Portafolio para fisica tippens

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Portafolio De Evidencias Para Fundamentos de Física

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CARRERA:INGENIERIA AMBIENTAL

MATERIA:FISICA 1

UNIDAD 2NOMBRE DE LOS ALUMNOS:

Aldaz Rodríguez LázaroMartínez del Ángel Leslie Abigail

Martínez Francisco María Guadalupe Mireles Zavala Nimbe

Portes Guillermo Estefanía

DOCENTE: M.P. JORGE L. ANIMAS ROBLES

PAR ACADEMICO: M.C. MARGARITA FUENTES BONILLA

INICIO 10 DE FEBRERO DEL 2016

FINALIZACION30 DE JUNIO 2016

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1.- RESUMEN BREVE DE EVIDENCIASEste portafolio contiene temas con referencia a la unidad 2 de física que son Aceleración Uniforme y Movimiento Circular Uniforme en el encontramos resúmenes de cada tema, así como una variedad de ejercicios resueltos, preguntas y problemas reto. Todo para que nosotros a través de esto podamos aprender y practicar para lograr el máximo conocimiento sobre estos temas. Nos apoyamos del libro de Tippens Sexta Edición para la realización de nuestro portafolio.

2.- “PALABRAS CLAVES”Aceleración es una magnitud vectorial que nos indica la variación de velocidad por unidad de tiempo.

Aceleración de la gravedad: Aceleración de un cuerpo que cae en el campo gravitatorio de la tierra libremente. También llamada aceleración gravitatoria.

Aceleración uniforme es cuando la aceleración se mantiene constante osea que no cambia.

Desplazamiento: es el cambio de posición de un cuerpo entre dos instantes o tiempos bien definidos.

Rapidez instantánea: La rapidez que lleva un cuerpo un instante determinado.

Rapidez Constante: Significa el movimiento de un cuerpo sin variar la velocidad que lleva.

Rapidez media o promedio: es una cantidad escalar, y se calcula dividiendo la distancia total recorrida entre el intervalo total necesario para recorrer esa distancia.

Velocidad: distancia recorrida de un objeto por unidad de tiempo.

Aceleración centrípeta: es una magnitud relacionada con el cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento cuando recorre una trayectoria curvilínea.

Fuerza centrípeta: fuerza, o componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.

Movimiento circular uniforme: el movimiento de un cuerpo atravesando con una velocidad constante y una trayectoria circular.

Rapidez lineal: se define como el producto de la rapidez angular por el radio de la circunferencia.

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3.- INDICE

Contenido1.- RESUMEN BREVE DE EVIDENCIAS....................................................................................3

2.- “PALABRAS CLAVES”..............................................................................................................3

3.- INDICE........................................................................................................................................4

4.- JUSTICACION...........................................................................................................................4

5.- DOCUMENTACION DE EVIDENCIAS...................................................................................5

1.- Glosario de términos............................................................................................................5

2.- Corolario De las Tablas 6.1 y 6.3........................................................................................5

3.- Contestar preguntas de repaso (p. 145 de Tippens)........................................................6

4.-Transcriba el correspondiente Resumen del capítulo 6 (en la pag. 144) y del cap. 10 (p. 148) Tippens...........................................................................................................................7

5.- Resuelva tres de los problemas reto (p. 148 Tippens).....................................................9

6.- Resuelva tres preguntas para la reflexión crítica (p.148 de Tippens)..........................10

7.- Resuelva tres ejercicios de Rapidez y velocidad (p. 145)..............................................11

8.- Resolver 3 ejercicios de aceleración uniforme (p.146)...................................................12

9.- Resuelva 3 ejercicios de aceleración centrípeta y fuerza centrípeta (p. 235 de Tippens)......................................................................................................................................13

10.- Resuelva tres de los problemas reto (p. 238 de Tippens)..........................................14

Conclusiones..................................................................................................................................15

Bibliografía......................................................................................................................................16

4.- JUSTICACIONLa Física es la ciencia que busca dar explicación a la naturaleza de las cosas desde el punto de vista más fundamental o básico, por eso se fundamenta en principios y postulados, además de definiciones y leyes que se soportan en hechos experimentales. Por tal motivo, la importancia de la Física es dual, por un lado, es formativa en los primeros semestres ya que ayudan a partir de análisis y razonamientos a resolver una gran variedad de problemas y deducciones, comprobables o verificables en el laboratorio. Por otro lado, es de gran aplicación en las ingenierías como en otras áreas de conocimiento, es decir es informativa.

