Anexo 2 Tarea 1 fisica general 123455 PDF

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aplicacion de medicion en varios ejercicios resueltos y profundizacion de conocimeintos basicos como lo pueden ver acontinuacion...

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Anexo 1 Ejercicios Tarea 1. Física General. 100413A_954 Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingenierías ECBTI Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD

Nombre:

Documento:

Grupo:

Santiago Andrés Méndez de la peña

1.004.062.163

212059_236

Nota:

1

Introducción Estimado estudiante, recibe un cordial saludo por parte de la red de tutores del curso de Física General. A continuación, encontrará los ejercicios para esta unidad, es importante leer la rúbrica antes de desarrollar los ejercicios. En cada uno de los ejercicios encontrará la variable ψ , este dígito corresponde al número asignado para desarrollar el ejercicio, para calcularlo tome cada digito de su cédula y súmelo. Ejemplo: El número de cédula es 7.894.582.648; ahora se debe separar cada digito y sumarlos de manera independiente, así:

ψ=1+ 0+ 0 + 4 + 0+6+2+ 1+ 6 + 3 ψ=23 Con este digito se reemplazar por cada uno de los ejercicios.

1.

14 puntos

Participación en el foro y uso del formato

Responda sinceramente la siguiente tabla, será verificada la información por el tutor asignado. Responde el

Pregunta

Respuesta

Estudiante

¿Participó en el Foro de la unidad número 1?

SI _______ No _________

Tutor

¿Usa el formato adecuado?

SI _______ No _________

Nota: Si el estudiante marca Si y no participó en el foro su prueba será anulada bajo los criterios de la rúbrica del curso y una posible anulación del examen. 2.

[25 punto] Laboratorio Virtual: Vectores

Instrucciones: El primer punto del taller corresponde a realizar una práctica a través del laboratorio virtual. Según la rúbrica que previamente ha leído, en este punto deberá realizar un vídeo donde presente su documento de identidad al inicio del vídeo, puede utilizar cualquier editor de vídeo y plataforma para publicarse. En el curso, recomendamos usar OBS para la creación del vídeo y YouTube para publicarse.

Copie aquí el enlace de la videograbación.

https://youtu.be/d1ZpNs6XzmY

Nota: Si no se realiza el vídeo o el enlace no está en esta misma tabla, el puntaje asignado máximo será de 5 puntos.

Tutor: Juan Manuel González Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) 2021

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2 Procedimiento:

i) Diríjase al link https://www.reexunad.com/fisicageneral y dé clic en componente teórico;

iv) Cuando ya obtenga los valores de los vectores, ubique el vector suma c de la parte superior derecha

ii) En el entorno Laboratorio Virtual escoja el Lab.1. Vectores de la Unidad 1: Medición y cinemática y a continuación, elija la opción Laboratorio.

v) En la parte superior encontrará los datos para cada vector, en la cual se representan las magnitudes, direcciones y componentes de cada vector bajo tres posibles situaciones. Para el vídeo únicamente se realizará la suma de dos vectores y el resultante c . Ahora, deberá variar los cuadros para obtener los productos por escalar de cada vector. iii) En el espacio de Laboratorio asígneles los siguientes valores a los vectores según su número de documento:

23 23 ^ ^ i+ ^j 10 20 ^  23 ^i + 23 j^ b= 14 10 a =

Para este procedimiento usted deberá dar en el botón verde (+ vector base) con el objetivo de designar los valores para cada vector. Tutor: Juan Manuel González Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) 2021

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3 vi) Finalmente, consigne la información solicitada en la siguiente tabla: Vector

Magnitud

Dirección

Componente en x

Componente en y

a

2.2

26.6

2.0

1.0

b

2.2

63.4

1.0

2.0

c = a +b

4.2

45.0

3.0

3.0

2 a

4.5

26.6

4.0

2.0

2 b

4.5

63.4

2.0

4.0

c =2 a +2 b

8.5

45.0

6.0

6.0

3 a

6.7

26.6

6.0

3.0

5 b

11.2

63.4

5.0

10.0

c =3 a + 5 b

17.0

49.8

11.0

13.0

−5a

11.2

-153.4

-10.0

-5.0

3 b

6.7

63.4

3.0

6.0

c =−5 a + 3b

7.1

171.9

-7.0

1.0

vii) Ahora, realice un vídeo que tenga la siguiente estructura:  Inicio: Presentación personal (Nombre, código, carrera que estudia), en esta parte muestra su documento de identidad en pantalla  Intermedio: Explicará el uso del simulador a través del procedimiento realizado en la tabla para una de las sumas.  Final: Terminará explicando la utilidad de los vectores desde su profesión en tres (3) aplicaciones directas. Por ejemplo, en Ingeniería Catastral se utilizan para hacer mapeo de contorno, levantamiento de superficies y geodesia, claro está, que usted deberá explicar de manera más profunda los contenidos. Tenga en cuenta:  El vídeo debe tener una duración moderada, ideal de 5 minutos de duración.  Siempre deberá aparecer su rostro como ventana flotante y compartiendo su pantalla del computador.  Lea detenidamente la rúbrica y no olvide copiar el enlace de la grabación en el lugar donde se indicó en la primera hoja.

