidades de energía, es decir en (j) Para que el trabajo se produzca debe haber una fuerza aplicada y un desplazamiento y un Angulo. Desarrollo del ejercicio 5 asignado. A. Determine el trabajo realizado por Woody, teniendo en cuenta que la fuerza ejercida 4. Evidencias revisión del video del ejercicio 1 de sus compañeros. Pegue aquí la primera captura de pantalla de la respuesta a la pregunta formulada por uno de sus compañeros en el ejercicio 1. Pegue aquí la segunda captura de pantalla de la respuesta a la pregunta formulada por uno compañeros en el ejercicio 1, diferente a la captura de pantalla anterior. Tabla 6. Copia de pantalla de las respuestas a las preguntas formuladas por los estudiantes en el ejercicio 1. Conclusiones.  Se aplicaron las leyes de newton para la solución de las diferentes situaciones planteadas.  Se evidenció que la fuerza de fricción siempre es contraria al movimiento.  Se logró observar que las fuerzas que hacen trabajos siempre son las que van en sentido del movimiento. Referencias bibliográficas. https://drive.google.com/drive/folders/1vmUmveT4cFo44aRliDm1H36bsjcMjhii?usp=sharing Bauer, W. y Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill Interamericana. (pp. 107 a la 124). Recuperado de http://www.ebooks7- 24.com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=700