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Temario
Módulo 1. Mediciones, vectores y movimiento
Tema 1. Mediciones
   1.1 Sistemas de unidades
   1.2 Conversión de unidades
   1.3 Cantidades escalares y vectoriales
Tema 2. Vectores
  2.1 Vectores y adición de vectores
  2.2 Componentes de vectores
  2.3 Vectores unitarios
  2.4 Multiplicación de vectores
Tema 3. Movimiento en una dimensión
  3.1 Velocidad media e instantánea
  3.2 Aceleración media e instantánea
  3.3 Movimiento con aceleración constante
  3.4 Cuerpos en caída libre
  3.5 Velocidad y coordenadas por integración
Tema 4. Movimiento en dos dimensiones
  4.1 Movimiento de proyectiles
  4.2 Movimiento circular uniforme
  4.3 Velocidad relativa
Módulo 2. Leyes de Newton, trabajo y energía cinética
Tema 5. Leyes de Newton
  5.1 Primera Ley de Newton
  5.2 Segunda Ley de Newton
  5.3 Tercera Ley de Newton
Tema 6. Cuerpo libre
  6.1 Diagramas de cuerpo libre
Tema 7. Aplicaciones de las Leyes de Newton
  7.1 Fuerzas de contacto y fricción
  7.2 Dinámica del movimiento circular
  7.3 Fuerza en la naturaleza
Tema 8. Trabajo y energía cinética
  8.1 Trabajo
  8.2 Trabajo hecho por una fuerza variable
  8.3 Trabajo y energía cinética
  8.4 Potencia
Módulo 3. Energía potencial, impulso, momentum, choques y rotación
Tema 9. Energía potencial
  9.1 Energía potencial gravitacional
  9.2 Energía potencial elástica
  9.3 Fuerzas conservativas y no-conservativas
  9.4 Energía potencial y fuerzas conservativas
Tema 10. Impulso y momentum
  10.1 Momentum y conservación del momentum
  10.2 Impulso
Tema 11. Choques
  11.1 Choques elásticos e inelásticos



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  11.2 Centro de masa y movimiento del centro de masa
Tema 12. Rotación
  12.1 Velocidad y aceleración angular
  12.2 Rotación con aceleración angular constante
  12.3 Energía cinética rotacional
  12.4 Cálculo de momentos de inercia
  12.5 Teorema de los ejes paralelos
Módulo 4. Dinámica del movimiento rotacional, equilibrio, elasticidad y gravitación
Tema 13. Dinámica del movimiento rotacional
  13.1 Momento de una fuerza y aceleración angular
  13.2 Rotación alrededor de un eje en movimiento
  13.3 Trabajo y potencia en el movimiento rotacional
  13.4 Momento angular
  13.5 Conservación del momento angular
Tema 14. Equilibrio y elasticidad
  14.1 Condiciones de equilibrio
  14.2 Centro de gravedad
  14.3 Módulos de elasticidad
Tema 15. Gravitación
  15.1 Ley de Newton de la gravitación universal
  15.2 Campo gravitacional
  15.3 Energía potencial gravitacional
  15.4 Movimiento de planetas y satélites




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Actividad integradora 1
Instrucciones:

Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y
comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el
procedimiento necesario para llegar a la respuesta.

    1. Convierte las siguientes unidades

            1.   5 metros cúbicos a decilitros.
            2.   40ºC a Fahrenheit.
            3.   2 días a minutos.
            4.   6 HP a J/s.
            5.   234 decagramos a onzas.

    2. De los siguientes vectores:




Resuelve las siguientes operaciones:

            1.
            2.
            3.
            4.
            5.

    3. Imagina que estas en un safari y logras observar que un animal corre hacia su
       escondite a una velocidad de 60 km/h. Cuando se encuentra a 160 m de su
       escondite, otro animal que se encuentra 40 m atrás, sale a perseguirlo, recorriendo
       75 m con una aceleración de 4 m/s2 y continuando con velocidad constante.

            a. Deduce si el segundo animal alcanzará al primero.
            b. ¿Qué sucedería si el escondite estuviera a 80 metros?

