1 TALLER FISICA I.docx

Joven estudiante:En la resolucin de problemas tenga en cuenta siempre las siguientes recomendaciones

1. Lea el problema varias veces, trate de entenderlo; grafquelo o dibuje si es necesario2. Identifique las variables que intervienen en el problema, tanto las conocidas como las desconocidas3. Identifique la frmula que expresa la ley que se ajusta a la solucin del problema, si en ella existen constantes investigue cual es su valor4. haga a la variable desconocida, el sujeto de la frmula (es decir despeje de la frmula la variable que no conoce)5. Recuerde siempre que las unidades se tienen que incluir durante todo el desarrollo del problema y estas son susceptibles de operaciones como si fueran nmeros (se multiplican, se dividen etc.)6. No olvide que durante el desarrollo del problema debes trabajar en un solo sistema de unidades, ( sistema internacional MKS o sistema ingles)7. Tenga una buena calculadora a mano y trabaje con mucha seguridad, paciencia, y sin estrs

A continuacin encontrars algunos datos de importancia que te servirn de apoyo en la resolucin de algunos ejercicios

Sistemas y unidades de medida

SistemamagnitudesSistema internacional

Sistema ingls

MagnitudUnidadSmboloUnidadSmbolo

longitudMetrompieft

masaKilogramokglibraLb

tiempoSegundosegsegundoseg

Intensidad de corrienteAmperioAA

temperaturaKelvinKK

Cantidad de sustanciaMolmolMol

Intensidad luminosaCandelacdcd

Prefijos de las potencias de diez

Prefijo abreviatura valorYotta Y 1024ZetaZ1021Exa E 1018Peta P1015tera T1012GigaG109MegaM106KiloK103Hectoh102Decada101decid10-1centic10-2milim10-3micro10-6nanon10-9picop10-12femtof10-15attoa10-18zeptoz10-21yoctoy10-24

UNIDADES COMUNES DE LONGITUD, EQUIVALENCIAS

Milla marina = 1852 M Milla terrestre = 1609 MMetro = 39,37 pulgadas ( ) Metro = 3,281 pie (ft)Pulgada = 2,54 cm Yarda = 3 Pies

UNIDADES COMUNES DE MASA, EQUIVALENCIAS

Kilogramo (kg) = 10 3 gramos (gr)Tonelada (ton) = 10 3 kilogramos (kg)Megatonelada (Mton) = 10 6 tonGiga tonelada (Gton) = 10 9 ton

UNIDADES COMUNES DE TIEMPO, EQUIVALENCIAS

Lustro = 5 aos Dcada = 10 aosSiglo = 100 aos milenio = 1000 aosHora = 60 minutos da = 86400 seg

CONSTANTES FUNDAMENTALES

Distancia tierra-sol------------------------------------------- 1,5 x 10 8 kmMasa del electrn ------------------------------------------- 9,1 x 10 -31 kgMasa de la tierra -------------------------------------------- 6,0 x 10 24 kgDistancia tierra alfa de centauro --------------------- 4,2 x 10 13 kmTamao de un virus -----------------------------------------1,2 x 10 -8 mRadio de la tierra (medio) --------------------------------- 6,38 x 103 kmMasa de la luna ---------------------------------------------- 7,35 x10 24 kgRadio de la luna (medio) ------------------------------- 1,738 x 103 kmDistancia tierra luna (media) -----------------------------384 x 10 3 km

EQUIVALENCIAS ENTRE ALGUNAS UNIDADES

Newton = Kg x m / seg 2 Dina = gr x cm / seg 2 Julio = Nt x M Ergio = Dina x cm Watt = julio / seg Pascal = Nt / m 2 Kgf = 10 Nt grf = 1000 dinasMilla /hora = 1609 m / hora nudo = 1,15 millas marinas / hora M = 10 dm = 100 cm = 1000 mmM 2 = ( 10 dm ) 2 = ( 100 cm ) 2 = ( 1000 mm ) 2M 2 = 10 2 dm 2 = 10 4 cm 2 = 10 6 mm 2M 3 = (10 dm) 3 = (100 cm) 3 = (1000 mm) 3M 3 = 10 3 dm 3 = 10 6 cm 3 = 10 9 mm 3NOTA: dm 3 = 1 litro

Frmulas matemticas de importancia

rea de un crculo --------------------------------- A = r 2

rea de una esfera -------------------------------- A = 4 r 2

Volumen de un cubo ----------------------------- V = L x L x L

Volumen de un cilindro ---------------------------- V = r 2 h

rea de un rectngulo ------------------------------ A = b x h

rea de un tringulo --------------------------------- rea de un trapezoide ------------------------------- Volumen de una esfera ----------------------------- Volumen de una pirmide ------------------------- Volumen de un cono circular recto --------------- EJERCICIOS (ECUACIONES DIMENSIONALES, NOTACIN CIENTFICA)

