FISICA GENERAL

TEMA 1: ENERGÍA DE UN SISTEMA - PROBLEMAS TOMADOS DEL LIBRO DE (SERWAY & JEWETT JR., 2008)

EJERCICIO Nº 1

Un bloque de 2.50 kg de masa se empuja 2.20 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida 25.0° debajo de la horizontal. Determine el trabajo invertido sobre el bloque por

a) la fuerza aplicada

b) la fuerza normal que ejerce la mesa

c) la fuerza gravitacional

d) Determine el trabajo neto invertido en el bloque.

DESARROLLO

f_a=16N

θ(theeta)=25°

distancia x=2,20 m

m=2,50kg

g=9,81 m⁄s^2

la fuerza aplicada

* Analizar la fuerza aplicada

* Podemos decir: fuerza aplicada en xy fuerza aplicada en y

Analizamos en x y decimos

x=f_a cos⁡θ

x=16,0 N cos⁡〖25°〗

x=16,0N(0.90.6308)

x=14,5 N

Analizamos en y y decimos

y=f_a sen⁡θ

y=16,0 N ∎sen∎25°

y=16,0N(0,422618)

y=6,76N

Teniendo los valores vamos hallar el valor del trabajo para la fuerza aplicada utilizamos el valor de x

WF_a=∎F_a∎x*x(distancia recorrida )

WF_a=14,5N*2,20m

WF_a=31,9julios

RTA: La fuerza aplicada es de 31,9julios

la fuerza normal que ejerce la mesa

F_n=F_a:senθ+(m*gravedad)

F_n=6,76N+(2,50kg*9,81 m⁄s^2 )

F_n=6,76N+24,5N

F_n=31,26N

Hallamos la fuerza normal

WFN=F_n*x(distancia recorrida)*cos∎90°∎

Debido a que el Angulo entre la fuerza normal y el desplazamiento es de 90°

WFN=31,26N*2,20m*cos90°

WFN=0°

RTA: La fuerza normal que ejerce la mesa es de 90º

la fuerza gravitacional

WFG=(m*gravedad)*cos270°∎

El ángulo entre la fuerza gravedad y el desplazamiento es de 270º

WF_g=24,5N*cos270°

WF_g=0°

RTA: la fuerza gravitacional que se ejerce es de 0º

Determine el trabajo neto invertido en el bloque

W La fuerza neta hace el trabajo igual a la suma de los trabajos efectuados por las fuerzas, es decir

Wneto=WF_a+WF_n+WF_g

Wneto=31,9j+0+0

wneto=31,9 julios de energia

RTA: el trabajo neto invertido en el bloque es de 31,9 julios de energía

TEMA 2: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA - PROBLEMAS TOMADOS DEL LIBRO DE (SERWAY & JEWETT JR., 2008)

EJERCICIO Nº 9

El coeficiente de fricción entre el bloque de 3.00 kg y la superficie en la figura P8.19 es 0.400. El sistema parte del reposo. ¿Cuál es la rapidez de la bola de 5.00 kg cuando cae 1.50 m?

DESARROLLO

Wroz=froz.d

Wroz=mu*m*g*d

Wroz=0,400.398*1,50

Wroz=17,64j

17,64=m*g*h+0,5m*V^2

17,64=3*9,8*1,5+1,5*V^2

17,64=44,1/1,5=V√(17,64=4,2 m⁄s)

TEMA 3: CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL Y COLISIONES - PROBLEMAS TOMADOS DEL LIBRO DE (SERWAY & JEWETT JR., 2008)

EJERCICIO Nº 13

Una bola de billar que se mueve a 5.00 m/s golpea una bola fija de la misma masa. Después de la colisión, la primera bola se mueve, a 4.33 m/s, en un ángulo de 30.0° respecto de la línea de movimiento original. Si supone una colisión elástica (e ignora la fricción y el movimiento rotacional), encuentre la velocidad de la bola golpeada después de la colisión.

DESARROLLO

Debido a que es una colisión elástica primero definimos las variables involucradas antes y después de la colisión entonces

Variable antes de la colisión

V_1a=5 m⁄s= Siendo la velocidad inicial de la bola 1

V_1b=0= Siendo la velocidad inicial de la bola 2

M_1=m_2=m= Como las dos masa son iguales en las formulas solo manejaremos M

Variable después de la colisión

V_2a=4,33 m⁄s 30°= Siendo la velocidad de la bola 1 luego de la colisión

V_1b=?= Siendo la velocidad final de la bola 2 luego de la colisión

Analizando movimientos

En xantes de la colisión

dix=movimiento en x antes de la colison

dix=mV_1a+mV_1b=siendo la V_2b=0 antes de la colision

dix=m5 m⁄s llamamosa este la ecuacion A en Y antes de la colision

diy=movimiento en y antes de la colision

diy=0 siendo que la velocidad de las masa1solo tiene dirreccion en la

componetehorizontal x y que la masa 2 esta inmovil

El movimiento en el eje x para las dos más luego de la colisión

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