    4. Un carro parte del reposo con una aceleración constante igual a 50 m/s2, después
       de 4 minutos deja de acelerar y sigue con una velocidad constante.

            a. ¿Cuántos kilómetros recorrió?
            b. ¿Qué distancia recorrerá después de dos horas y media de que salió?

    5. Se dispara un proyectil verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 130
       m/s, después de un segundo, se dispara un segundo proyectil en la misma
       dirección.




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            a. ¿A qué altura se encontrarán ambos proyectiles?
            b. Calcula la velocidad de cada uno al encontrarse.
            c. Determina el tiempo transcurrido desde el primer disparo hasta el choque
               (desprecia la fricción).

    6. Desde lo alto de un edificio de 65 m de altura se lanza un objeto horizontalmente
       con una velocidad de 20 m/s.

            a.   ¿Dónde se encuentra el objeto después de 2 s?
            b.   ¿Qué velocidad tienen en ese instante?
            c.   ¿Cuánto es el alcance máximo?
            d.   ¿En qué punto de la trayectoria la velocidad forma un ángulo de 38º con la
                 horizontal?

    7. Un jugador de béisbol lanza una pelota a una velocidad de 80 m/s, formando un
       ángulo de elevación de 55º. En el mismo instante otro jugador, situado a 190 m de
       la posición inicial de la pelota, corre para atraparla, cuando ésta se encuentra a 2
       m del piso con una velocidad constante de 25 m/s.

            a. ¿Llegará a atrapar la pelota? Justifica tu respuesta
            b. En caso de que no la atrape. ¿Con qué velocidad debía haber corrido?
            c. En caso de que no la atrape. ¿Cuánto tiempo antes de que la pelota sea
               lanzada, debe salir corriendo el jugador?

    8. Una persona que se encuentra en un globo aerostático se eleva verticalmente a
       una velocidad de 7 m/s. Suelta un objeto en el instante en que se encuentra a 20
       m de altura sobre el piso.

            a. Calcula la posición y velocidad del objeto en los instantes t1 = 1 s y t2 = 4 s
            b. ¿Cuánto tiempo después de soltar el objeto tardará en tocar el piso?
            c. ¿A qué velocidad llega al piso?

    9. Un avión, cuando toca la pista, acciona todos los sistemas para poder frenar, los
       cuales provocan una desaceleración de 15 m/s2, es necesario 60 m de pista para
       detenerse.

            a. ¿Con qué velocidad toca la pista?
            b. ¿Qué tiempo tarda en detenerse el avión?

    10. Una partícula se encuentra en una circunferencia de 6 m de radio con una
        velocidad constante de 2.5 m/s. En cierto instante, frena con una aceleración
        constante de 2 m/s2 hasta detenerse.

            a.   ¿Cuál es la aceleración de la partícula antes de frenar?
            b.   ¿Cuál es la aceleración de la partícula 3.5 s después de frenar?
            c.   ¿Cuál es la aceleración angular cuando frena?
            d.   ¿Cuál es el tiempo que tarda en detenerse?
            e.   ¿Cuántas vueltas da desde que empieza a frenar hasta que se detiene?

    11. Un tren se va acercándose a una estación, por lo que tiene que disminuir su


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        velocidad de 90 km/h hasta detenerse. Si la aceleración es de 80 m/s2.

            a. ¿Cuánto tiempo tardará en detenerse?
            b. ¿A qué distancia de la estación empezó a frenar?



Actividad integradora 2
Instrucciones:

Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y
comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el
procedimiento necesario para llegar a la respuesta.

    1. Un objeto de 3 kg de masa cuelga de una cuerda de 1.7 m de longitud que se
       encuentra sujeta al techo. Calcula la fuerza horizontal necesaria para que al
       aplicarla al objeto se mueva 36 cm de la vertical y la deje en esa inclinación.

    2. Supongamos que ejercemos una fuerza horizontal con la mano de 7 N, para
       mover hacia la derecha a dos bloques que se encuentran en contacto entre sí uno
       al lado del otro, sobre un plano horizontal sin fricción. El bloque de la izquierda
       tiene una masa de 5 kg y el de la derecha es de 3.5kg.

            a.   Dibuja el diagrama de cuerpo libre para cada bloque.
            b.   ¿Cuál es la aceleración del sistema?
            c.   ¿Cuál es la aceleración y la fuerza sobre el bloque de 3.5 kg?
            d.   ¿Cuál es la fuerza neta actuando sobre cada bloque?

