FÍSICA I GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO"

Transcripción

1 República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para las telecomunicaciones Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Núcleo Carabobo - Extensión Isabelica FÍSICA I GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO" Profesor Alejandro J. Contreras G. OCTUBRE FEBRERO 2011 Las evaluaciones asistidas son obligatoria y se entregarán en el enlace: Visita las páginas web: y mi correo electrónico personal: estudiantesdelaunefa@hotmail.com

2 República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para las telecomunicaciones Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Núcleo Carabobo - Extensión Isabelica UNIDAD 0 Repaso de la Matemática elemental e Introducción a la Física OCTUBRE FEBRERO 2011

3 Los números nos sirven para contar seres, objetos..., cualquier cantidad de todo lo que nos rodea. Para poder escribir cualquier número, hemos de usar caracteres o símbolos, que hemos de combinar según unas reglas que forman lo que llamamos un sistema de numeración. A lo largo de la historia ha habido distintos sistemas de numeración, como el maya, el chino o el sistema romano, con símbolos y reglas diferentes a los nuestros. Nuestro sistema de numeración decimal procede de la India, aunque fueron los árabes los que lo introdujeron en Europa. Es un sistema posicional porque el valor de una cifra depende de la posición que ocupe dentro del número que estemos considerando. Por ejemplo, cuando escribimos el número : el primer 3 que escribimos pertenece a las decenas de millar (DM), y vale unidades; el segundo 3 pertenece a las decenas (D), y vale 30 unidades; el tercer y último 3 pertenece a las unidades (U). Así pues, podemos descomponer un número como suma de los valores de sus cifras. Por ejemplo, el número es la suma de: = 4 centenas de millar + 5 decenas de millar + 6 unidades de millar + 7 centenas + 8 decenas + 9 unidades = 4 CM + 5 DM + 6 UM + 7 C + 8 D + 9 U Para números más grandes, con más de seis cifras, hemos de usar órdenes de unidades superiores a la centena de millar: Por ejemplo, el número es la suma de:

4 = 4 decenas de millón + 2 unidades de millón + 3 centenas de millar + 4 decenas de millar + 5 unidades de millar + 6 centenas + 7 decenas + 8 unidades = 4 Dm + 2 Um + 3 CM + 4 DM + 5 UM + 6 C + 7 D + 8 U CÓMO SE LEEN LOS NÚMEROS? Para leer cualquier número hemos de formar grupos de tres cifras, contándolas desde la derecha y recorriendo el número hacia la izquierda. Después se lee cada uno de los grupos, empezando por el primero de la izquierda y avanzando hacia la derecha. Por ejemplo, para leer el número : 1. Formamos grupos de tres cifras: 2. Leemos los grupos empezando por el primero de la izquierda: doscientos quince millones trescientos sesenta y siete mil cuatrocientos noventa y ocho. Fíjate que entre el primer y el segundo grupo va la palabra millones y entre el segundo y el tercer grupo la palabra mil. Práctica: 1. Escriba los siguientes números: , ,

5 0, Transforma: a ml a mg b. 12,255kg a g c. 12,4588hl a Dl d. 11,155hl a dl

6 3. Sean las siguientes fórmulas: a.

7 b.

8 Pre laboratorio Investigar: Física, Ciencia, Método científico, Observación, Descripción, Objeto Físico

9 Laboratorio: Experiencia: a. En el salón de clases, encontrarás diferentes objetos, los cuales debes observar y describir cada uno, de acuerdo a sus diversas características usando los sentidos, como la apariencia de su forma(según la vista), tacto, olor, gusto, sonido. Realiza el montaje

10 Descripción: Objeto 1: objeto 2:

11 objeto 3: Objeto 4: Objeto 5:

12 Post laboratorio 1. Escribe una lista de 10 objetos que se puedan describir usando solo los sentidos, y describe uno. 2. Describe usando la experiencia que tipo de ayuda utilizaste y Por qué? 3. Da tus conclusiones y recomendaciones y relaciónalas a tu carrera Respuestas del post laboratorio