3.

[7 puntos] Movimiento Uniforme Rectilíneo (MRU) y Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA).

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Contexto: El vehículo Thrust SSC (Super Sonic Car) es exaltado en el mundo automovilístico por los procesos de los ingenieros en la elaboración del vehículo al lograr romper la barrera del sonido, La Fig.1 muestra una foto del increíble auto:

Fig.1: En el otoño de 1997, en el desierto de Black Rock en Nevada, estados Unidos, el piloto británico de la RAF Andy Green estableció un récord de velocidad en tierra en Thrust SSC, y luego lo rompió rápidamente de nuevo. Cita: D. Fowler, "Thrust SSC – Andy Green," 2020. [Online]. Available:

https://landspeedrecord.org/thrust-ssc-andy-green/.

Interrogante: Un Ing. Electrónico egresado de la UNAD y máster en aerodinámica encuentra factible el diseño de una cubierta curva de acero inoxidable para que pueda funcionar en el mar. Para ello, realiza la siguiente prueba: i)

El vehículo clásico se desplaza a una velocidad máxima de 1228 km/h en terreno. Si el tanque de gasolina viajando a su velocidad máxima de manera constante dura en vaciarse en

ψ 50

h ¿Cuál es la distancia máxima alcanzada por

el vehículo? ii)

(

x=v ∙ t= 1228

iii)

)

km 23 ∙ h =564.88 km h 50

El prototipo del ingeniero (vehículo híbrido) desarrollado en simulaciones 3D alcanza un máximo de

1205

km h

debido a la resistencia de la cubierta tipo lancha y el agua. Dentro de sus cálculos logró mejorar la aerodinámica alcanzando una mejora de a)

40

23 km , sin embargo, el combustible se acaba en un tiempo de h. h 100

¿Cuál es el valor de la velocidad final al hacer el ajuste?

V f =v maxima + v ajuste =1205

km km km =1245 +40 h h h

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b) ¿Cuál es la distancia máxima lograda con el valor de velocidad final?

x=v f ∙t=1245

c)

km 23 h=286.35 km ∙ h 100

¿Cuál es la razón de proporcionalidad1 entre la velocidad del vehículo clásico versus el vehículo híbrido?

RTA: Gracias a los valores compartidos entre los dos vehículos, en donde el vehículo clásico va a una velocidad máxima de 1228km/h y el vehículo hibrido que va a una velocidad máxima de 1205, la razón de proporcionalidad es de 1,0190 ya que dividimos las dos velocidades máximas. iv)

La siguiente gráfica muestra la aceleración en el arranque del motor hasta que llega al último cambio y manteniendo en adelante una aceleración tiene a un valor constante:

Fig.2. Aceleración del motor del Trusth los primeros 12 segundos. Note que la aceleración de arranque está definida en los 4 primeros segundos, después se mantiene constante.

A partir de la información de las gráficas anteriores, escriba las ecuaciones del movimiento para el valor de la aceleración en t=6 s , considerando que en adelante el vehículo mantendrá ese valor de la aceleración será constante (considere la posición inicial en 0 m y la velocidad 1228 km/h).

SOLUCION

1

La razón de proporcional es la razón entre dos variables que se quieren comparar entre sí. Ejemplo: Un bloque A tiene una masa de 500 g y un bloque B tiene una

masa de 100 g, la razón de proporcionalidad será la división entre los dos bloques

m A 500 g =5 = m B 100 g

, despejando, quiere decir que la masa del bloque A es

5 veces mayor que la masa del bloque B. Realice el mismo procedimiento para el desarrollo de este ítem.

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5

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a=11

(

m 36002 s2 1 h2

)(

)

1 km km =142.6 2 1000 m h

Movimiento

1 2 x = x ° +v ° ∙ t+ a ∙ t 2 x °=0 km , v ° =1228 x=1228

km km , a=142,6 h h

(

)

km km 2 2 1 ∙ t + 142.6 ∙ t [ h ]=713 km 2 h h Velocidad

v =1228

km km + 142.6 2 ∙ t [h ] h h

Aceleración:

a=142.6

4.

km h2

[7 puntos] Cantidades vectoriales y escalares

Contexto: Un ingeniero de telecomunicaciones desea conocer el valor del campo magnético total  Et , formado por dos vectores de campo eléctrico debido a dos conductores (cables) en los cuales circula dos corrientes diferentes, tal como se aprecia en la Fig. 3:

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Interrogante: Si el campo eléctrico producido por el primer conductor es por el segundo conductor es i)

E2=2∗23

E1=5∗23

V ^ V i +3∗23 ^j y el campo producido m m

V ^ V i−3∗23 ^j. m m

Calcule el campo eléctrico total de forma vectorial2.

