Tarea 3 física general de la universidad unad PDF

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FÍSICA GENERALCÓDIGO: 100413_Tarea 3- Unidad 3 – Teorema de conservación.Presentado al tutor (a): GRACIELA ANNIE ANGULOEntregado por la estudiante: Andrés Felipe Garrido Alcendra Código: 1065835028UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍAVAL...

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FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413_284

Tarea 3- Unidad 3 – Teorema de conservación.

Presentado al tutor (a): GRACIELA ANNIE ANGULO

Entregado por la estudiante: Andrés Felipe Garrido Alcendra Código: 1065835028

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA VALLEDUPAR CESAR 2020

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo se llevará a cabo la solución de la actividad de la guía propuesta como Tarea 3Unidad 3 – Teorema de conservación. Se realizarán la consulta de los siguientes temas: Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones, Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal e Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli); todos los anteriormente mencionados que se desprenden de los teoremas de conservación. Posteriormente al estudio realizado se llevará a cabo la solución de los problemas propuestos en la guía de actividades.

DESARROLLO DE LA TAREA 3 “TEOREMAS DE CONSERVACIÓN”

1. Tabla de respuestas del ejercicio 1. Preguntas que debe responder en el vídeo y justificar utilizando el simulador ¿qué relación existe entre la altura del patinador y el valor de la energía potencial gravitatoria? A. Respuesta: La relación que hay entre la altura del patinador y la energía potencial gravitacional entre menos valor gravitacional la energía potencial disminuye ¿Cuál es el comportamiento de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética con respecto a la energía mecánica total? B. Respuesta: El comportamiento de estas energía es que cuando la energía potencial se encuentra en su mayor expresión la energía cinética se encuentra en su menor expresión y a si viceversa ¿Para qué altura de la pista la energía potencial gravitatorio toma valor máximo y mínimo? NOTA: utilice la cinta métrica para determinar la altura exacta de esos puntos justifique su C. respuesta. Respuesta: la energía potencial se encuentra en su valor máximo en el punto 7m y en su mínimo valor en el punto 1,5m ¿Para qué altura de la pista la energía cinética toma valor máximo y mínimo? justifique su respuesta. D. Respuesta: La energía cinética toma su valor máximo en el punto 1,8m y su mínimo valor en el punto 7m Formule aquí una pregunta a los estudiantes que revisaran su video para que ellos den respuesta en el foro después de ver su video

2. Desarrollo de los ejercicios 2, 3 y 4. Ejercicio 2. Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones En la edad media los castillos medievales se defendían atacando con catapultas a sus enemigos ( Fig. 1.). En el siglo IX, tras la descomposición del Imperio Carolingio estos señores en su afán de defender el castillo levantaron sus catapultas arrojando grandes rocas con una rapidez de lanzamiento de 11,80 m/s desde el patio del castillo, y por arriba de sus enormes muros del castillo hasta el campamento de los atacantes, frente al castillo, con una elevación de 8,04 m debajo de la del patio.

Figura del ejercicio 2. La posible trayectoria de la roca lanzada por la catapulta es la que se muestra en la Fig. 1. (Parábola) desde el patio hasta el campamento, abajo y en frente del portón del castillo. La línea sólida recta indica la horizontal. A partir de la anterior información responda ¿La Roca al impactar el acantonamiento de los atacantes con qué rapidez llega al suelo enemigo? Presente el proceso que justifique su respuesta. Nota: (Ignore la resistencia del aire). A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Peso Fuerza Tiempo

Principio físico: Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones

Definiciones y/o conceptos: Establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo se invierte, exactamente, en aumentar algún tipo de energía.

Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones:

La rapidez con que la roca llega al suelo enemigo es de 17,23m/s. Análisis de los resultados Al conocer el valor inicial y la elevación del ataque pude obtener la respuesta obtenidos a la incógnita propuesta. Tabla 1. Desarrollo del ejercicio 2.

Ejercicio 3. Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal Dos esferas A y B que se mueven en sentidos contrarios, chocan de tal manera que después del impacto quedan unidas. Determine la velocidad final de las esferas después del impacto teniendo en cuenta que la rapidez de las partículas A y B son de 49,60 m/s y 48,50 m/s respectivamente; sí la relación entre las masas de las esferas es que mA 2,30=mB. A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: masas Velocidad final Fuerza rapidez

Definiciones y/o conceptos: Principio físico: Teorema de conservación de la Establece que si la resultante de cantidad de movimiento o las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema es nula, su momento lineal. momento lineal permanece constante en el tiempo.

Desarrollo del ejercicio 3. Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

Remplazamos Cancelamos

Análisis de los resultados Al conocer la resultante de las fuerzas que actuaron sobre a y b pudimos conocer el sentido inicial de B. obtenidos Tabla 2. Desarrollo del ejercicio 3.

