UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413
FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 TRABAJO COLABORATIVO FASE 1 UNIDAD No 1 MEDICIÓN Y CINEMÁTICA.
P!"!#$%&o %: T'$o
E#$!(%&o )o: C*&+(o: 10,33-01/ C*&+(o: 10,13304 C*&+(o:10,334-3 No2!" A)!55+&o" 6E"$'&+%#$! 47 C*&+(o: 88888
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la primera unidad; para ello es necesario tener en cuenta que la física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia y la energía, estableciendo las leyes que explican los fenómenos naturales. En su parte de la cinemática busca realizar un estudio sobre el movimi movimient ento o de los cuerpo cuerpos s indepe independi ndient enteme emente nte de las causas causas que lo generen generen,, su objetivo es obtener la descripción matemática del movimiento, dentro de este análisis es posibl posible e identi identific ficar ar si el movimi movimient ento o es rectil rectilíne íneo, o, rectil rectilíne íneo o unifor uniforme me o circul circular ar,, teniendo en cuenta que el movimiento corresponde al cambio de posición con el tiempo. or su parte la medición contempla una serie de unidades de medida y sistema de unida unidades des con el fin de determ determina inarr diferen diferentes tes varia variable bles s como como peso, peso, masa, masa, tiempo tiempo,, longitud, volumen y demás características de un objeto. El primer sistema de unidades fue el sistema sistema m!trico decimal; decimal; implanta implantado do en el a"o #$% #$%&, &, cuenta con una división división decimal y sus unidades fundamentales son el metro, el 'ilogramo y el litro.
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TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 1: FÍSICA Y MEDICIÓN. T!2;$+<%: F="+<% M!&+<+*#. E>!<+<+o No 1. (a) *edondee *edondee las siguientes cantidades cantidades a la cantidad de cifras significativas significativas indicadas indicadas en cada columna+
N o "
Dato:
4 cifras signicati vas:
2.12503•105 2.125 m m
3 cifras signicat ivas:
2.13 m
Explicación y/o justicación y/o regla utilizada en el proceso realizado:
Si la siguiente cifra es menos de cinco se deja igual (redondear abajo) Si el primer digito a truncar es mayor que cinco, incrementa el nmero precedente en 1 (redondear arriba) #n el primer caso se tomas las ! cifras signi$cati%as, signi$cati%as, tomando desde el numero ! &asta el segundo 0 de i'quierda a derec&a. ara tomar las 3 cifras signi$cati%as se elimina un cero. l igual que *o que esta ele%ado a la potencia. *os dgitos diferentes de cero son siempre signi$cati%os ara redondear un nmero, se e/amina el digito que est a la derec&a del digito que %a a ser el ltimo en el nmero redondeado. Si ese digito es mayor que 5 (o sea , " o +) se aumenta en 1 el digito precedente y se eliminan todos los dgitos desde el e/aminado. *os dgitos diferentes de cero que estn a la
•
•
#
!."00003•10 !."00 s " s
!."0 s
•
•
3
3.++23 -g 3.++ -g
3.++ -g
4
!3.+01 mm !3.+ mm
!3.+ mm
Nomre y apellido del estudiante !ue realiza el aporte:
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$
1.2+5!3•1043 1.2+5 in in
1.2+ in
i'quierda son siempre signi$cati%os. ara redondear un nmero, se e/amina el digito que est a la derec&a del ltimo si es mayor de 5 se aumenta al pr/imo nmero. cnica de rodeo 67 38 si ese digito es igual a 5, el digito procedente queda igual si es par, pero se le suma 1 si es impar.
