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FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 Anexo 2 Formato Tarea 1

Tarea 1- Unidad 1 – Medición y cinemática.

Presentado al tutor (a): XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Entregado por el (la) estudiante: Escriba aquí sus nombres y Apellidos (Estudiante) Código: XXXXX

Grupo: 100413_XXX

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FECHA CIUDAD

INTRODUCCIÓN

La cinemática es una rama de la física que se encarga del estudio del movimiento que describen los cuerpos usando explicaciones, números y ecuaciones. Se incluyen variables como distancia, aceleración, tiempo, distancia, entre otras. En el presente trabajo se trabajan estas ecuaciones, las cuales describen diferentes movimiento, como el parabólico, el uniforme rectilíneo y otros. Una de las partes más importantes, es saber determinar las componentes de un vector, ya que para el movimiento parabólico es la combinación de un movimiento rectilíneo y de caída libre. Además, se hace uso de un simulador, útil para realizar diferentes operaciones entre dos vectores y encontrar el resultante. De igual forma se describe la obtención de algunos de éstos resultados de forma analítica.

DESARROLLO DE LA TAREA 1 “MEDICIÓN Y CINEMÁTICA”

1. Tabla de respuestas del ejercicio 1. Preguntas que debe responder en el vídeo y justificar utilizando el simulador Demostrar gráficamente en el simulador que la suma de dos vectores es independiente del orden de la suma. Respuesta:

(−5,5 ) + ( 2,9 ) =(−3,14 )( 2,9 ) + (−5,5 ) =(−3,14 )

A.

Demostrar mediante las ecuaciones (3), (4) y (6) alguno de los resultados de la tabla 4. Respuesta: B.

C.

(−10,10 ) + ( 2,9 ) =(−8,19 )|c|=√ 82 +192=20.61θ=tan

−1

19 ( −8 )+180=112.83

Para uno de los resultados de la tabla 6, demostrar que Respuesta:

a⃗ + ⃗b + c⃗ =0

(−10,10 ) + ( 2,9 ) + ( 8 ,−19 )=0[ (−10+2+8 ) , ( 10+9−19 ) ] =0( 0,0 ) =0 D.

¿La magnitud de un vector puede tener un valor negativo? Explique. ¿La ecuación (4) para encontrar la dirección de un vector, sirve para todos los cuadrantes? Verificar en cada caso. No, siempre será positivo pues es la raíz de la suma de cada componente al cuadrado, al estar al cuadro cualquier valor positivo o negativo siempre será positivo, además de que la raíz no puede ser negativo. Es posible utilizarla en todos los cuadrante.

¿En qué se diferencia los valores obtenidos al tener a+b=c vs a+b+c=0 Tabla 1. Respuestas a las preguntas del ejercicio 1.

2. Desarrollo de los ejercicios 2, 3 y 4. Ejercicio 2. movimiento unidimensional Un avión debe alcanzar una rapidez de 82,8 m/s para iniciar su despegue. Dentro de los

requisitos de la pista, está una longitud máxima de 3,50 km para lograrlo. a) ¿Cuál es el valor de aceleración mínima para llegar a la velocidad de despegue, cuando el avión ha partido del reposo? b) Si al llegar a los 3,50 km apenas alcanza una velocidad de 57,1 m/s, debe aplicar una desaceleración (frenado) constante de -2,18 m/s2, ¿cuál es la posición final cuando el avión se detiene?

A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Velocidad, aceleración

Principio físico: distancia, Movimiento acelerado

Definiciones y/o conceptos: rectilíneo La aceleración es constante y la velocidad cambia uniformemente.

