Trabajo Colaborativo. Fase 3
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FSICA GENERAL
CDIGO. 100413
FSICA GENERAL
CDIGO: 100413
UNIDAD No 3
TEOREMAS DE CONSERVACIN
Presentado a:
Jorge Guillermo Yory
Tutor
Entregado por:
Grupo: 100413_116
INTRODUCCIN
Ejercicio No 1.
sobre el punto C y se le imprime all una rapidez vC , para lanzarlo hacia arriba por la
pista. (a) Cul debe ser el valor de vC para que justo alcance a llegar al punto A?
(asumimos que el bloque no pierde nunca contacto con la pista). Para las preguntas (b), (c)
y (d), el bloque es lanzado con la rapidez calculada en la pregunta (a). (b) Determine la
rapidez con la cual pasa el bloque por el punto B. (c) Suponga que el radio de curvatura de
Figura tomada de Fsica para Ciencias e
la pista en el punto B vale 4.50 m. Determine la magnitud de la fuerza de contacto entre el
Ingeniera, 7a edicin, Serway/Jewett.
bloque y la pista en ese punto. (d) Cul podra ser el valor mnimo del radio de curvatura
de la pista en el punto B si se busca que el bloque se mantenga en contacto con ella al
pasar por ese punto?
Datos del Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido del
ejercicio y/o regla utilizada en el estudiante que realiza el
proceso realizado: aporte y tipo de aporte que
realiza:
La fuerza centrpeta es una William Fernando Rodriguez
hA= 5 m A. El valor coincidir con la velocidad con fuerza dirigida hacia el
hB= 3,2 m que llegara lanzado sin velocidad inicial centro. Hace que el cuerpo
hc= 2 m desde A. siga una trayectoria
g= 9.81m/s2 v= (2gh) ^1/2 = (2 x 10 m/seg^2 x (5-2) circular. Cuando un objeto se
CB = 4,5 m m) ^1/2 = 7.745 m/seg. mueve a travs de una curva,
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Mg (3.20 - 2) = 1.20 mg
consecuentemente su energa cintica
disminuye en la misma cantidad (campo
conservativo - sin roce):
Vf= 6m/seg.
Observaciones:
Ejercicio No 2.
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Una caja de 2.50Kg que se desliza hacia abajo por una rampa en un muelle de carga. La rampa
mide 0.850 m de largo y est inclinada 30. 0 o. La caja empieza desde el reposo en la parte superior
y experimenta una fuerza de friccin constante, cuya magnitud es de 3.80 N y continua movindose
una corta distancia sobre el suelo plano. A) Utilice mtodos de energa para determinar la velocidad
de la caja cuando alcanza el punto inferior de la rampa y B) A qu distancia se desliza la caja sobre
el piso horizontal si continua experimentando una fuerza de friccin de 4.50 N de magnitud? Figura tomada de Fsica para
Ciencias e Ingeniera, 7a
edicin, Serway/Jewett.
Datos del Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido del
ejercicio y/o regla utilizada en el estudiante que realiza el
proceso realizado: aporte y tipo de aporte
que realiza:
b) D=tv
D=9,5 s4,5 n
D=42,75 m
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Observaciones:
Ejercicio No 3.
Dos masas unidas entre s por medio de una cuerda sin masa que pasa por una polea sin friccin
y una clavija sin friccin. Un extremo de la cuerda est unida a una masa m 1 de 4.50Kg que est
a una distancia R = 1,00 m de la clavija. El otro extremo de la cuerda se conecta a un bloque de
masa m2 igual a 7.00 Kg que descansa sobre una mesa. Desde qu ngulo (medido desde el eje
vertical) debe soltarse la masa de 4.50Kg con el fin de que se levante de la mesa el bloque de
7.00 Kg?
Figuratomada de Fsica para
Ciencias e Ingeniera, 7a edicin,
Serway/Jewett.
Datos del ejercicio Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido
y/o regla utilizada en el del estudiante que
proceso realizado: realiza el aporte y
tipo de aporte que
realiza.
1cos William Fernando
M1= 4,50kg Rodriguez
2gR
M2=7,00kg m2g=m1g+ m1
R=1,00m
Energa potencial 1m1m2
cos =
m1 alzada un 2m 2
ngulo alfa=
Energa cintica al
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Observaciones:
Ejercicio No 4.