1) Escribir la dimensin de las siguientes magnitudesa) reab) Volumen c) Velocidad d) Aceleracin e) Fuerza2) Si siendo m la masa, y v la velocidad. Cul es la expresin dimensional de Ec3) Si F = fuerza y V =velocidad, hallar la expresin dimensional de en la ecuacin 4) Escribir en notacin cientfica los siguientes nmerosa) 56b) 123c) 4.567d) 634.785 e) 150.000.000 f) 34.537g) 765.000.000.000.000h) 2.456i) 456.645j) 346.123.005k) 2.002.2225) expresar en notacin cientfica los siguientes nmerosa) 2, 34b) 7,875 c) 12, 2436d) 1456e) 548.000,35f) 58.456,43g) 23.345.789, 7h) 4.569,758 i) 345.008.980,76 k) 76.132,96) Escribir en notacin cientfica los siguientes nmeros a) 0,6b) 0,0034c) 0,000007d) 0,0000126e) 0,000000000003657 f) 0,000000000000657 g) 0,000345 h) 0,00000000002i) 0,00000000877) Escribir en notacin decimal, los siguientes nmeros expresados en notacin cientficaa) 7,3 .104b) 1,1.106c) 8,34.10-5d) 3,587.107e) 4,3.10-8f) 5,23.102g) 5,23.10-28) efectuar las siguientes operaciones

a) 4,3.104 + 3,6.102 + 2,9.106b) 6,3.105 4,8.103c) 7,7.10-1 + 4,5 .102 - 3,8.10-4d) 3,4.103 5,8.102e) 4,35.104 * 3,22.106f) 2,8.10-6 * 4,76.10-3 *3,22.105g) 1,23.107 * 2,25.10-5h) 2,8.10-3 * 2,6.10-12 *6.6.107i) 4,2.105 / 2,1.102j) 2,45.10 -11 / 1,8.10 -15k) 6,7.106 / 8,9.10-8l) 3,32.1012 / 6,8.10 -15

Ejercicios _ (CONVERSIONES)

1. Convertir 12,5 kilmetros a milmetros2. Expresar en nanosegundos 3,5 aos3. La masa de la tierra es de 6 x 109 Tera toneladas ,expresar en gramos4. La masa de un elefante es de 4 x 106 gr , expresarla en giga toneladas5. Reducir un da a picosegundos6. Cuntos segundos tiene un ao?7. Expresar 25 yardas en metros8. Llevar 3,5 aos a Tera segundos9. Convertir 3.104 pies en metros 10. Si un edificio tiene una altura de 105 metros cul ser su valor en pies?, en pulgadas?11. Expresar 3,5 x 10 5 nanosegundos en aos12. El lado de un cuadrado tiene 95 pulgadas, hallar su rea en metros cuadrados (m2)13. Un cubo tiene un metro de arista. cuntos litros de agua tendr de capacidad?14. La velocidad de un avin es de 3,4.104 cm / seg. cul ser su velocidad en Km/hora?15. La luz viaja a una velocidad de 3.105 km/seg. cuantos kilmetros recorrer en un ao?16. Una figura rectangular tiene como base 2,2 m y 1,4 m de altura, calcular el valor de su rea expresada en a) m2 b) cm2 c) mm217. Un recipiente de forma cilndrica tiene 40 cm de radio y 1,3 m de altura, calcular su capacidad en litros 18. Si el radio de la tierra es de 6,4.103 km calcular su volumen expresado en cm3 19. Si 1 dm3 de corcho pesa la quinta parte de un litro de agua, podra usted levantar 1 m3 de corcho? Justifique la respuestaEjercicios _ (vectores)1) Representar grficamente los siguientes vectores, utilizando una escala adecuadaa. V = 120 km/hora 35 N-Eb. F = 140 N 150 a partir del eje positivo de las Xc. D = 480 Km 320 a partir del eje positivo de las x2) sean los vectores A = 5 Unidades Este. B = 7 unidades sur Hallar grfica y analticamente la resultante de sumara. A + Bb) A Bc) B A3) Dos vectores de 9 y 6 unidades de longitud respectivamente, forman entre s ngulos de a) 0, b) 60 c) 90 d) 140.hallar grfica y analticamente el vector suma en cada caso4) Hallar el ngulo formado por dos vectores de 9 y 12 unidades de longitud, si su resultante tiene 12 unidades5) El vector resultante de otros dos vectores, tiene 10 unidades y forma un ngulo de 35 con uno de los vectores componente cuya magnitud es 12 unidades hallar el otro vector componente y el ngulo entre ellos 6) Se tienen dos vectores de 5 y 7 unidades respectivamente, Qu ngulos deben formar los dos vectores para que la resultante sea igual a: a) al vector mayor b) al vector menor?7) Encuntrese las componentes rectangulares de los siguientes vectores a. Una fuerza de 600 N dirigida al S-Eb. Un desplazamiento de 520 m dirigido a 110 a partir del eje positivo de las x8) Hallar las componentes rectangulares de un vector de 10 unidades, que forman ngulos de a) 30 b) 45 c) 60 con respecto al eje positivo de las X Cmo varan las componentes al aumentar el ngulo?9) Sea el vector A = 6 unidades 30, B = 10 unidades 130cada uno con respecto al eje positivo de las X, hallar por componentes rectangulares la resultante de sumar a. A+B b) A-B c) B-A10) Un nadador va a cruzar un ro cuya corriente tiene una velocidad de 3 km/h si el nadador va a una velocidad de 30 m/min Cul ser la velocidad resultante del nadador?11) Un motor est colgado del techo por medio de dos sogas como lo indica la figura, la soga A ejerce una fuerza de 60 lb y la soga B una fuerza de 90 lb ,el ngulo entre las sogas es de 35,(la resultante de estas fuerzas es igual al peso del motor).hallar su peso