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5.- DOCUMENTACION DE EVIDENCIASUNIDAD 2 CINEMATICA

1.- Glosario de términos

Rapidez instantánea: Es una cantidad escalar que representa la rapidez en el instante en que el automóvil está en un punto arbitrario C. Por consiguiente es la razón de cambio de la distancia respecto al tiempo.

Velocidad Instantánea: Es una cantidad vectorial que representa la velocidad vi, en cualquier punto C. Es, en consecuencia la razón de cambio del desplazamiento respecto al tiempo.

Desplazamiento: Positivo o Negativo de acuerdo con la ubicación o posición del objeto en relación con su posición cero.

Velocidad: Es positiva o negativa según la dirección del movimiento: si está a favor o en contra de la dirección elegida como positiva.

Aceleración: Es positiva o negativa según la fuerza resultante a favor o en contra de la dirección elegida como positiva.

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2.- Corolario De las Tablas 6.1 y 6.3. Tabla 6.1 Formulas para la aceleración

(1) (1)Distancia es igual a velocidad final más velocidad inicial sobre dos por tiempo.

(2) Velocidad Final es igual a Velocidad Inicial más aceleración por tiempo(3) Distancia es igual a Volumen inicial por tiempo menos un medio por

aceleración por tiempo al cuadrado.(4) Distancia es igual a Volumen final por tiempo menos un medio por

aceleración por tiempo al cuadrado(5) Dos veces aceleración por distancia es igual a volumen final al cuadrado

menos volumen inicial al cuadrado

Tabla 6.3 Formulas modificadas para el movimiento.

(1) Altura es igual a velocidad de caída más velocidad inicial de caída sobre dos por tiempo.

(2) Velocidad de caída es igual a velocidad inicial de caída más gravedad por tiempo.

(3) Altura es igual a velocidad inicial de caída por tiempo más un medio por gravedad por tiempo al cuadrado.

(4) Altura es igual a velocidad de caída por tiempo menos un medio por gravedad por tiempo al cuadrado.

(5) Dos veces gravedad por altura es igual a velocidad de caída al cuadrado menos velocidad inicial de caída al cuadrado.

3.- Contestar preguntas de repaso (p. 145 de Tippens).6.1 Explique con claridad la diferencia entre los terminos rapidez y velocidad. Un piloto de carreras de automóviles recorre 500 vueltas en una pista de 1 mi en un tiempo de 5h. ¿Cuál fue su rapidez media? ¿Cuál fue su velocidad media?

La velocidad es un vector es decir tiene dirección y magnitud, y la rapidez es un escalar es decir solo tiene magnitud.

44.44 m/s = rapidez media ...

velocidad media = 0 m/s

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6.2 Un conductor de autobús recorre una distancia de 300km en 4 h. Al mismo tiempo, un turista recorre los mismos 300 km en un automóvil, pero si se detiene y hace dos pausas de 30 minutos. Sin embargo, el turista llega a su destino en el mismo instante que el conductor del autobús. Campare la rapidez media de los dos conductores.

La rapidez media del turista fue más rapida que la del conductor de autobus.

6.3 Presente varios ejemplos de movimiento donde la rapidez sea constante pero la velocidad no.

Un caballo galopando.

El aire moviendo las flores.

El parpadeo de los ojos.

El latido de un corazon.

4.-Transcriba el correspondiente Resumen del capítulo 6 (en la pag. 144) y del cap. 10 (p. 148) Tippens.