Tres carros de masas 4.50 kg, 9.50 kg y 3.50 kg, se mueven sobre una pista horizontal sin friccin con magnitudes de velocidad de
4.00 m/s, 5.00 m/s y -6.00 m/s. Acopladores de velcro hacen que los carros queden unidos despus de chocar. (a)Encuentre la
velocidad final del tren de tres carros, asumiendo que los tres bloques se chocan entre s de manera simultnea b) Qu pasara si, su
respuesta requiere que todos los carros choquen y se unan en el mismo momento? Qu sucedera si chocan en diferente orden?
Presente dos posibles casos de choques diferentes, es decir, dos situaciones en las que el orden del choque entre los tres bloques sea
diferente.
Datos del Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o Nombre y
ejercicio justificacin y/o regla apellido del
utilizada en el estudiante que
proceso realizado: realiza el aporte
y tipo de aporte
que realiza.
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v =3,05 m/ s
Observaciones:
Ejercicio No 5.
Una bola de billar que se mueve a 4.50 m/s golpea una bola fija, cuya masa es la 4/3 de la masa de la bola en movimiento. Despus de
la colisin, la primera bola se mueve, a 5.00 m/s, en un ngulo de 30.0 con respecto de la lnea de movimiento original. Si supone una
colisin elstica (ignore la friccin y el movimiento rotacional), encuentre la velocidad de la bola golpeada despus de la colisin.
Datos del ejercicio Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido
y/o regla utilizada en el del estudiante que
proceso realizado: realiza el aporte y
tipo de aporte que
realiza.
Solucin.
John Willmar
W=4,50m/s Primero procedemos a calcular la cantidad de Romero Morera
M= 4/3 movimiento del sistema en el eje x antes del choque.
W= 5,00 m/s
A= 30,0 m
V 1=4,5
s
V 2=0
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pi=5. m
Vamos a calcular la cantidad de movimiento del
sistema en el eje x despus del choque.
V 1=5cos 30
V 2=v 2 f cos
pt =m5cos 30 + mV 2cos
pt =m(3,750+V 2cos )
5 m=m(3.750+ v2 f cos )
5=3.750+ v 2 f cos
v 2 f cos =53.750
v 2 f cos =1.25 m/ s
pix =0
v 2 fx =v 2 f sin
pfy =m v 1 fy sin 30 +m v 2 f sin
2.165+v 2 f sin
m
Se aplica el principio de la conservacin:
Las masas de ambas bolas son en kg ya que no se
conoce su valor:
pfy = pfy
v 2 f =1.25 cos =1.24 cos (60 )=1.250,5=2,5 v 2 f =1.25 cos =1.25 cos (60 )=1.25 0,5=2,5
v 2 f =2.5 m/s
Observaciones:
Ejercicio No 6.
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La masa del disco azul en la figura es 20.0% mayor que la masa del disco verde. Antes de chocar, los
discos se aproximan mutuamente con cantidades de movimiento de igual magnitud y direcciones
opuestas, y el disco verde tiene una rapidez inicial de 10.0 m/s. Encuentre la rapidez que tiene cada
disco despus de la colisin, si la mitad de la energa cintica del sistema se convierte en energa interna
durante la colisin. Figura tomada de Fsica
para Ciencias e Ingeniera,
7a edicin, Serway/Jewett.
Datos del Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido del
ejercicio y/o regla utilizada en el estudiante que realiza el
proceso realizado: aporte y tipo de aporte que
realiza.
m El movimiento inicial de los William Fernando
( 1.20 m) v Az =m(10.0 )
Masa i
s discos es 0 Rodriguez
Masa + 20%
Rapidez inicial Velocidad inicial de los discos
m
10.0 m/s 10.0 m
s = 8.33 De la frmula de energa
vD= s
i
1.20 cintica K
2 2 2
8.33
m 2 1
s ( m
s
1
2 ) (
m
s
1
2 ) (
m
= m 100 2 + 83.26 2 = m 183.26 2
2 s )
m 1
10 2 + (1.20 m) Energa cintica final
s 2
1
K i= m
2
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m2
2 1 1
v Az = [ m 183 2 ]
2 2 ( s ) De la ley de conservacin del
movimiento
1
v Verde 2+ (1.20 m)
2
1
K f = m
2 Resolvemos simultneamente
para disco azul y verde
2 2 m2
v
Tenemos: Verde +1.20 v Az =91.6 2
s
Velocidad disco azul despus
de la colisin
m v Verde =(1.20 m) v Az
Velocidad disco verde
v Verde =1.20 v Az
despus de la colisin
2 2 m2
1.20 v Az + 1.20 v Az=91.6
s2
2
m
91.6 2 1
s 2
2.64
v Az=
m
v Az =5.89
s
m
v verde=7.07
s
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Observaciones:
Ejercicio No 7.
realiza el
aporte y tipo
de aporte que
realiza.