    3. Dos bloques de masas de 3 kg y 7 kg se encuentran sobre una mesa horizontal
       lisa y están unidos entre sí por una varilla de alambre horizontal, de masa
       despreciable. El bloque de 3 kg se encuentra a la izquierda del de 7 kg. Una fuerza
       horizontal de 4 N se aplica sobre la masa de 3 kg hacia la izquierda.

            a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre.
            b. Calcula la aceleración del sistema.
            c. Calcula la tensión del alambre.

    4. Un objeto de 8 kg de masa se encuentra sobre un plano inclinado que está a 25º.
       Del objeto sale un hilo paralelo al plano, que pasa por una polea situada en la
       parte superior del plano, de cuyo otro extremo cuelga otro objeto de masa M. Entre
       el plano y el cuerpo hay un coeficiente de fricción de 0.4.

            a. Calcula el valor máximo de M para que el cuerpo de 8 kg descienda por el
               plano inclinado.
            b. Calcula el valor mínimo de M para que el cuerpo de 8 kg ascienda por el
               plano inclinado.

    5. Un cuerpo desciende por un plano inclinado 8 m en 2 s, con movimiento
       uniformemente acelerado.



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            a. ¿Cuál es la aceleración del cuerpo?
            b. ¿A qué fuerza está sometido durante el descenso si su masa es de 30 g?

    6. Una persona se desliza en un trineo partiendo del reposo desde una altura de 6 m.
       La masa de la persona y la del trineo es 90 kg. Si al final del descenso alcanza
       una velocidad de 25 m/s. El tramo recorrido por el trineo es de 22 m.

            a. Calcula el trabajo realizado por la fricción.
            b. Calcula la magnitud de la fuerza de fricción.

    7. Un objeto de 250 N se desplaza por un plano inclinado de 22 m de largo y 4.5 m
       de alto.

            a. ¿Qué aceleración alcanza?
            b. ¿Qué energía cinética tendrá a los 3 s?
            c. ¿Qué distancia recorrió en ese tiempo?

    8. Apliquemos una fuerza de 125N, a un objeto de 15 kg de masa, que forma un
       ángulo de 55º con la horizontal y hace que se recorra 8 m. Si el coeficiente de
       fricción entre el cuerpo y el piso es 0.2.

            a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre.
            b. Calcula el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de fricción.
            c. Calcula la fuerza aplicada sobre el objeto.

    9. El motor de un montacargas sube 170 kg a 30 m de altura.

            a. Calcula el trabajo que realiza el montacargas.
            b. Calcula la potencia del motor si en cada subida emplea un minuto.

    10. Supongamos que instalamos una bomba para elevar un flujo de agua de 480 l/min
        a un depósito que se encuentra a 30 m de altura. Calcula la potencia del motor, si
        su rendimiento es del 80%.



Actividad integradora 3
Instrucciones:

Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y
comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el
procedimiento necesario para llegar a la respuesta.

    1. Un bloque de 1.7 kg de masa está unido a un muelle de constante k = 210 N/m, el
       sistema se encuentra sobre una superficie horizontal, en la cual no hay fricción. Se
       dispara horizontalmente un proyectil de 8 g de masa y se mide la compresión en el
       muelle, que resulta ser de 9 cm.

            a. Calcula la velocidad inicial del proyectil antes del choque.



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            b. Calcula la energía mecánica que se pierde en el choque.

    2. Un objeto de 2300 g de masa cae libremente desde una altura de 10 m.

            a. Calcula la energía con que toca el piso.
            b. ¿Cuál es la velocidad con la que toca el piso?

    3. Un objeto de 18 kg de masa se encuentra a una altura de 16 m.

            a. ¿Cuál es la energía potencial cuando se encuentra a una altura de 4 m?
            b. ¿Cuál es la energía cinética cuando su altura es de 5 m?