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30 Problemario: 1. Un cuerpo se mueve sobre una recta y su distancia al origen a cualquier instante está dada por la ecuación Donde X se mide en Cm y t en seg. Calcúlese la velocidad media del cuerpo en el intervalo comprendido t = 0 y t = 1seg y la aceleración media en el intervalo t = 0 y t = 4seg 2. Un cuerpo se mueve sobre una recta y su distancia al origen a cualquier instante está dada por la ecuación Donde X se mide en Cm y t en seg. Calcúlese la velocidad media del cuerpo en el intervalo comprendido t = 0 y t = 1seg y la aceleración media en el intervalo t = 0 y t = 4seg 3. Un cuerpo se mueve sobre una recta y su distancia al origen a cualquier instante está dada por la ecuación Donde X se mide en unidades de espacio y t en unidades de tiempo. Calcúlese la velocidad media del cuerpo en el intervalo comprendido t = 2seg y t = 3seg y la aceleración media en el intervalo t = 4seg y t = 8seg 4. Un cuerpo se mueve sobre una recta y su distancia al origen a cualquier instante está dada por la ecuación Donde X se mide en unidades de espacio y t en unidades de tiempo. Calcúlese la velocidad media del cuerpo en el intervalo comprendido t = 2seg y t = 3seg y la aceleración media en el intervalo t = 4seg y t = 8seg 5. Un móvil parte con una rapidez de 3m/seg y recorre 50m en el transcurso del cuarto segundo. Calcular: a) La distancia recorrida en los 8 primeros segundos; b) Cuánto tardará en alcanzar una rapidez de 30m/seg? 6. Un móvil lleva una rapidez de 10pie/h. Acelera a razón de 4m/ calcule la velocidad cuando lleva un tiempo de 12min 7. Un móvil lleva una rapidez de diez milésimas de m/seg. Acelera a razón de 45 décimas de segundos. Calcule la distancia a las 35 décimas de m/ 8. A cuántos m/s equivale la velocidad de un móvil que se desplaza a 72 km/h? 9. Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de cm/s durante 9 s, y luego con velocidad media de 480 cm/s durante 7 s, siendo ambas velocidades del mismo sentido: a) cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16 s?. b) cuál es la velocidad media del viaje completo? En el gráfico, se representa un movimiento rectilíneo uniforme, averigüe gráfica y analíticamente la distancia recorrida en los primeros 4 s.

31 11. Un cuerpo se mueve a lo largo de una línea recta de acuerdo con la ley x=2t 3-4t 2 +5 m. Hallar La velocidad La aceleración del móvil en función del tiempo. 12. Un automóvil parte del reposo y se mueve con una aceleración de 4 m/s 2, y viaja durante 4 s. Durante los próximos 10 s, se mueve con movimiento uniforme. Se aplican los frenos y el automóvil desacelera a razón de 8 m/s 2 hasta que se detiene. Calcular la posición del móvil al final de cada intervalo y su posición cuando se detiene. Hacer un gráfico de la velocidad en función del tiempo. Mostrar que el área comprendida entre la curva y el eje del tiempo mide el desplazamiento total del automóvil. 13. Un cuerpo se mueve a lo largo de una línea recta de acuerdo a la ley v=t 3-4t 2 +5 m/s. Si en el instante t=2 s. está situado a 4 m del origen. Calcular la aceleración del móvil. La posición del móvil en cualquier instante. 14. La aceleración de un cuerpo que se mueve a lo largo de una línea recta viene dada por la expresión. a=4-t 2 m/s 2. Sabiendo que en el instante t=3 s, la velocidad del móvil vale 2 m/s y se encuentra en la posición x=9 m. La expresión de la velocidad del móvil en cualquier instante La expresión de la posición del móvil en función del tiempo. 15. Un objeto se lanza verticalmente con una velocidad de 60 m/s. (tomar g=10 m/s 2 ) Calcular su altura y velocidad en los instantes t = 2, 4, 6, 8, 10, 12 s después del lanzamiento. Qué altura máxima alcanza? Cuánto tiempo tarda en regresar al suelo? 16. Se lanza un cuerpo hacia arriba, en dirección vertical, con velocidad inicial de 98 m/s desde el techo de un edificio de 100 m de altura. Tomar g=9.8 m/s 2. Hallar: La máxima altura que alcanza el cuerpo medida desde el suelo El tiempo que transcurre hasta que llega al suelo. La velocidad al llegar al suelo