Capítulo 6 “Aceleración Uniforme”

Una forma práctica de describir objetos en movimiento consiste en analizar su velocidad o su aceleración. En este capítulo se presentaron diversas aplicaciones que incluyen esas cantidades físicas.

La velocidad media es la distancia recorrida por unidad de tiempo, y la aceleración media es el cambio de velocidad por unidad de tiempo.

Las definiciones de velocidad y aceleración conducen al establecimiento de cinco ecuaciones básicas correspondientes al movimiento uniforme acelerado:

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Si se conocen tres de los cinco parámetros ( vo,vf,a,x y t), los otros dos se determinan a partir de una de estas ecuaciones.

Para resolver problemas de aceleración, lea el problemas analizando cuales son los tres parámetros proporcionados y cuáles son los dos desconocidos. Puede escribir columnas como estas:

Este procedimiento le ayuda a elegir la ecuación apropiada. Recuerde que debe elegir una dirección apropiada. Recuerde que debe elegir una dirección como positiva y aplicar sistemáticamente este criterio en toda la resolución del problema.

Aceleración gravitatoria: Los problemas relativos a la aceleración gravitacional pueden resolverse de forma similar a otros problemas de aceleración. En este caso, uno de los parámetros se conoce de antemano:

El signo de la aceleración gravitatoria es + o -, según se elija la dirección positiva hacia arriba o hacia abajo.

Movimiento de proyectiles: La clave para resolver problemas que incluyen movimiento horizontal y el vertical por separado. La mayor parte de los problemas de proyectiles se resuelven utilizando el siguiente procedimiento:

Descompone la velocidad inicial vo en sus componentes x y:

Las componentes horizontal y vertical de su posición en cualquier instante están dadas por:

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Las componentes horizontal y vertical de su velocidad en cualquier instante están dadas por:

Es posible que la posición y la velocidad finales a partit de sus componentes.

Un aspecto importante que es necesario recordar al aplicar estas ecuaciones es que deben ser congruentes en su conversión de signos y unidades.

Capitulo 10. Movimiento Circular Uniforme

Hemos definido el movimiento circular uniformemente como un movimiento en trayectoria circular en el que la rapidez es constante y únicamente cambia la dirección. El cambio de dirección causado por una fuerza central se denomina aceleración centrípeta. Los principales conceptos que aparecen en este capítulo son los siguientes.

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5.- Resuelva tres de los problemas reto (p. 148 Tippens).6.42 Un cohete surca el espacio a 60 m / s y entonces recibe una aceleración repentina. Si su velocidad se incrementa a 140 m / s en 8 s, ¿ Cuál fue su aceleración media y a que distancia recorrió en este tiempo?

α= Vf−Vot = ( 140ms

)−(60ms )8 s

; α = 10 m /s2

s = Vf−Vo2 t = ( 140ms

)−(60ms )2

8s t = 800 s

6.43 Un vagón de ferrocarril parte del reposo y desciende libremente por una pendiente. Con una aceleración media de 4 pies / s. ¿Cuál será la velocidad al cabo de 5 s? ¿Qué distancia habrá recorrido en ese tiempo?

V f= V o + α t= 0 + (4ft/s2)(5 s); V f= 20ft/s

S = V ot + ½ α t 2 = 0 + ½(4 ft/s2)( 5s¿2; s= 50 ft

6.44 Un objeto es arrojado horizontalmente a 20 m / s. Al mismo tiempo, otro objeto ubicado a 12m más abajo se deja caer desde el reposo. ¿En qué momento chocaran ambos y a que distancia se hallara abajo del punto de partida?

A : V ox = 20m/s, V oy= 0; B: V ox = V oy= 0

X = V oxt y (20m/s)t = 12 m; t= 0.600 s

Y = ½ at= ½ (9.8 m /s2)(0.6s¿¿2; y= 1.76 m

6.- Resuelva tres preguntas para la reflexión crítica (p.148 de Tippens).6.56. Se ha calculado que la aceleración debida a la gravedad en un planeta distante equivale a la cuarta parte del valor de la gravedad de la tierra. ¿significa esto que si se deja caer una pelota desde una altura de 4m en ese planeta, caera del suelo en la cuarta parte del tiempo que demorara en caer aquí en la tierra? ¿ Cuales serian los tiempos de caída de la pelota en ese planeta y en la tierra?