(b) dentifique el n-mero de cifras cifras significativas significativas de cada una de las las siguientes cantidades+ cantidades+ C%#$+&%& &! <+?%" "+(#+?+<%$+@%"
Explicación y/o justicación y/o regla utilizada en el proceso realizado:
./0//
5 9ifras signi$cati%as
#
/.//&0#
3 cifras signi$cati%as
3
&./$1#/2
3 cifras signi$cati%as
9eros entre dgitos distintos de cero son signi$cati%os Si el nmero es mayor que uno, todos los ceros a la derec&a del punto decimal son signi$cati%os Si el nmero es menor que 1, nicamente los ceros que estn al $nal del nmero y entre los dgitos distintos de cero son signi$cati%os ara los nmeros que contengan puntos decimales, los ceros que se arrastran ueden o no ueden Se toman las tres cifras %isibles, lo que esta ele%ado a la potencia al ser negati%o (4) signi$ca que son ceros a la i'quierda los
N o
%alor
"
Nomre y apellido del estudiante !ue realiza el aporte:
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4
3&0//
$
/.////3
3 cifras signi$cati%as Si un nmero no tiene punto decimal y termina con uno o ms ceros, dic&os ceros pueden ser o no signi$cati%os. ambin se suele indicar que dic&os ceros son signi$cati%os signi$cati%os escribiendo el punto decimal solamente. Si el ! cifras signi$cati%as
9ualquier nmero diferente de cero es signi$cati%o *os ceros a la i'quierda del primer digito distinto de cero no
:enny ;amre' ;amre'
E>!<+<+o No -. El radio medio (* 4) de la tierra es 5.% x #/5 m y el de la luna (*6) es de #. %3 x#/0 cm. 7on estos datos datos calcule. (a) (a) 86a proporción proporción entre el área superficial superficial de la tierra tierra y la de la la luna9 (b) 6a proporción proporción de vol-menes vol-menes de la tierra y de la luna. *ecuerde que el área de la superficie de un esfera es de 3 r: y su volumen volumen es 3 r. No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 Datos del Desarrollo del ejercicio Explicación y/o No2! !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 ejercicio justicación y/o regla %)o$! $+)o &! %)o$! utiliz utilizada ada en el proces proceso o '! !%5+%: realizado:
; <.3" = 10 m ;*<1."! / 10 cm e< !>r2 ? < !@3 >r3
A T =4 π r
2
6
2
A T =4 (3.1416 )( 6.37∗10 m )
Anicialmente se &alla el rea de la tier tierra ra,, para para ello ello se utili'a la formula A T =4 π r
2
Bespu Bespuss &alla &allamo moss el rea rea de la luna luna apli plicando ando la
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roporcin entre el rea super$cial de la tierra y la de la luna < C roporcin de %olmenes de la tierra y la luna < C
misma frmula (Se con%ierte a metros el radio de la luna) Dinalmente se di%ide el rea de la tierra entre el rea de la luna y all encontramos la proporcin.
6
40.58∗10 m ( ¿¿ 2)
A T =4 (3.1416 ) ¿ 6
40.58∗10 m ( ¿¿ 2)
A T =(12.5654 ) ¿ 6
A T =510∗10 m A L= 4 π r
ara ara la prop propor orci cin n de los los %olmenes de la tierra y la luna luna pode podemo moss apli aplica carr un mtodo ms simple el cual consiste en cancelar algunas frmulas. Se reempla'a el %alor de los radios ele%ados al cubo y se di%i di%ide den n los los 2 %ol %olme mene ness para encontrar $nalmente la proporcin.