12) Que fuerza F1 y qu ngulo , es necesaria para llevar el auto en direccin Este, en forma tal que la fuerza resultante sea de 400 lb, si F2 = 200 lb?

Ejercicios - (cinemtica)

1. Cunto tarda un automvil, con movimiento uniforme en recorrer una distancia de 100 km si su velocidad es de 50 m / seg?

2. Un auto viaja de Medelln a Cali con movimiento uniforme y con una velocidad de 55 km/h. A las 7 am pasa por Cartago que est a 220 km de Medelln. Determinar.a. A qu hora parti de Medelln?b. A qu distancia de Medelln estar a las 12 M?

3. Un auto parte de Medelln a montera con movimiento uniforme a las 7 AM. A las 12 M parte otro de montera a Medelln. Recorren 720 km que separan ambas ciudades en 12 horas, calcular. a qu hora y a qu distancia de Medelln se produce el encuentro?

4. Dos estaciones distan entre s 100 km. de la estacin A sale un tren que tarda 2 horas en llegar a la estacin B. De B sale otro hacia la estacin A demorandose hora y media. Calcular. a qu distancia se cruzan y a que tiempo despus de haber partido simultneamente cada uno de su respectiva estacin?

5. Un metropolitano para hacer un viaje de 120 km se mueve con una velocidad de 40 km /h durante los primeros 60 km. Y con una velocidad de 120 km /h durante los ltimos 60 km. cul es el valor de la velocidad media del recorrido?

6. Una pelota de tenis llega sobre una raqueta con una velocidad de 50 m/seg y rebota con la misma rapidez. Si la pelota estuvo en contacto con la raqueta durante un tiempo de 0,01 seg. cul fue la aceleracin media durante el contacto?

7. Un electrn incide en una pantalla de televisin con una velocidad de 3 X 106 m/seg. suponiendo que ha sido acelerado desde el reposo a travs de una distancia de 0,04 m. Hallar el valor de su aceleracin

8. Un auto parte del reposo, con una aceleracin constante de 4 m/seg2 recorre una distancia de 200m. escribir las ecuaciones cinemticas del movimiento. Cunto tiempo demor su trayectoria, y con qu velocidad lleg al final?

9. Un tren con una velocidad de 72 km/h, frena con una desaceleracin constante y se detiene 10 seg ms tarde. qu distancia recorri?

10. Un tren parte del reposo acelerando durante 10 seg a razn de 1,2 m/seg2. Despus se mueve con velocidad constante durante 30 seg. y por fin desacelera a razn de 2,4 m/seg2 hasta que se detiene. Hallar la distancia total recorrida?

11. En el momento en que se enciende la luz verde en un semforo, un automvil arranca con una aceleracin constante de 1,83 m/seg2.En el mismo momento un camin que lleva una velocidad constante de 9,14 m/seg alcanza el automvil y lo pasa

a. A qu distancia del punto de partida alcanzar el automvil al camin?b. Qu velocidad llevar el automvil en ese momento?

