Tarea 3 Dinámica PDF

Preview

Summary

FISICA BÁSICA: TAREA DINÁMICA. PROF.: ANDRES MANZUETA CEPEDA-NOVIEMBRE 2020 PRIMERA PARTE: Realizar un resumen de todo el material de aprendizaje. Conteste las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es la diferencia entre masa inercial y masa gravitatoria? b) Enuncie y explique las tres leyes de Newton. c) ...

Description

FISICA BÁSICA: TAREA DINÁMICA. PROF.: ANDRES MANZUETA CEPEDANOVIEMBRE 2020 PRIMERA PARTE: 1) Realizar un resumen de todo el material de aprendizaje. 2) Conteste las siguientes preguntas: a) b) c) d) e)

¿Cuál es la diferencia entre masa inercial y masa gravitatoria? Enuncie y explique las tres leyes de Newton. ¿Qué son fuerzas conservativas y fuerzas no conservativas? ¿Qué es la fuerza de fricción o de rozamiento? ¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

SEGUNDA PARTE: DINÁMICA Trabajar con la siguiente simulación y completar los requerimientos siguientes: https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_es.html Usando la simulación de PHET -fuerza y movimiento Primero jugar con la simulación PARTE A Elegir la parte “Tirar y Aflojar” ; contestar las siguientes preguntas:

1- ¿Cuándo dos fuerzas están en equilibrio? Si se aplican dos fuerzas iguales sobre un cuerpo, pero en sentido contrario

2- ¿Qué pasa si las fuerza resultante sobre un cuerpo es cero? Decimos que el cuerpo está en equilibrio

3- ¿Qué pasa si las fuerza resultante es diferente de cero? El cuerpo adquiere una aceleración constante PARTE B Elegir la parte “movimiento” y contestar las siguientes preguntas:

1)Qué pasa si se aplica a un cuerpo una fuerza constante? Le provoca un movimiento

2)¿Si la fuerza es constante, Qué le sucede a la velocidad, si parte en reposo? -Primera ley de Newton: un objeto en reposo permanece en reposo o, si está en movimiento, permanece en movimiento a una velocidad constante, a menos que una fuerza externa neta actúe sobre él. Un

objeto deslizándose a lo largo de una mesa o del piso pierde rapidez debido a la fuerza neta de fricción que actúa sobre él.

3)¿Cómo podemos detener un cuerpo en movimiento? Es necesario una fuerza La primera ley de newton dice que todo cuerpo se mantiene en reposo o en velocidad constante al menos que una fuerza cambie su estado

PARTE C Elegir la parte “Fricción” y contestar las siguientes preguntas:

1. ¿Qué es la fuerza de fricción? Es la fuerza que existe entre dos superficie ásperas en contacto

2. ¿Por qué para mover un cuerpo, tenemos que aplicar una fuerza mayor que la fuerza de fricción? una fuerza es cualquier acción capaz de modificar el reposo, el movimiento o la forma de los objetos. Para que exista una fuerza, debe haber dos cuerpos. Sin embargo, no siempre es necesario que se toquen entre sí. Cuando el objeto afectado y el cuerpo que aplica la fuerza están en contacto, se la denomina fuerza por contacto PARTE D Elegir la parte “aceleración” y dar respuesta a las siguientes preguntas:

1. Si aplicamos una fuera constante a un cuerpo: ¿Cuál es la aceleración en cada caso? La aceleración que adquiere un objeto, sujeto a la acción de una o varias fuerzas, es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante que actúa sobre él, e inversamente proporcional a la masa del cuerpo considerado. 2- Calcular la aceleración en los siguientes gráficos:

200 N

A

2.

350 N B

Si la fuerza externa actúa durante un tiempo de 5 segundos, y la velocidad inicial para cada caja es cero, Hallar la velocidad adquiridas por la caja en los diferentes tiempos mostrado en las tablas siguientes:

CASO A Tiempo(s) Velocidad (m/s)

0 0

2 8

4 16

6 20

8 20

10 20

CASO B Tiempo(s) Velocidad (m/s)

3.