2
2
6
2
A L= 4 ( 3.1416)( 1.74∗10 m ) 6
3.03∗10 m ( ¿¿ 2)
A L= 4 ( 3.1416) ¿ 6
3.03∗10 m ( ¿¿ 2 )
A L=( 12.5654 ) ¿ 6
A L=38∗10 m
2
A T
roporcin < A L =
510 38
=13.4
4
Volumende la Tierra Volumende olumende la Luna Luna
<
3 4 3
3
π r T
π r L3
3
= rT 3 = ¿ rL
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( 6.37∗106 m)3 258.4 = = 49.7 ( 1.74∗106 m)3 5.2 O"!@%<+o#!":
T!2;$+<%: C%#$+&%&!" !"<%5%!" @!<$o+%5!". E>!<+<+o No 3. , 7 y ?. @avega de la isla = Aasta la isla >, a &.& 'm de distancia, en una dirección 5.&B al noreste. 6uego navega de la isla > a la isla 7, recorriendo %.:& 'm en una dirección de 5&./B al suroeste. or -ltimo, se dirige a la isla ?, navegando .#& 'm Aacia el sur. (a) Exprese los desplazamientos
AB ,
BC
y
CD , como vectores de posición, es decir, en t!rminos de los vectores unitarios (b) ?etermine el vector desplazamiento total total AD
como vector cartesiano. cartesiano. (c) 8ara 8ara regresar de la isla ? a la isla isla de partida =, qu! distancia distancia debe recorrer y en qu!
dirección geográfica9 (d) *epresente gráficamente en un plano cartesiano a escala, la situación planteada.
Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
→
D AB=5.35 km
Bireccin o < 3.5o 6# →
D BC =7,25 km
Bireccin o < 5.0o S#
ara el desarrollo de este problema se usaran los %ectores unitarios i en direccin este y j para direccin norte. " desplazamiento: desplazamiento: 5,35 -m de distancia, en direccin 3,5o al noreste
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
Anicialmente se representan los recorridos que %a &aciendo y en la direccin &acia la que se mo%ili'a, se usan %ectores para identi$car los recorridos, luego se &ace la suma de los %ectores para &allar el total recorrido, $nalmente se aplica la frmula de distancia
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
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5,35-m cos3,50 i E 5,35-m sen3,5 0 j<
DCD D CD = 3,15 kmSu !,30-m i E 3,1-m j # desplazamiento: desplazamiento: ",25 -m de distancia, en
?ectores C ?B< C
direccin direccin de 5,00 suroeste
→
D DA =?
Bireccin o < C
",25-m cos5.00 i 4 ",25-m sen5,0 0 j < 3,0-m i F ,5"-m j 3 desplazamiento: desplazamiento: 3,15 -m de distancia &acia el sur
43,15-m j Desplazamiento Desplazamiento neto: corresponde a la suma
%ectorial de los despla'amientos despla'amientos (!,30-m i E 3,1-m j)E (3,0-m i F ,5"-m j) 4 3,15-m j < ",3-m i F ,5!-m j Distancia y dirección para regresar
ara ello usamos8 2
+( y 2− y 1)2 ¿ d =√ ¿
x 2− x 1 ¿
+( y 2− y 1)2 ¿ d =√ ¿
x 2− x 1 ¿
2
ara &allar la distancia que debe recorrer del punto B al , el cual fue su punto de partida. 9on el desarrollo del ejercicio se determina que debe recorrer +,!-m en sentido noroeste para as llegar de nue%o al punto .
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#l despla'amiento se e/presa a partir del origen
x ( ¿ ¿ 1 , y 1 )=(0,0 ) , entonces8
¿
7,36 ¿2 +(6,54 )2 ¿ ¿ d = √ ¿ ara regresar debe &acer el recorrido opuesto, por ello8 4",3-m i E ,5!-m j Dee recorrer &'(4)*m en sentido noroeste+
O"!@%<+o#!": E>!<+<+o No 4.
i^
y
j^ ). (b) Exprese el desplazamiento desplazamiento resultante en forma polar polar (magnitud y dirección dirección con
respecto al norte o sur, por ejemplo @/./B). (c) 87uál es la distancia total que recorre9 D (d) *epresente gráficamente en un plano cartesiano la situación planteada.