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Pa =1g /cm3
Phg =13.6g /cm3
magua = (presin agua) * (volumen agua) John Willmar
volumen agua = rea * altura agua Romero
ma = Pa Aa ha
ma 100g
ha Pa Aa = (1g /cm3) *
(5cm2)
ha = 20 cm
P1 = presin atmosfrica + (presin Hg) *(g) * (h1-
3)
P1 = P2
P atmosferica + (PHg)* (g)* (h1-3)
Pa 1g /cm3
h1-3 = * ha = * 20 cm
P Hg 13.6g/cm3
h1-3 = 1.47cm
hm = h2-3
Vh23 -Vh1- 2
A1 A1
A1h2-3 = A2h1-2 h1-2 = h2-3 =
hm
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A2 A2
h1-3 = h 1-2 + h 2-3 = h 1-2 = h m
Pa
h 1-3 = * ha
PHg
Pa A1
ha h1-3 + h2-3
PHg A2
h2-3 = hm
Pa
hm = h2-3 ha = * 20 PHg
A1
1 1+ 1 +
A2
hm = 0.490cm
Pa
ha = h1-4 = h1-3 + h3-4 = ha
+ h3-4
PHg
Pa
H 3-4 = = ( 1- ) ha = 18.5 cm
PHg
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Observaciones:
Ejercicio No 8.
Datos del Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido
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proceso realizado: realiza el aporte y
tipo de aporte que
realiza.
Si el resorte comprime 0.500 cm (0,005m), la fuerza
que est actuando sobre el vale John Willmar
F = 1000 N/m . 0,005 m = 5N Romero Morera
Observaciones:
Ejercicio No 9.
En una casa entra agua por un tubo con dimetro interior de 1.8 cm a una presin absoluta de 3.8 105 Pa . Un tubo de 1.2 cm de
dimetro va al cuarto de bao del segundo piso, 4.2 m ms arriba. La rapidez de flujo en el tubo de entrada es de 1.8 m/s. Calcule (a) la
rapidez de flujo, (b) la presin y (c) la tasa de flujo de volumen en el cuarto de bao.
Datos del ejercicio Desarrollo del ejercicio Explicacin y/o justificacin Nombre y apellido
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g=9.8m/s^2
A = r 2
r= 1,8 cm / 2 = 0,9 cm = 0,009m)
0,009 m
A= 2 = 2,545* 1 0 -4 m 2
Q = 1,8 m/s * 2,545* 1 0 - 4 m 2 = 4,58* 1
0
- 4 m 3/s
Caudal en el bao 4,58 * 1 0 -4 m 3/s
V = Q / A = 4,58 * 10 -4 m 3 /s /
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0,006 m 2
= 4.05 m/s
d = densidad del agua = 1000 kg / m 3 g = 9.8
m/ s 2
1,08 m/s
[ P /dg ] en el bao = [ 04 m ] +
2
2 / 2g + [ 3,81 0 5 m 2 ] /
(4.05 m/s)
(1000 kg m 3
P en el bao = 34.11 m* 1000 kg/ m 3*9.8m/
m 2= 334278 Oa = 3,34*1 0 Pa
Observaciones:
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CONCLUSIONES
Como grupo se concluye que este trabajo ha sido de gran utilidad para poner en prctica y aplicar los conocimientos tericos
adquiridos sobre la conservacin de la energa mecnica.
Se he aprendido a determinar velocidades aplicando la conservacin de la energa y con simples despejes de ecuaciones.
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Tambin se ha podido valorar que la fsica tiene aplicaciones prcticas y cotidianas para cada uno de nosotros. Nos hemos dado
cuenta de cmo a travs de experimentos sencillos y al alcance de todos podemos llegar a conocer datos importantes como lo es
la velocidad de los cuerpos a partir de la energa potencial y cintica que poseen en tiempos determinados.
Se espera que tal como ha sido de gran provecho para el grupo, que este trabajo y experimento sea de mucha utilidad tambin
para otras personas.
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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
Las referencias bibliogrficas deben presentarse con base en las normas APA. El documento de las normas APA, puede descargarse
del entorno de conocimiento del curso de fsica general.