12. Dos trenes, uno de los cuales lleva una velocidad de 128 km/h, se dirige uno hacia el otro, el cual lleva una velocidad de 96,6 km/h, Estn en la misma va horizontal. Cuando estn a una distancia de 3,22 km ambos maquinistas ven simultneamente el tren que se les acerca y aplican los frenos. Si los trenes retardan cada uno a razn de 0,915 m/seg2. Determinar si chocan

Frmulas de apoyo para solucionar problemas sobre CINEMTICARecordemos que en fsica es importante la apropiacin de buenos conceptos matemticos, y en la resolucin de un problema, nos debemos imaginar la situacin del mismo, es decir que ocurre en torno al problema Posicin de un cuerpo con MU en cualquier instante Posicin de un cuerpo con MUA, cuando conocemos la velocidad, la aceleracin y el tiempo Posicin de un cuerpo con MUA si conocemos la velocidad inicial, la velocidad final y la aceleracin Velocidad adquirida por un cuerpo con MUA si conocemos la velocidad inicial, la aceleracin y el tiempo transcurridoNOTA: recuerde que en el MUR trabajamos las mismas (tres) frmulas del MUA pero la aceleracin se toma negativaRECOMENDACIN:Antes de iniciar a resolver los ejercicios, tome cada ecuacin y despeje cada una de las variables que en ella intervienen

EJERCICIOS (LANZAMIENTO VERTICAL-CAIDA de los cuerpos)

1. Para comprobar su altmetro, un piloto volando sobre un lago deja caer un objeto, observando que toca el agua 6 segundos ms tarde. A qu altura vuela sobre el agua?

2. Un cuerpo sin velocidad inicial cae en un pozo de 45 m. de profundidad. Cunto tiempo dura la cada?

3. Un fusil tira una bala verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 700 m/seg. Hasta qu altura llega la bala? Qu tiempo dura el acenso?

4. De la boquilla de una ducha gotea agua al piso que se encuentra a 2,05 m. las gotas caen a intervalos regulares de tiempo, llegando al piso la primera gota en el momento en que la cuarta empieza a caer. Encontrar la posicin de las diversas gotas cuando una de ellas llega al piso?

5. Un baln de plomo se deja caer a un lago desde un trampoln que est a 4,88 m sobre el nivel del agua. Pega en el agua con alguna velocidad y despus se hunde con velocidad constante llegando al fondo 5 segundos despus de haberse soltado

a. Qu profundidad tiene el lago?Supngase que le extraemos toda el agua al lago y el baln se arroja desde el trampoln y llega a los 0,5 segundos al fondo.b. Cul ser la velocidad inicial del baln?

6. Un globo sube a razn de 12 m/seg y a una altura de 80 m sobre el suelo, suelta un paquete. Cunto tarda el paquete en llegar al suelo?

7. Una piedra se deja caer a un pozo y se oye el ruido producido al chocar con el agua 3,2 seg despus. Cul es la profundidad del pozo? (velocidad del sonido 340 m/seg)

8. Los puntos A y B estn sobre la misma vertical, el punto A se encuentra a 512 m ms arriba. Desde A se deja caer una bola y 4,3 seg ms tarde se deja caer otra desde B. Si ambas bolas llegan simultneamente al suelo. a qu altura estar B y a qu altura estar A

Frmulas de apoyo para solucionar problemas sobre lanzamiento vertical-cada de los cuerpos

Recuerde que la cada de los cuerpos corresponde al caso ms importante del MUA y por tal motivo tenemos que utilizar las mismas formulas, teniendo en cuenta que X (el espacio recorrido) lo cambiamos por h (altura) y la a (aceleracin) la cambiamos por la g (gravedad) as: Altura que ha descendido un cuerpo si es lanzado hacia abajo, conocida la velocidad inicial y el tiempo que lleva en el aire Altura que ha descendido un cuerpo si es lanzado hacia abajo, conocida la velocidad inicial y la velocidad final Velocidad alcanzada por un cuerpo que es lanzado verticalmente hacia abajo, conocido el tiempo en el aire y la velocidad inicialNOTA: En la cada libre la velocidad inicial vale cero (0 m/seg), se utilizan las mismas frmulasEl caso ms importante del MUR es el lanzamiento vertical hacia arriba por tal motivo utilizamos las mismas frmulas teniendo en cuenta en cambiar x (espacio recorrido por h (altura) y a (aceleracin) por g (gravedad) as: Altura alcanzada por un cuerpo, conocida la velocidad inicial y el tiempo en el aire Altura alcanzada por un cuerpo, conocida la velocidad inicial y la velocidad final Velocidad alcanzada por un cuerpo si conocemos la velocidad inicial y el tiempo del cuerpo en el aire