Datos del ejercicio
Desarrollo del ejercicio
Explicación y/o justicación y/o regla utilizada en el proceso realizado:
No2! %)!55+&o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o %)o$! $! $+)o $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
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A = Ax ^i + Ay j^
Bespla'amiento 18 ".00 G Bespla'amiento 28 .00 H Bespla'amiento 38 !.00 G
G< Sentido &ori'ontal &acia el este K< Sentido %ertical %ertical &acia el el norte
9on el teorema de itgoras y la formula de tangente para la direccin
| A|=√ A A x + A y →
2
2
#n %ector cartesiano
7.00 + 6.00 ĵ + 4.00 = 11.0 + 6.00 ĵ
(a) ?ector ector Bespla'amiento en forma polar (Lagnitud y resultante direccin) usando un Lagnitud eorema de itgoras sistema = I. → 2 2 (b) Bespla'amiento Bespla'amiento A =√ A A x + A y resultante. (c) Bista Bistanci ncia a total total 11.0 ¿2 que se recorri. 6.00 ¿2 +¿ (d)Jra d)Jra$ca de la ¿ situacin → A = √ ¿ planteada.
||
|| | A|=√ 36.0 36.0 +121 | A|=√ 157 157 →
→
| A|=12.52996409=12.5 →
Bireccin θ= tan
−1
(
−1
y = tan
Ax ) Ay
( 6.00 ÷ 11.0 ) =31.78939963 ≈ 31.8 °
θ= tan
−1
(
Ax ) Ay
cnicas cnicas de redondeo redondeo y reglas de cifras signi$cati%as.
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#l despla'amiento en forma polar es 6 31.8 ° 12.5 Bistancia total que recorre ".00 E .00 E !.00 < 1".0 cuadras
O"!@%<+o#!":
T!2;$+<%: Mo@+2+!#$o !# '#% &+2!#"+*# 6M.U.R. M.U.A. Y <%=&% 5+!7 E>!<+<+o No ,.
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Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
?c < 3.50 m@s & < 1.0 m Bistancia = < C t
t x
& < ?ot E 1@2at2 1.0m < 0 E M(+,m@s2)t2 1.0m / 2 < +,m@s2t2 3,m < +,m@s2t2 t2 < 3,m@+.m@S2 t2 < 0,3"3s2 0,3673 s t < √ 0,3673
2
t < 0,0s &ora8 = < ?t = < 3,50 / 0,0 = < 2,121m
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
#l ranc&ero debe caer justo cuando el caballo pase bajo la rama, es por ello que el tiempo de cada es igual al tiempo que tarda el caballo en llegar bajo la rama. #s por ello que usa la formula & < ?ot E 1@2at2, en donde la %elocidad inicial es cero y la aceleracin es el %alor de la gra%edad que corresponde a +,m@s2, al reali'ar las operaciones indicadas y despejar la formula se tiene que el tiempo que tarda el ranc&ero en caer y el caballo en despla'arse &asta debajo de la rama es de 0,0s, luego se busca la distancia recorrida por el caballo que corresponde a multiplicar multiplicar la %elocidad por el tiempo.
O"!@%<+o#!": 5%" ?*2'5%" '$+5+%&%" !# !5 &!"%o55o &! !"$! !>!<+<+o "o#: , - %ot . "/#at # - %t
E>!<+<+o No .
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
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x ( )= )=50.0 !m +( 2.00 !m / s ) −(0.0625 !m / s ² ) ² ² . a) ?etermine la velocidad
inicial, posición posición inicial y aceleración aceleración inicial de la tortuga tortuga (ara tF/ tF/ s). b) 8En qu! instante t la tortuga tiene tiene velocidad cero9 c) 87uánto tiempo despu!s de ponerse en marcAa regresa regresa la tortuga al punto de partida9 partida9 d) 8En qu! instantes t la tortuga está a una distancia de #/./ cm de su punto de partida9 .Gue velocidad (magnitud y dirección) tiene la tortuga en cada uno de esos instantes9 e) ?ibuje las gráficas+ x2t, H x2t y ax2t para el intervalo de t F / s a t F 3/./ s. NOTA: En cada una de las gráficas realice el proceso para determinar determinar los puntos de corte con los ejes y los puntos críticos de la función, si los tuviese.
Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
O"!@%<+o#!":
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
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T!2;$+<%: Mo@+2+!#$o !# &o" &+2!#"+o#!" 6T+o )%%*5+!<+<+o No .
Digura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería , "a edicin, SerNay@:eNett.
Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
1
Alura "i!o =1950 #a$e=2450 m
Vi= 260.0 m / s Linea Cosera=28
2
a =0 2
% x =260.0 m / s & + a & 2
3
1
=260.0 m / s + & a 2
3
1
2
=260.0 m / s + & ( 0 m / s 2
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
plic plicamo amoss la ecuac ecuacin in del despla'amiento, para poder &allar el tiempo que no lo tenemos dado, despus de contar con este dato, aplicamos la misma ecua ecuaci cin n para para &all &allar ar la distancia.
2
% x =Vi& + a&
1
)
*a distancia desde la costa occidental a la que un buque puede estar a sal%o de los bombardeos de la na%e enemiga es 15+,32 m.
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FÍSICA GENERAL CÓDIGO. 100413 3
2
=260.0 m / s +( 0 m / s ) 260.0 se'undos √ = √ 260.0 3
3
3
=6,382 se'undos 1
2
% x =Vi& + a& 2
1
% x =( 260.0 m / s ) & (6,382 se' )+ & ( 0 ) .6,382 se' 2
2
% x =( 260.0 m / s ) & (6,382 se' )+( )+ (0 ) % x =(260.0 m / s ) & (6,382 se' )+( 0 )
% x =1659,32 m
O"!@%<+o#!": E>!<+<+o No /.
$ i =(3.50 i^ + 1.00 j^ ) m / s en un punto en el oc!ano donde la posición ⃗
r i=(9.50 i^ + 5.00 j^ ) m . ?espu!s de que el pez nada con aceleración constante durante :/./s, su ⃗
$ ( =( 20.00 i^ + 5.00 j^ ) m / s . a) 87uáles son las componentes de la aceleración9 b) 87uál es la dirección de la ⃗
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aceleración aceleración respecto del vector unitario
i^ 9 c) Ii el pez mantiene aceleración constante, 8dónde está en t F :/./ s y en qu!
dirección se mueve9
Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
O"!@%<+o#!":
E>!<+<+o No .
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directamente debajo de la posición de la pelota cuando se rompió. =sumiendo que la magnitud de la velocidad de la pelota antes de romperse es constante, encuentre a) la aceleración centrípeta de la pelota durante su movimiento circular, b) su periodo y frecuencia de oscilación y c) su velocidad angular.
Datos ejercicio
del Desarrollo del ejercicio
Explicación y/o justicación y/o regla utiliz utilizada ada en el proces proceso o realizado:
O"!@%<+o#!":
CONCLUSIONES
No2! No2! %)!55+ %)!55+&o &o &!5 !"$'&+%#$! '! !%5+% !5 %)o$! $+)o &! %)o$! '! !%5+%.
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7on el desarrollo del presente trabajo colaborativo, en su primera fase; se reconocieron las cifras significativas significativas y de la misma forma se comprendió la forma correcta para realizar el redondeo de una c ifra.
6a cinemática es la parte de la física que realiza un estudio sobre el movimiento de los cuerpos y su objetivo es determinar la descripción matemática del movimiento.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS re' Lontiel, O. (201403410).Dsica y Ledicin. Bisponible en http://hdl.handle.net/10596/5900 Iory Iory 9astillo, 9astillo, :. (2015412405).9ifras (2015412405).9ifras signi$cati%as signi$cati%as y ;eglas ;eglas de redondeo. redondeo. Bisponible Bisponible en &ttp8@@&dl.&andle.net@105+@5+!