Resp. Tp= 1.81s, tT= 0.904s.

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6.59. Una pelota que esta en reposo se deja caer desde el techo de un edificio de 100m de altura. En el mismo instante, una segunda pelota se lanza hacia arriba desde la base del edificio, con una velocidad inicial de 50 m/s. ¿Cuándo chocaran las dos pelotas y a que distancia estarán entonces sobre el nivel de la calle?

Resp. 2.00 s, 80.4 m

6.61 Se dispara verticalmente hacia arriba una flecha con una velocidad de 40 m/s. Tres segundos después, otra fecha se dispara hacia arriba con una velocidad de 60 m/s. ¿ En que tiempo y posición se encontraran las dos flechas?

Resp. 4.54s, 80.6 m

7.- Resuelva tres ejercicios de Rapidez y velocidad (p. 145).

6.1 Un coche recorre una distancia y 86 km a una velocidad media de 8 m / s. ¿Cuántas horas son necesarias para el viaje?

S= vt t= 86,000m8m /s = 10,750 s ( 1h36000 s ) t = 2.99 h

6.2 El sonido viaja con una rapidez media de 340 m / s. El relámpago que proviene de una nube causante de la tormenta distante se observa en forma casi inmediatamente. ¿Si el sonido del rayo llega a nuestro oído 3 s después, a qué distancia está la tormenta?

t= st = 20m340m/ s = 0.0588 s t= 58.8 ms

6.3 Un pequeño cohete sale de su plataforma en dirección vertical ascendente y recorre una distancia de 40 metros antes de regresar a la tierra cinco segundos después de su lanzamiento. ¿Cuál fue la velocidad media de su recorrido?

v = st = 40m+40m5 s = 80m5 s v = 16.0 m/s

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8.- Resolver 3 ejercicios de aceleración uniforme (p.146).

6.10 El extremo de un brazo robótico se mueve hacia la derecha a 8 m / s. Cuatro segundos después, se mueve hacia la izquierda a 2 m / s. ¿Cuál es el cambio de velocidad y cual es la aceleración?

∆v= V f - V o = (-2m/s) – (8m/s) ∆v = - 10 m/s

α = ∆vt = −10m /s4 s α = – 2.50 m/s2

6.11 Una flecha se acelera de cero a 40 m / s en los 0.5 s que permanece en contacto con la cuerda del arco. ¿Cuál es la aceleración media?

α= Vf−Vot = 40 ms−0

0.5s α = 80.0 m /s2

6.12 Un automóvil se desplaza inicialmente a 50 km/h y acelera a razón de 4 m / s durante 3 s. ¿Cuál es la rapidez final?

V o = 50 km/h = 13.9 m/s; V f = V o + αt

V f = (13.9 m/s) + (4 m/ s2)(3 s) = 25.9 m/s; V f = 25.9 m/s

9.- Resuelva 3 ejercicios de aceleración centrípeta y fuerza centrípeta (p. 235 de Tippens).

Aceleración Centrípeta

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10.1 Una pelota está unida al extremo de una cadena de 1.5 m y se gira en círculos con rapidez constante de 8 m / s. ¿Cuál es la aceleración centrípeta?

ac= v2

R = 8m /s2

1.5m ac= 42.7 m /s2

10.2 ¿Cuáles son el período y la frecuencia de rotación de la pelota en el problema 10-1?

v= 2π ƒR; v= 2πRT ; T= 2πRv = 2π (1.5m)8m /s ; T= 1.18 s

ƒ= 1T = 11.18 s ; ƒ= 0.849 rev/s

10.3 Una polea motriz de 6 cm de diámetro se hace girar a 9 rev / s. ¿Cuál es la aceleración centrípeta en un punto localizado en el borde de la polea? ¿Cuál sería la rapidez lineal de una banda accionada por la polea?