0 0

1 7

2 14

3 21

4 28

5 35

6 35

Calcular la velocidad que adquieren los cuerpos cuando transcurre un tiempo de 3.0 segundos (si parte desde el reposo inicialmente).

200 N 450 N

4.

Calcular la distancia que recorre el sistema de la figura si la fuerza actúa durante un tiempo de 5 segundos (considere la velocidad inicial igual a cero).

5.

Calcular la distancia recorrida por el sistema a los de 10 segundos, si la fuerza actúa durante un tiempo de 5 segundos, dibujar los gráficos v=f(t), y a=f(t) (considere la velocidad inicial igual a cero)

6-Un cuerpo se mueve a una velocidad inicial de 20 m/s como lo indica el gráfico, calcular en qué momento este se detiene, si sobre el actúa una fuerza de fricción de 50 N.(esta fuerza es opuesta al movimiento): a) Calcular la fuerza de fricción. b) Calcular la distancia que recorre antes que se detenga.

V=20 m/s

8. Calcular la masa de un paquete que se encuentra inicialmente en reposo se le aplica una fuerza de 150 N durante 4 segundos y adquiere una velocidad final de 20 m/s.

9. Dibuje y calcule en cada caso: 9.1 La fuerza total que actúa sobre cada cuerpo en un instante determinado. 9.2 La aceleración de cada cuerpo.

A 40 N

60 N

B 40 N

60 N

C

60 N

40 N

TERCERA PARTE Ver el video https://www.youtube.com/watch?v=sssM2NKLHDc

MOMENTOS Y COLISIONES SIMPLES 1D PHET LABORATORIO Usar el programa de simulación siguiente: https://phet.colorado.edu/sims/html/collision lab/latest/collision-lab_all.html

Introducción: Cuando los objetos cambian de velocidad, es porque se les aplica una fuerza. El Impulso, p, es simplemente el producto de la masa de un objeto (kg) y su velocidad (m/s). La unidad del impulso, p, es kgm/s. Durante una colisión, el impulso de un objeto puede ser transferido a otros. Este impulso es el producto de la fuerza (N) y el tiempo (s) sobre el que actúa la fuerza. Esto nos permite escribir el teorema impulso y la cantidad de movimiento:

 p = mv = Ft

Procedimiento: Juega con los Sims → Física → movimiento→ de colisión de laboratorio Trabajar con las colisiones en una sola dimensión. La velocidad a la derecha es positiva, a la izquierda es negativa. Revise su trabajo en la simulación después de haber completado las tablas. Fórmulas importantes:



Ecuación 1

m1v1 + m2v2 = ptotal = m1v1 + m2v2









Ecuación 2

mv v'12 =

1

v

+m2 2 m1 +m2

1

PARTE A: LAS COLISIONES PERFECTAMENTE ELÁSTICAS Para comenzar un choque pulse: Para reiniciar una colisión pulse: Tómese su tiempo para familiarizarse con la simulación de colisiones. Coloque los valores de la masa y los demás según corresponda. Seleccione la elasticidad en un 100%. 1) COMPLETE EL SIGUIENTE CUADRO USANDO EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN:

#

m1

m2

v1

v2

ptotal

v1’

v2’

1

1.20 kg

1.20 kg

+1.50 m/s

-1.80 m/s

0.36kgm/m

-1.80 m/s

1.50m/s

2

1.40 kg

2.80 kg

+1.30 m/s

0.0 m/s

1.82kgm/s

-0.433 m/s

0.87m/s

3

1.50 kg

2.90 kg

2.02m/s

0.850 m/s

5.5 kgm/s

0.48m/s

2.06 m/s

4

2.10 kg

1.00 kg

0.900 m/s

3.00 m/s

4.89kgm/s

0.13m/s

-4.60 m/s

2) RESUELVA DE MANERA TEÓRICA USANDO LAS ECUACIONES 1 Y 2 CON LAS DEFINICIONES NECESARIAS.