    4. Un tren de la montaña rusa se encuentra en reposo a una altura de 34 m.

            a. Calcula la velocidad del tren cuando llega al final de la montaña (en la parte
               de abajo, es decir, altura igual a cero).
            b. ¿A qué altura tendrá la mitad de esta velocidad?

    5. Soltamos una bola de 230 g que cae una distancia vertical de 48 cm y golpea un
       resorte de masa despreciable, que se comprime 12 cm.

            a. Calcula la velocidad de la bola cuando toca el resorte.
            b. Calcula la constante del resorte.

    6. Un auto de 1500 kg de masa se dirige hacia el este avanzado a una velocidad de
       27 m/s, choca en el cruce con una camioneta que se mueve hacia el norte a una
       velocidad de 22 m/s, su masa es de 2400 kg. Calcula la magnitud y la dirección de
       la velocidad de los autos después del choque, suponga un choque perfectamente
       inelástico.

    7. Supongamos que aplicamos una fuerza variable F = 9 + t a un objeto de 8 kg de
       masa. Su velocidad inicial es de 32 m/s.

            a. Calcula el impulso de la fuerza que actúa en los primeros 4 s.
            b. ¿Cuánto tiempo tiene que actuar la fuerza para que el impulso sea de 130
               N?
            c. ¿A qué velocidad llega el objeto después de este tiempo?

    8. Un objeto de 4 kg de masa se mueve con una velocidad de 6 m/s y choca
       frontalmente con otro objeto de 1.4 kg de masa, que se encontraba en reposo, de
       forma perfectamente elástica. Calcula la velocidad de cada una de las masas
       después del choque.

    9. Un carro choca por alcance con otro. Las masas de los carros son 1650 kg y 1900
       kg, sus velocidades son de 23 m/s y 18 m/s respectivamente. Supongamos que el
       choque fue perfectamente elástico.

            a. Calcula la velocidad del centro de masa.
            b. Calcula la velocidad de cada carro después del choque.



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            c. Calcula la energía cinética inicial y final del sistema.

    10. Una rueda que gira a 60 rpm comienza a frenar con una aceleración de 3 rad/s2.
        Calcula el tiempo que tardara en detenerse.

    11. Un disco de 6 kg de masa y 17 cm de radio se encuentra en una superficie plana
        de manera horizontal, de tal manera que puede rodar sin resbalar. Supongamos
        que se le aplica una fuerza horizontal desde el centro del disco igual a 2.7 N.

            a. Calcula la aceleración angular del disco.
            b. Calcula la fuerza de fricción entre el disco y la superficie.



Actividad integradora 4
Instrucciones:

Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y
comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el
procedimiento necesario para llegar a la respuesta.

    1. Un bloque de 4 kg de masa se encuentra sobre un disco horizontal de 10 kg de
       masa y con un radio de 40 cm, que gira alrededor de un eje vertical que pasa por
       su centro. El bloque se encuentra a 18 cm del centro del disco y todo el sistema
       esta inicialmente en reposo. Aplicando una fuerza constante de 6.2 N en el borde
       del disco.

            a. Calcula el momento de inercia del sistema.
            b. Calcula la velocidad angular del disco en función del tiempo.
            c. Calcula las componentes normal y tangencial de la aceleración del bloque
               en función del tiempo (suponga que el bloque no desliza sobre el disco).

    2. Una esfera sólida de 140 kg de masa y con un radio de 30 cm rueda con una
       velocidad angular de 55 rad/s sobre una superficie horizontal (suponga que rueda
       sin deslizar y que partió del reposo). ¿Cuánto trabajo se necesita para que ruede?

    3. Tenemos un aro rígido de 4.5 kg de masa que contiene tres barras cada una de 2
       kg de masa y 48 cm de largo, el cual puede rotar. Alrededor del aro está enrollada
       una cuerda de masa despreciable e inextensible que pasa por una polea de masa
       despreciable, de un extremo cuelga el bloque de 4 kg de masa. Al inicio el sistema
       se encuentra en reposo en la posición que muestra la figura. Se suelta el sistema y
       el bloque comienza a descender. Después de 2 s.

            a. Calcula la velocidad angular del aro.
            b. Calcula torque neto respecto al centro del aro que actúa sobre él.
            c. Calcula la energía mecánica del sistema.