[ R = (0.06 m/2) = 0.03 m]

ac= 4π2 ƒ2 R = 4π2(9rev/s2)(0.03 m) ; ac = 95.9m /s2

v= 2π ƒR = 2π(9rev/s)(0.03m); v= 1.70m/s

Fuerza Centrípeta

10.8 Un niño de 20 kg se desplaza en círculos a 16 m / s sobre una pista de 16 m de radio, en uno de los juegos mecánicos de la feria ¿Cuál es la fuerza resultante sobre el niño?

F = mv2

R = (20kg )(16m / s)2

16m ; F c = 320 N

10.9 Una piedra de 3 kg, atada a una cuerda de 2 m, oscila describiendo un círculo horizontal, de manera que completa una revolución en 0.3 s. ¿Cuál es la fuerza centrípeta en la piedra? ¿Se ejerce sobre la piedra alguna fuerza que la impulse hacia fuera?

F c= 4π2ƒ2 mR = 4π2¿(3 kg) (2 m); F c= 2630 N, No

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10.10 Un objeto de 5kg oscila describiendo un círculo horizontal con una rapidez de 30 m/s. ¿Cuál es el radio de la trayectoria, si la fuerza centrípeta es 2000 N?

m= 8 lb32 ft /s2

= 0.25 slug; FC = mv2

R

R = mv2

FC = ¿¿; R = 1.13ft

10.- Resuelva tres de los problemas reto (p. 238 de Tippens).

10.50 A qué frecuencia ha de girar una bola de 6 lb en un radio de 3 pies para producir una aceleración centrípeta de 12 pies / s. ¿Cuál es la tensión en la cuerda?

ac = 4 π2 ƒ2 R ; ƒ2 = ac4 π2R

= (12 ft /s¿¿2)4 π 2(3 ft )

¿; ƒ = √0.1013 s2; ƒ= 0.318 rev/s

T = mac = (6 lb32ft

/s2 ) (12ft /s2) ; T = 2.25 lb

10.51 ¿Qué aceleración centrípeta se necesita para mover una masa de 2,6 kg en un círculo horizontal de radio de 300 mm si su rapidez lineal es 15 m / s? ¿Cuál es la fuerza centrípeta?

αc= v

2

R = (15 m

s

2

)

(0.300m) ; α = 750m /s2

F c= mac = (2.6 kg)(750m /s2) ; F c = 1950 N

10.52 ¿Cuál debe ser la rapidez de un satélite colocado 1000 millas sobre de la superficie de la tierra si se tiene que desplazar en una trayectoria circular?

[ R = 4000 mi + 1000 mi = 5000 mi; 5000 mi = 2.64 x 107 ft]

mv2

R = GmmeR2

; v = √GmeR ; R = 2.64 x 107 ft (0.3048m1 ft ) = 8,047 x 106 m

V = √ (6.67 x10¿¿−11Nm2/kg2)(5.98x 1024 kg)8,047 x 106m

¿ v = 7041 m/s

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ConclusionesEn el capítulo 6: Definimos y aplicamos las definiciones de velocidad media y aceleración media. Resolvimos problemas que incluyen tiempo, desplazamiento, velocidad media y aceleración media. Aplicamos también las cinco ecuaciones generales de movimiento uniformemente acelerado para determinar los cinco parámetros: velocidad inicial, velocidad final, aceleración, tiempo y desplazamiento.

En el capítulo 10: Conocimos los conceptos de aceleración y fuerza centrípetas. conocimientos sobre fuerza y aceleración centrípetas para resolver problemas en este capítulo. Aplicamos nuestros conocimientos sobre fuerza centrípeta a problemas relacionados con ángulos de inclinación, el péndulo cónico y el movimiento circulo vertical

BibliografíaTippens, P. E. (2001). Fisica Conceptos y Aplicaciones. Mexico: Mc Graw Hill.