11 5 i+ ¿ 69 j 46 i−¿ 69 j 161i−0 j ii)

Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico generado. Magnitud

|Et|= √ Ex + Ey 1

√(

161

2

) ( )

v 2 v + O m m

2

v

|Et|=161 m Dirección

θ=tan −1

2

Ey Ex

El campo eléctrico total será equivalente a la suma de los dos vectores de campo eléctrico

 Et =  E1 +  E2 Tutor: Juan Manuel González Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) 2021

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θ=tan −1 =

0 161

8

θ=tan −1 =0 °

iii)

Calcule el voltaje3 producido por el conductor si tiene una longitud

x =23 m ^i+23 m ^j

161= ( 23 m ^i+23 m j) ¿ 7+7 ¿ 1 4.0 V 5.

[7 puntos] Movimiento en dos dimensiones

Contexto: En un caso forense, los investigadores indagan sobre la posible trayectoria que habrá tomado una bala perdida que impacto sobre el cráneo de un hombre el cual fue víctima del incidente. Para ello replican la escena del crimen, se sospecha que fue disparada el arma desde la puerta de una casa de 2 pisos lanzada con un ángulo de 40° y la velocidad de la bala para el tipo de arma es

v 0 =340

m . s

A partir de la información anterior: i)

3

Dibuje sobre cada posición de la bala el comportamiento de la velocidad en ambos ejes coordenados.

EL voltaje será equivalente al producto punto entre los vectores de campo eléctrico y el vector longitud voltios.

E t ⋅ x V =

, el resultado estará en

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ii) Determine las componentes

v x e v y del vector velocidad.

θ=40 ° V 0=92

m s Componente X:

V iX =V i cos

( 92 ms) (cos 40 ° ) 70.4760

m s Componente Y:

V iy =V i Senθ

( 92 ms) ( Sen 40 °) 59.136

m s

iii) Encontrar el tiempo de vuelo medio y total.

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t=

v ° y 59.136 m/ s = =6.034 g m 9.8 s

10

iv) Determine la distancia en la cual el hombre estaba con respecto al lanzamiento del proyectil.

23 4∗¿ ¿ ¿ 2 sin(40) ¿ v °2 sin(2 θ) Rmax= =¿ g v) Determine la altura máxima alcanzada por la bala.

Ymax=

v 2° sin 2 (θ) ( 4∗23 ) sin 2 (80 ) = =40,843 m 2g 2∗9.8 s

vi) Ahora indague: Si hubiese sido un lanzamiento con un ángulo igual a 85° y cae sobre una persona ¿la vida de la persona correrá peligro? RTA: Podemos decir que al momento de que la bala fuese lanzada desde un ángulo de 85° probablemente esa persona puede resultar herida ya que en disparo iría un poco más arriba haciendo que la bala termine su punto final en la parte inferior de su cuerpo. 6.

[15 puntos] Caída Libre: Aproximación a la aceleración gravitacional.

Para el siguiente ejercicio necesitará: a) Tres objetos esféricos de diferente masas y tamaños (por ejemplo, una naranja, un melón y un balón de fútbol). b) Una cámara de vídeo. c) Una cinta métrica (flexible o de costura) Procedimiento: a) Ubicar los tres objetos a una altura de h=2⋅23 en una pared y haga una marca visible de la altura donde lo lanzará. b) Lanzar cada uno de manera independiente y grabar su movimiento con la cámara de vídeo. c) Tome el inicio del desplazamiento del vídeo como el tiempo inicial hasta el momento que en el vídeo se observa que toca el suelo la esfera. (Por ejemplo, si en el vídeo empieza a caer en 3 s y cae al suelo en 10 s según los datos del vídeo, entonces, su tiempo será t=10 s – 3 s=7 s ) d) Repita la experiencia 3 veces con cada muestra, tome una imagen de captura de cada vídeo y consigne la siguiente tabla:

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Lanzamiento

¿ ¿ ¿ h=¿ ¿

Objeto 1: ________________

Objeto 2: ________________

Objeto 3: ________________

t1 t2

t3 Promedio:

Δt=

t 1+t 2 +t 3 3

Copie aquí el enlace de la videograbación. Nota: Si no se realiza el vídeo o el enlace no está en esta misma tabla, el puntaje asignado máximo será de 5 puntos.

e)

La ecuación de desplazamiento en caída libre es

1 2 h= g ⋅ Δ t 2 El valor de la altura (h) es conocido, el tiempo gravedad resulta la expresión:

g=

Δt

es el promedio calculado anteriormente, despejando la ecuación para la

2h Δt 2

A partir de la información anterior, calcule el valor de la gravedad para los tres sistemas y llene la siguiente tabla: Objeto

Dato teórico de gravedad

Dato experimental de la gravedad

Porcentaje de error

| |

%ϵ= Objeto 1: Objeto 2:

g=9.8

m s2

g−g e ⋅100 % g

ge =¿ 1

ge =¿ 2

Objeto 3:

ge =¿ 3

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11...