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    4. Tres bloques iguales están unidos entre sí por medio de una cuerda y penden de
       un dinamómetro que marca en total 21 N de peso.

            a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre.
            b. Calcula la tensión de la cuerda entre cada bloque y entre el dinamómetro.

    5. Una varilla metálica de 4 m de largo y sección 0.5 cm2 se estira 0.21 cm al
       someterse a una tensión de 4900 N. Calcula el módulo de Young del metal.

    6. Una varilla de 1.4 m de largo y peso despreciable está sostenida por sus extremos
       con unos alambres a y b de igual longitud. El área transversal de a es de 1.3 mm2
       y el de b es de 5 mm2. El módulo de Young de a es 2.4 X 1011 Pa y el de b es 1.2
       X 1011 Pa.

            a. ¿En qué lugar de la varilla debe colgarse un peso para producir esfuerzos
               iguales en a y b?
            b. ¿En qué lugar debe colgarse un peso para producir deformaciones iguales
               en a y b?

    7. Un péndulo está conformado por una esfera de 8 kg de masa que cuelga de un
       alambre de aluminio de .9 mm de diámetro y 5 m de longitud. Calcula el
       alargamiento del alambre que se produce por el peso de la esfera.

    8. La masa de la Luna es 1/81 la masa de la Tierra, su radio es 1/4 el radio de la
       Tierra. ¿Cuánto pesará una persona de 76 kg de masa en la Luna?

    9. Supongamos que se sitúa un satélite artificial de 58 kg de masa en una órbita
       circular situada en el plano del ecuador y con un radio igual al doble del radio
       terrestre.

            a. Calcula la energía que hay que aplicar al satélite.
            b. ¿Cuál es la velocidad orbital de este?
            c. Calcula la energía adicional que habría que aportar al satélite en órbita
               para que escape de la acción del campo gravitatorio terrestre.

    10. Un satélite de 1280 kg de masa está girando alrededor de la Tierra en una órbita
        circular a una altura de 460 km.

            a. ¿Cuál es la energía mecánica del satélite?
            b. ¿Cuál es la energía que se ha usado para colocarlo en dicha órbita?




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Proyecto final
Objetivos
       Plantear y realizar un experimento para obtener el valor del coeficiente de fricción
        estático y dinámico entre superficies de diferentes materiales (ej. aluminio y
        cartón).


            Instrucciones
                  Explica el procedimiento que hiciste para obtener los valores del
                   coeficiente de fricción estático y dinámico.
                  Hacer una tabla con los valores de los coeficientes de fricción en
                   función de las variables involucradas (por ejemplo inclinación de la
                   superficie, peso del objeto, área de contacto).
                  Definir qué es una fuerza de rozamiento.
                  Definir el coeficiente de fricción estático.
                  Definir fuerza de fricción estática matemáticamente.
                  En un plano inclinado ¿qué ocurre si la masa del objeto es menor que
                   la fuerza de fricción?
                  Si se cambia el ángulo de inclinación, ¿qué ocurre con la fuerza
                   normal?
                  Encontrar las ecuaciones.
                  ¿La fuerza de fricción estática depende del coeficiente de fricción
                   estático? ¿Por qué?
                  Dados los valores obtenidos, compárelos con valores encontrados en
                   las tablas de tu libro.
                  ¿Cuánto fue la diferencia?
                  ¿Cuál fue el valor más cercano al de la tabla?
                  ¿Por qué crees que ocurren estas diferencias?

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Bibliografía
Te recordamos que es obligatorio contar con tu libro de texto para el desarrollo de tu curso.
Los apoyos visuales del curso y la explicación del tema son solamente guías y síntesis de la
información que deberás investigar y estudiar para el correcto desarrollo de tus ejercicios.

Libro de texto:

       Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física
        Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de
        México.

Libros de apoyo:

       Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.:
        Addison-Wesley Iberoamericana.
       Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
        radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.

