Física para tu mente 11º: nivela 1 / 2

Resuelve el siguiente taller en hojas cuadriculas. Copia los puntos, lee cada problema detenidamente dos o tres veces, identifica los datos y la(s) pregunta(s), resaltalos (en una tabla), concibe un plan (formulas, gráficos, etc) y llévalo adelante, justifica tu respuesta en los casos de selección múltiple, escribe todo el proceso de solución. Prepárate bien, este taller es requisito para la evaluacion escrita que señalara tu nivel de avance. Éxito. Entrega primera semana de agosto.

“Las preguntas 1 a 3 se refieren a la siguiente información: tres obreros tienen que subir material a la parte superior de una construcción en un balde atado a una cuerda. Uno de ellos, A, lo sube halando de la cuerda directamente, el obrero B lo sube por medio de una polea con alguna fricción despreciable, en cada caso la altura que sube el balde es la misma.”[1]

1. De los trabajos WA y WB que realizan los obreros A y B respectivamente, se puede afirmar que la relación es:

a. WA < WB      b. WA = WB      c. WA > WB       d. indeterminable

2. Las energías potenciales finales del balde, EA y EB, son
a. EA = -EB b. EA = 2EB c. EA = 1/2EB d. EA = EB

3. Si el obrero A sube el balde al doble de la velocidad de B, la potencia de A P_A y la potencia de B, P_B, se relacionan así:

a. PA = PB b. PA = 2PB c. PA = 1/2PB d. PA = 4PB

4. “Tres bloques de masas iguales están alineados sobre una mesa sin fricción. El bloque 1 avanza con velocidad constante v y choca inelásticamente contra el bloque 2, quedando pegado a él. Estos dos bloques chocarán inelásticamente contra el tercero que queda pegado a los anteriores.”[2]
Su velocidad es:

a. v b. v/2 c. v/3 d. v/4

5. “La energía cinética al llegar al piso, de un cuerpo de masa m que se suelta desde el reposo desde una altura h, es K. Si se deja caer desde el reposo un cuerpo de masa m/4, desde una altura h/2, la energía cinética al llegar al suelo es”[3]

a. K/6 b. 8K c. K/8 d. K/2
6. ¿En que unidades se mide el trabajo?.
7.   Calcular para el sistema de la figura su aceleración y la tensión en la cuerda si m₁ = 10kg, m₂ = 6 kg y α = 30°.
8.
Un cuerpo posee una velocidad de 20 cm/s y actúa sobre él una fuerza de 120 N que después de 5 s le hace adquirir una velocidad de 8 cm/s. ¿Cuál es la masa del cuerpo?.

9.
¿Qué es energía?.

10.
Si se levanta un cuerpo desde el suelo, ¿hay transformación de energía?.
11.

Un carrito de 10 kg de masa se mueve con una velocidad de 3 m/s, calcular:

a) La energía cinética si debe subir una pendiente.

b) La altura que alcanzará.
12.
Un cuerpo de 50 N de peso se halla en el punto más alto de un plano inclinado de 20 m de largo y 8 m de alto. Determinar:

a) La energía potencial en esa posición.

b) La energía cinética si cae al pié de esa altura.

c) La energía cinética si cae al pié deslizándose por la pendiente.
13.
Un cuerpo de 2,45 kg de masa se desplaza sin rozamiento por un plano inclinado de 5 m y 1 m de altura, determinar:

a) La distancia recorrida por el cuerpo, que parte del reposo, en 1,5 s.

b) La energía cinética adquirida en ese lapso.

c) La disminución de la energía potencial en igual lapso.

[1] Las preguntas 1 a 3 se tomaron de la Prueba de admisión de la Universidad Nacional de Colombia para el primer semestre de 2006

[2] Tomado del banco de Pruebas de examen de estado ICFES

[3] Tomado del banco de Pruebas de examen de estado ICFES

Ondas

Las ondas pueden ser representadas por un movimiento armónico simple.

Ejemplos de ondas:

Olas, que son perturbaciones que se propagan por el agua.
Ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, luz ultravioleta, rayos X, y rayos gammaconforman la radiación electromagnética. En este caso, la propagación es posible sin un medio, a través del vacío. Estas ondas electromagnéticas viajan a 299,792,458 m/s en el vacío.
Sonoras — una onda mecánica que se propaga por el aire, los líquidos o los sólidos.
Ondas de tráfico (esto es, la propagación de diferentes densidades de vehículos, etc.) — estas pueden modelarse como ondas cinemáticas como hizo Sir M. J. Lighthill
Ondas sísmicas en terremotos.
Ondas gravitacionales, que son fluctuaciones en la curvatura del espacio-tiempo predichas por la relatividad general. Estas ondas aún no han sido observadas empíricamente.

Todas las ondas tiene un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:

Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.
Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

Onda estacionaria: La suma de dos ondas que se propagan en sentidos opuestos, con idéntica amplitud y frecuencia, dan lugar a una onda estacionaria.

Onda estacionaria formada por la interferencia entre una onda (azul) que avanza hacia la derecha y una onda (roja) que avanza hacia la izquierda.

Energia = trabajo

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.

Energía cinética.

Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación:

E_c = ½ m . v²

Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.

Energía potencial.

Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación:

E_p= m . g . h = P . h

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.

Trabajo

La palabra trabajo tiene un significado en física muy diferente al que se utiliza en la vida ordinaria. En la vida ordinaria, trabajo es equivalente a "esfuerzo"; en física, para que haya trabajo, es preciso realizar una fuerza sobre un objeto y que haya un desplazamiento de éste.

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro.Cabe destacar teniendo en cuenta esto ultimo, que cuando una fuerza forme un angulo de 90º con el desplazamiento de un móvil, dicha fuerza no realiza trabajo alguno, ya que el coseno de 90º es 0. Dicho de otro modo, las fuerzas perpendiculares al desplazamiento no realizan trabajo.¹ El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra $\ W$ (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Matemáticamente lo expresamos en la forma:
$W= F s\cos\alpha \,$

Leyes de Newton

Con la publicación en 1687 de «Los Principios matemáticos de la filosofía natural», el inglés Isaac Newton revolucionó radicalmente la concepción de la ciencia física. En esta obra sintetizó los principios de la mecánica en tres sencillas leyes, cuya aplicación propició un extraordinario avance de esta rama científica en los siglos posteriores.

Ley de inercia

La primera ley de la mecánica, llamada ley de inercia, sostiene que todo cuerpo aislado no sometido a ninguna fuerza externa mantiene indefinidamente su estado de reposo o de movimiento.

Ley fundamental de la dinámica

La segunda ley propuesta por Newton se conoce como principio fundamental de la dinámica. Esta ley enuncia que la aceleración que experimenta una partícula material sigue la dirección y el sentido de la fuerza que se aplica sobre ella, y que el cociente entre los módulos de estos dos vectores (fuerza y aceleración) es una constante característica de la partícula:

m = F / a

Esta constante m recibe el nombre de masa . En forma vectorial, la segunda ley de Newton se expresa como:

F = m a

"La aceleración que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la Fuerza que se le aplica e inversamente proporcional a su masa"

A mayor fuerza mas aceleración, a más masa menos aceleración.

Páginas

nivela 1 / 2