32 17. Un automóvil describe una curva plana tal que sus coordenadas rectangulares, en función del tiempo están dadas por las expresiones: x=2t 3-3t 2, y=t 2-2t+1 m. Calcular: Las componentes de la velocidad en cualquier instante. Las componentes de la aceleración en cualquier instante. 18. Un punto se mueve en el plano de tal forma que las componentes rectangulares de la velocidad en función del tiempo vienen dadas por las expresiones: v x =4t 3 +4t, v y =4t m/s. Si en el instante t=0 s, el móvil se encontraba en la posición x=1, y=2 m. Calcular: Las componentes de la aceleración en cualquier instante Las coordenadas x e y, del móvil, en función del tiempo. Sus valores para el instante t=1 s. 19. Un proyectil es disparado con una velocidad de 600 m/s, haciendo un ángulo de 60º con la horizontal. Calcular: La ecuación de la trayectoria, Qué representa?. El alcance horizontal. 20. Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s desde la azotea de un edificio de 50 m de altura. La pelota además es empujada por el viento, produciendo un movimiento horizontal con una aceleración de 2 m/s 2. Calcular: La distancia horizontal entre el punto de lanzamiento y de impacto La altura máxima El valor de las componentes tangencial y normal de la aceleración cuando la pelota se encuentra a 60 m de altura sobre el suelo. La altura máxima. 21. Se dispara un proyectil desde lo alto de una colina de 300 m de altura, haciendo un ángulo de 30º por debajo de la horizontal. Determinar la velocidad de disparo para que el proyectil impacte sobre un blanco situado a una distancia horizontal de 119 m, medida a partir de la base de la colina. 22. Una partícula se está moviendo en una circunferencia, su velocidad angular en función del tiempo está dada por la expresión =3t 2-2t+2 rad/s. Sabiendo que en el instante t=0 s. el móvil se encontraba en el origen =0. Calcular: La expresión de la aceleración angular en función del tiempo. La expresión de la posición angular en función del tiempo. Los valores de las magnitudes angulares en el instante t= 2 s.

33 23. Una rueda de radio 10 cm está girando con una velocidad angular de 120 r.p.m., se aplican los frenos y se detiene en 4 s. Calcular: La aceleración angular (supuesta constante la fuerza de frenado). El ángulo girado a los 4 s. Calcular 1 s. después de aplicar los frenos: La velocidad angular, la velocidad (lineal) de un punto de la periferia de la rueda. La aceleración tangencial, la aceleración normal, la aceleración resultante y el ángulo que forma con la dirección radial. 24. Dos móviles describen una trayectoria circular en el mismo sentido. El primer móvil parte del origen, inicialmente en reposo, con aceleración angular constante de 2 rad/s 2 ; el segundo móvil parte de la posición /2 rad, y está animado de un movimiento uniforme con velocidad constante de 120 r.p.m. Determinar el instante y la posición de encuentro por primera vez de ambos móviles. 25. El plato de una bicicleta tiene 35 cm de radio y está unido mediante una cadena a un piñón de 7 cm de radio, que mueve una rueda de 75 cm de radio. Si la velocidad angular constante del plato es de 2 rad/s. Calcular: La velocidad angular del piñón y la velocidad (lineal) de un diente del piñón. La velocidad de un punto de la periferia de la rueda. 26. Dos trenes A y B se desplazan en vías rectilíneas paralelas a 70 y 90 km/h respectivamente. Calcular la velocidad relativa de B respecto de A: Cuando se mueven en el mismo sentido. Cuando se mueven en sentido contrario

34 27. Un río fluye hacia el norte con velocidad de 3 km/h. Un bote se dirige al Este con velocidad relativa al agua de 4 km/h. Calcular la velocidad del bote respecto de tierra. Si el río tiene 1 km de anchura, calcular el tiempo necesario para cruzarlo. Cuál es la desviación hacia el norte del bote cuando llega a la otra orilla del río? PRÁCTICA DE LABORATORIO 1. Mencione según su orden de clasificación cuales son los instrumentos para medir longitudes, tiempo, masa, temperatura y electricidad. 2. Que es el Vernier?

35 2. Qué es es el tornillo Micrométrico? 3. Que es la Balanza? 4. Qué es el cronometro?

36 5. Completa la siguiente tabla para determinar las características de los instrumentos Instrumento Apreciación Rango Alcance Error Instrumental Regla Graduada A A/2 A(0,68) Cinta métrica Vernier Reloj Cronómetro 6. Post laboratorio Investigar: Medición, Error de medición, Tipos de error, Absoluto, Relativo, Porcentual- tipos de método de medida, Error de paralaje, clasificación de los errores. Además haga un resumen de toda la teoría correspondiente a la unidad 1 de física: Todo lo referido a la Cinemática.

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