Resumen U1 Fisica Gral Unad

Problemas Seleccionados:

TEMA 1, FISICA Y MEDICIÓN

Problema 5

Encuentre el orden de magnitud del número de pelotas de tenis de mesa que entrarían en una habitación de su casa (sin estrujarse). En su solución, establezca las cantidades que midió o estimó y los valores que tomó para ellas.

Para el desarrollo de este problema, es necesario tener en cuenta las estimaciones y cálculos de orden y magnitud.

El orden de magnitud de un número se determina del modo siguiente:

Exprese el número en notación científica, con el multiplicador de la potencia de diez entre 1 y 10 y una unidad.

Si el multiplicador es menor que 3.162 (la raíz cuadrada de diez), el orden de magnitud del número es la potencia de diez en la notación científica. Si el multiplicador es mayor que 3.162, el orden de magnitud es uno más grande que la potencia de diez en la notación científica.

Se usa el símbolo ~ para “es del orden de”. Use el procedimiento anterior para verificar los órdenes de magnitud para las siguientes longitudes:

0.008 6 m ~ 〖10〗^(-2) m 0.002 1 m~ 〖10〗^(-3) m 720 m ~ 〖10〗^3 m

Por lo general, cuando se hace una estimación del orden de magnitud, los resultados son confiables hasta dentro de un factor aproximado de 10. Si una cantidad aumenta en valor por tres órdenes de magnitud, su valor aumenta por un factor de aproximadamente 〖10〗^3=1 000.

Las imprecisiones provocadas por suponer muy poco para un número, con frecuencia se cancelan por otras suposiciones que son muy altas. Encontrará que, con práctica, sus estimaciones se vuelven cada vez mejores. Los problemas de estimación pueden ser divertidos de trabajar porque usted escoge con libertad los dígitos, aventura aproximaciones razonables para números desconocidos, hace suposiciones simplificadoras y convierte la pregunta en algo factible de responder, en su cabeza o con una mínima manipulación matemática en el papel. Debido a la simplicidad de este tipo de cálculos, se realizan en un pequeño trozo de papel y con frecuencia se llaman “cálculos de servilleta”.

TEMA 2, MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION

Problema 8

En la figura se muestra la posición en función del tiempo para cierta partícula que se mueve a lo largo del eje x. Encuentre la velocidad promedio en los siguientes intervalos de tiempo.

a) 0 a 2 s

b) 0 a 4 s

c) 2 s a 4 s

d) 4 s a 7 s

e) 0 a 8 s

Para el desarrollo adecuado de este ejercicio, es necesario tener en cuenta los diferentes tipos de movimiento.

Una línea recta posee una sola dimensión, es por esto que es usual denominar al movimiento en una dimensión como movimiento lineal.

Existen dos tipos principales de movimiento: con velocidad constante y con aceleración constante.

Lo anterior no significa que no existan más tipos de movimiento, sin embargo el estudio de estos dos nos permitirá entender una diversidad de fenómenos físicos.

Movimiento a velocidad constante

Este movimiento se realiza a lo largo de una línea recta como la siguiente,

Cuando decimos que un movimiento se efectúa con velocidad constante, estamos afirmando que la magnitud y la dirección de la velocidad no cambian con el tiempo. Es muy importante notar el hecho que la velocidad cambia cuando cambia su rapidez ó cuando cambia su dirección.

Vamos a calcular la razón de cambio de la velocidad, es decir la aceleración, de un movimiento a velocidad constante.

Por lo tanto se puede afirmar que:

Un movimiento se realiza a velocidad constante si su aceleración es igual a cero.

¿Cómo se puede predecir la posición de un cuerpo que se mueve a velocidad constante?, para ello utilizamos la definición de velocidad:

Movimiento a aceleración constante

Siempre que hay un cambio en la velocidad, hay una aceleración diferente de cero

Todo cambio en la velocidad, implica un cambio en la aceleración. El movimiento uniformemente acelerado es el más sencillo de estudiar en cuanto a aceleración. Sin embargo, la aceleración también puede variar, y es importante saberlo. A la razón de cambio de la aceleración se le denomina hertz, aunque es una cantidad poco usada.

¿ Cómo se puede predecir la velocidad de un cuerpo a partir de su aceleración ? Para ello nuevamente utilizamos la definición de aceleración:

Como el tiempo es un parámetro podemos hacer la cantidad t0 = 0, t1 = t y v(t1) = v(t). También la velocidad inicial se puede tomar como v(t0) = v0. De esta forma llegamos a otra importante ecuación de la cinemática,

v(t) = v0 + a t

También es ideal tener en cuenta los siguientes conceptos:

Trayectoria: Presenta posiciones sucesivas ocupadas en el transcurso del tiempo por una partícula móvil durante su desplazamiento.

Sistema de Referencia: es el espacio donde los vectores: desplazamiento, velocidad y aceleración se encuentran representados.

Gráfica: Distancia vs Tiempo, Velocidad vs tiempo, Aceleración vs Tiempo.

Caída Libre: Cuando se encuentra libre de toda restricción, sin fricción de aire.

Tiro vertical: Movimiento de un objeto lanzado en la dirección opuesta al centro gravitacional de la tierra, ganando por tanto altura. Se encuentra sujeto a la aceleración gravitacional de forma que la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto lanzado.

La aceleración de la gravedad, provoca que el objeto vaya perdiendo velocidad hasta llegar al estado de reposo. A partir de ese punto, comienza un movimiento de caída libre con velocidad inicial nula.

SUBTEMA 3, VECTORES

Problema 13

Las coordenadas polares de un punto son r = 4.20 m y  = 210°. ¿Cuáles son las coordenadas cartesianas de este punto?

Un vector, es un segmento de recta orientado, que sirve para representar las magnitudes vectoriales

Elementos de un vector:

Módulo o Intensidad: Representa el valor de la cantidad física vectorial, está representado por la longitud del vector, tomado o medido

...