Desarrollo del ejercicio movimiento unidimensional: a. Usando la siguiente ecuación de un movimiento MUA

v f 2=v 02 +2 ad Sabiendo que la velocidad inicial es cero y la velocidad final debe ser de 82.2 y demás datos conocidos

m2 2 2 v f 2−v 02 ( 82.8 ) −0 s 2 1 km m a= = . . =979.41 2 2d km 1000 m 2 ( 3.5 ) s El avión debe tener como mínimo una aceleración de 0.979 m/s 2 para iniciar su despegue antes de finalizar la pista. b.

v f 2=v 02 +2 ad Utilizando la misma ecuación, pero esta vez despejando la distancias, se tiene:

d=

( 0−57.12 ) 2(−2.18)

=747.8 m

Terminados los 3.5 km, el avión se detendrá 747.8 metros después Análisis de los El avión necesitará para resultados obtenidos de 0.979 m/s2, de lo alcanzada una velocidad 747.8 metros adicionales

despegar como mínimo una aceleración contrario no alcanzará. Por otro lado, de 57.1 al finalizar la pista requerirá de de pista para alcanzar a frenar.

Tabla 2. Desarrollo del ejercicio 2.

Ejercicio 3. cantidades escalares y vectoriales Un insecto se ubica en toda la mitad de una regla de 200 cm que está sobre un muro vertical, y luego realiza varios recorridos sobre ella. Primero recorre 37,1 cm hacia abajo, inmediatamente camina 56,0 cm hacia arriba, en seguida camina 3,00 cm hacia abajo. Después continúa 25,0 cm hacia abajo y para finalizar se mueve 19,0 cm hacia arriba. a) Realice una representación gráfica del movimiento del insecto. b) Encuentre el vector desplazamiento total con respecto al centro de la regla. c) Encuentre la posición final del insecto respecto a la parte más alta de la regla. A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas:

Principio físico:

Definiciones:

Posición, tiempo

Movimiento uniforme

Se estudia el movimiento de una partícula para diferentes instantes

Desarrollo del ejercicio 3. Cantidades escalares y vectoriales: a. 140 120

Posición (cm)

100 80 60 40 20 0

0

1

2

3

Instante

b. 100−37.1+56−3−25+19=109.9Y =9.9 cm

4

5

6

c.

Y =109.9−200=−90.1 cm

Análisis de los El insecto realiza cantidad de movimientos, sin embargo lo que se resultados obtenidos mueve desde su posición inicial a la final son tal solo 9.9 cm Tabla 3. Desarrollo del ejercicio 3.

Ejercicio 4. movimiento bidimensional El Volcán Galeras lanza una roca con una rapidez de 58,3 m/s, en un ángulo de 42,6° sobre el eje x. La roca toca el suelo a 1750 m por debajo de la altura inicial. Si se desprecia la resistencia del aire y considerando un valor constante de aceleración debida a la gravedad de 9,81 m/s2. a) ¿Cuál es el tiempo en completar la trayectoria? b) ¿Cuál es el vector velocidad al momento del impacto? Especificar las componentes horizontal y vertical de la velocidad. c) ¿Cuál es la magnitud del vector velocidad final? A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas:

Principio físico:

Velocidad, posición, tiempo, Movimiento parabólico distancia, altura, gravedad

Definición: El movimiento parabólico consta de dos tipos, uno de caída libre y otro de uniforme rectilíneo el cual permanece constante, el primero se verá afectado por la gravedad.

Desarrollo del ejercicio 4. movimiento bidimensional: a. Partiendo de la siguiente ecuación que representa el tiro parabólico

1 y=v 0 sen ( α ) t− g t 2+ y 0 2

Se remplazan los valores iniciales datos

1 y=58.3 sen ( 42.6 ) t− ( 9.81 ) t 2 +1750Queda una ecuación cuadrática, calculo los valores de 2 t

−4.905t 2 +39.462t +1750=0t 1=23.33 st 2=−15.289 s Dado el resultado anterior, se toma el valor positivo, pues un tiempo negativo no tiene sentido. b.

v y =v 0 senα −¿v y =58.3 sen ( 42.6 )−9.81 ( 23.33 ) v y =−189.41 m/s Partiendo de la ecuación anterior, se calcula la componente en y de la velocidad resultante

v x =58.3 cos ( 42.6 )=42.91m/ s La velocidad horizontal permanece constante en todo momento c. 2

2

v f = √( 42.91 ) + (−189.41 ) =194.209 m/s Para la solución de cada interrogante formulado es necesario incluir el procedimiento paso a paso y la explicación detallada del mismo. Análisis de los Se obversa el cambio del sentido del movimiento, pues a velocidad resultados obtenidos inicial está dada hacia arriba con signo positivo y la final será negativa la componente en y, pues apunta hacia abajo. De igual forma el incremento de ésta debido a la gravedad. Tabla 4. Desarrollo del ejercicio 4.