Ejercicio 4. Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli) Los estudiantes de la UNAD se encuentran realizando una práctica de mecánica de fluidos en el laboratorio, para ello tomaron un gran tanque de almacenamiento de agua que se encuentra cerrado en la parte superior. La altura desde el fondo del tanque hasta el nivel en donde está el agua es de 9,67 m. Ellos lograron medir la presión en el espacio superior del tanque (Entre la tapa del tanque y el nivel de agua) y les dio de 8,67*102 kPa. Si abren un pequeño orificio en la parte inferior del tanque y determinan que éste tiene 5,96 cm de diámetro, determine: A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio.

Variables físicas: Principio físico: Definiciones y/o conceptos: Rapidez Hidrostática y conservación en la Describe el comportamiento de Flujo cantidad de flujo (Ecuación de un fluido moviéndose a lo largo Altura continuidad y Ecuación de de una línea de corriente. Peso Bernoulli) masa Desarrollo del ejercicio 4. Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli) 

La rapidez de flujo de agua por el orificio que abrieron la taza de flujo de Volumen

Análisis de los resultados Gracias a la Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli pude obtener

obtenidos

el orificio que abrió la taza. Tabla 3. Desarrollo del ejercicio 4

3. Desarrollo del ejercicio 5. Ejercicio 5.

Preguntas orientadoras: 1. ¿Qué es la energía mecánica, la energía potencial elástica y la energía cinética? 2. ¿Cómo se relacionan estas energías? 3. ¿De qué habla el teorema de conservación de la energía mecánica? Enunciado del ejercicio: El sistema masa-resorte que se presenta a continuación tiene las siguientes características.  Masa del bloque: 4,69 kg  Velocidad en el punto a): 2,06*101 m/s  Constante de la elasticidad del resorte: 1,85*101 N/m.

A partir de la anterior información: A. Exprese la energía mecánica en cada situación a), b), c) d) Para la situación a

La energía cinética es igual a: Sabemos que x=0, posición de reposo y la energía potencial es:

La energía mecánica es

B. Utilice el teorema de la conservación de la energía mecánica y presente el paso a paso que le permita encontrar el valor de la comprensión del resorte en c) (compresión máxima) Aplicamos el teorema de la conservación de la energía mecánica: Tenemos una transferencia completa de la energía cinética decimos que

Despejamos x Remplazamos

C. Utilice el teorema de la conservación de la energía mecánica y presente el paso a paso que le permita encontrar el valor de la velocidad en d) Aplicamos el teorema de la conservación de energía mecánica: Ya que hay una transferencia completa de la energía cinética decimos Despejamos Vf

Remplazamos

D. Utilice el teorema de la conservación de la energía mecánica y presente el paso a paso que le permita encontrar el valor de la velocidad en b) asumiendo que x B es la mitad de la compresión máxima del resorte. Usamos

Presenta aquí el desarrollo del Ejercicio 5 asignado. Análisis de los resultados Presente aquí un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio 5

obtenidos

asignado. Tabla 4. Desarrollo del ejercicio 5 asignado.

La montaña rusa es una atracción mecánica que consiste en un circuito de rieles por el que circula uno o varios carros con personas a bordo. Una montaña rusa ideal (donde se asume que la fricción entre un carro de masa m y los rieles del circuito es despreciable) se utiliza para analizar los cambios de la rapidez del carro a medida que se mueve por el circuito de rieles. En un instante dado el carro está a una altura y se libera desde el punto A, tal cual lo muestra la figura; deslizándose sobre la superficie hasta el punto B a una altura de y posterior a ello hasta el punto C hasta una altura de . Con base en la anterior información:

Datos: Masa m hA: 25.3 m hB: 17.3 m hC: 13.3 m VA:1.32 m/s A. Determine la velocidad con la que llega el carro de masa m al punto B.

Cancelamos las masas y despejamos VB

B. Determine la velocidad con la que llega el carro de masa m al punto C.

C. Determine la altura entre de la trayectoria definida por los puntos A y B en la que el carro tiene una rapidez de 1.32 m/s

conclusiones. Del anterior trabajo podemos concluir que:  

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El Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo se invierte, exactamente, en aumentar algún tipo de energía. El Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal. Establece que si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema es nula, su momento lineal permanece constante en el tiempo. La Hidrostática y conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli) es la que describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.

Referencias bibliográficas. 

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Bauer, W. y Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill Interamericana. (pp. 184 a la 194 y 199 a la 205). Recuperado de http://www.ebooks724.com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=700 Bauer, W. y Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill Interamericana. (pp. 218 a la 221 y 224 a la 240). Recuperado de http://www.ebooks724.com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=700 Bauer, W. y Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill http://www.ebooks7Interamericana. (pp. 449 a la 470). Recuperado de 24.com.bibliotecavirtual.unad.edu.co/?il=700 Benitez, E. (2017). Colisiones (Técnicas de solución). [Archivo de video]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10556...