#

m1

m2

v1

v2

ptotal

v1’

v2’

1

1.20 kg

1.20 kg

+1.50 m/s

-1.80 m/s

-0.36kgm/s

-1.80 m/s

1.50m/s

2

1.40 kg

2.80 kg

+1.30 m/s

0.0 m/s

1.82kgm/s

-0.433 m/s

0.87m/s

3

1.50 kg

2.90 kg

2.02m/s?

0.850 m/s

5.5 kgm/s

0,48m/s?

2.06 m/s

4

2.10 kg

1.00 kg

0.900 m/s

3.00 m/s

4.89kgm/s

0.13m/s

-4.60 m/s

PARTE B: COLISIONES PERFECTAMENTE INELÁSTICAS: Coloque la elasticidad en 0% • Tómese su tiempo para familiarizarse con 1D colisiones inelásticas.

1)

COMPARE UNCHOQUE INELÁSTICO CON UN CHOQUE ELÁSTICO: ¿QUE PUEDE OBSERVAR?

2) COMPLETE EL SIGUIENTE CUADRO DE MANERA TEÓRICA USANDO LAS ECUACIONES 1 Y 2.

#

m1

m2

v1

v2

ptotal

v12’

1

1.20 kg

1.20 kg

+1.50 m/s

-1.80 m/s

0.15m/s

2

2.40 kg

4.80 kg

+1.30 m/s

0.00m/s

0.36kgm/s 7.00 kgm/s

3

1.50 kg

5.50 kg

+3.20 m/s

+.800 m/s

6.90kgm/s

1.53m/s

4

2.50 kg

2kg

1.20 m/s

-1.5m/s

0kgm/s

0.0 m/s

0.58m/s

3)

COMPLETE EL SIGUIENTE CUADRO USANDO EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN:

#

m1

m2

v1

v2

ptotal

v12’

1

1.20 kg

1.20 kg

+1.50 m/s

-1.80 m/s

0.36kgm/s

0.15m/s

2

2.40 kg

4.80 kg

+1.30 m/s

0.00m/s

7.00 kgm/s

0.58m/s

3

1.50 kg

5.50 kg

+3.20 m/s

+.800 m/s

6.90kgm/s

1.53m/s

4

2.50 kg

2kg

1.20 m/s

-1.5m/s

0kgm/s?

1.0 m/s

PARTE C: CONTESTE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS Y PROBLEMAS

1. Diga que tipo de colisión es aquella en donde se conservan tanto el impulso y la energía cinética.

Colisión Elástica 2. Un carro de 500 gr se mueve a 0.360 m/s. ¿Cuál es su la cantidad de movimiento? (¡Cuidados con las unidades ...!) 0.18kgm/s 3. ¿Qué velocidad debe alcanzar un carro de 250 gramos, si se le suministra una cantidad de movimiento de 0.450 kg m/s? 1.8m/s 4. Una pelota de béisbol de 0.230 kg se lanza con una velocidad de 41 m/s. ¿Cuál es el impulso de la pelota? I=mxv I=0.230x41=9.43kgm/s 5. Si la pelota anterior queda en reposo en el guante del cátcher en 0.085 segundos, ¿cuánta fuerza le aplica la pelota al guante del cátcher? (Sugerencia: usar el teorema impulso-momento) 21.17N 6. Imagine que usted esta patinando sobre hielo con su mejor amigo. Ambos se encuentran en reposo, cuando se empujan uno del otro, alejándose. Usted tiene una masa de 65 kg y su amigo de 55 kg. Al separarse, usted se aleja a una velocidad de 2.0 m/s. ¿Con qué velocidad su amigo se aleja de usted? 185m/s 7. Un carrito de 250 gramos está moviéndose hacia la derecha con una velocidad de + 0.31 m/s choca inelásticamente con un carrito de 500 gramos que viaja hacia la izquierda con una velocidad de 22 m/s, ¿cuál es la cantidad de movimiento total del sistema antes de la colisión? 11.07kgm/s 8. ¿Cuál es la velocidad resultante del sistema de los dos carritos anteriores cuando quedan pegados? 300m/s...