3. Desarrollo del ejercicio 5. Ejercicio 5. El movimiento de un vehículo que se mueve en una dimensión está expresado mediante la siguiente ecuación, donde x se expresa en metros y t en segundos.

t=√ x+ MERGEFIELD d 39s ¿ 0,0 0 6,7 0 a. Encuentre el tiempo cuando la velocidad es cero. b. ¿En qué tiempo la velocidad es positiva y en qué tiempo la velocidad es negativa? c. Localice la posición del vehículo para cada instante de tiempo durante los primeros 3 segundos. d. Encuentre la distancia recorrida por el vehículo en los primeros tres segundos. e. Encuentre el desplazamiento del vehículo hasta el momento en que la velocidad se vuelve cero. 1. En términos de derivada, ¿cuál es la relación entre la velocidad y la posición?

x=vt

dx =v dt

2. ¿Qué significa que la velocidad sea negativa? Que la velocidad sea negativa, solo significa la dirección de ésta, dependiendo del eje de referencias tomado. 3. ¿Cuál es la diferencia entre desplazamiento y distancia? La distancia recorrida por un móvil es la longitud de su trayectoria y se trata de una magnitud escalas. Por otro lado, el desplazamiento es una magnitud vectorial, donde

el módulo es la distancia en línea recta entre la posición inicial y la final. Desarrollo del ejercicio 5 asignado. a.

dx

√ x=t−MERGEFIELD d 39 s ¿ 0,0 0 6,7 0 x=( t−6.7 )2 v= dt =2 ( t−6.7 )0=2t−13.4t=6.7 s b. Para tiempos menores a 6.7 segundos, la velocidad es negativa

t−6.7< 0t <6.7 c.

x=( 0−6.7 )2=44.89 mx=( 1−6.7 )2=32.49 mx=( 2−6.7 )2=22.09 mx=( 3−6.7 )2=13.69 m d.

d=12.4+10.4+ 8.4=31.2m e.

x=( 6.7−6.7 )2 =0desplazamiento=0−44.89=−44.89 m

Análisis de los Se puede determinar que se lleva una aceleración negativa ya que resultados obtenidos la velocidad está disminuyendo hasta determinado tiempo donde se hace cero, de igual forma se puede deducir que se está movimiento en sentido negativo, pues parte de una distancia inicial y estando cada vez más cerca de la posición 0. Tabla 5. Desarrollo del ejercicio 5 asignado.

4. Tabla con los enlaces de los videos de los ejercicios 1 y 5. Enlace del video Ejercicio 1 Ejercicio 5

Presente video del Presente video del

Descripción del contenido del contenido del video. aquí el enlace del Presente aquí una breve descripción del ejercicio 1. contenido del video del ejercicio 1. aquí el enlace del Presente aquí una breve descripción del ejercicio 5. contenido del video del ejercicio 5. Tabla 6. Enlaces de los videos de los ejercicios 1 y 5.

5. Evidencias revisión del video del ejercicio 1 de sus compañeros. Pegue aquí la primera captura de pantalla de la respuesta a la pregunta formulada por uno de sus compañeros en el ejercicio 1. Pegue aquí la segunda captura de pantalla de la respuesta a la pregunta formulada por uno compañeros en el ejercicio 1, diferente a la captura de pantalla anterior. Tabla 7. Copia de pantalla de las respuestas a las preguntas formuladas por los estudiantes en el ejercicio 1.

6. conclusiones. Cada estudiante presenta como mínimo dos conclusiones. NOTA: En el momento en que el estudiante tenga definidas las conclusiones, debe borrar el contenido estas dos líneas.

7. Referencias bibliográficas. Las referencias bibliográficas deben presentarse con base en las normas APA.