A continuación te presentamos una guía de capítulos de los libros y otras fuentes que
deberás consultar en cada uno de los temas de este curso:

 Tema                                Bibliografía a revisar en el tema
        Libro de texto:

                 Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                  (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                  Addison Wesley Longman de México.
                  Capítulo I. Unidades, cantidades físicas y vectores.

        Libros de apoyo:

                 Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                  E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   1             Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                  radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                  Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

                 Rodríguez, I. (2007, Mayo 20). Interesante: Un poco de historia sobre
                  las unidades de medidas. Obtenido el 1º de Octubre del 2008.
                  Disponible en :
                  http://www.lacoctelera.com/lic-ilianayrodriguez/post/2007/05/20--
                  /interesante-poco-historia-sobre-unidades-medidas




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        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México.
                Capítulo I. Unidades, cantidades físicas y vectores.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
   2
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Flores-García, S., González-Quezada, M. D., Alfaro-Avena, L. L.,
                Hernández-Palacios, A. A., Barrón-López, J. V. & Chávez-Pierce, J. E.
                (2008, Mayo-Junio). Uso de vectores en su propio contexto.
                Obtenido el 2 de Octubre de 2008.Disponible en:
                http://www.uacj.mx/IIT/CULCYT/Mayo-
                junio2008/4%20Art_2%20Rev%2026.pdf

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México.
                Capítulo 2. Movimiento a lo largo de una línea recta.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   3
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Fendt, W. & Gómez García, M. A. (2000-2001). Movimiento con
                Aceleración Constante. Obtenido el 3 de Octubre de 2008.
                Disponible en:
                http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm




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        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México.
                Capítulo 3. Movimiento en dos o tres dimensiones.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
   4            E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Fendt, W. & Gómez García, M. A. (2000-2001). Movimiento de
                proyectiles. Obtenido el 3 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.walter-fendt.de/ph14s/projectile_s.htm

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 4. Leyes de Newton
                del movimiento.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   5
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Rodríguez Jaque, G. (1988, Enero) Newton, a más de 300 años de su
                principio. Obtenido el 7 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%-
                2050&tc=3&nc=5&art=265




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        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 4. Leyes de Newton
                del movimiento.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
   6            E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Fendt, W. (2003, Enero 19). Experimento de la segunda ley de
                Newton. Obtenido el 2 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.walter-fendt.de/ph14s/n2law_s.htm

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 5. Aplicaciones de las
                leyes de Newton.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   7
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Hernández González, M. (1996). Fuerza Movimiento. Obtenido el 7 de
                Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fundoro/-
                0.fuerza_movimiento.pdf

        Libro de texto:
   8
               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.



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                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 6. Trabajo y energía
                cinética.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Günther, B. & Morgado, E. (1998). Energía, trabajo y rendimiento.
                Obtenido el 12 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%2050&tc=-
                3&nc=5&art=695

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 7. Energía potencial y
                conservación de la energía.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   9           Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Lozano, 0., Garcia-Molina, R. & Solbes, J. (2007, Octubre). Cuatro
                juegos que ilustran la conservación de la energía. Obtenido el 18 de
                Octubre de 2008. Disponible en:
                http://bohr.inf.um.es/miembros/rgm/TeachPub-
                l/Alambique54(2007)115-JuegosConservacionEnergia.pdf

        Libro de texto:

   10          Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 8. Cantidad de


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                movimiento, impulso y choques.




        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA.
                Regulando el impulso en el regreso a la Luna. Disponible en:
                http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2007/16jul_cece.htm

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 8. Cantidad de
                movimiento, impulso y choques.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
   11           E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Fendt, W. (1998 Noviembre 7). Choque Elástico e Inelástico.
                Obtenido el 20 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.walter-
                fendt.de/ph14s/collision_s.htm

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
   12           (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 9. Rotación de
                cuerpos rígidos.




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        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Günther, B. & Morgado, E. (1998). Energía, trabajo y rendimiento.
                Obtenido el 12 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%2050&t-
                c=3&nc=5&art=695

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México. Capitulo 10. Dinámica del
                movimiento de rotación.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
   13          Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Peñalba, M. & Del Rio, T. (2005). ¿Que comprenden los estudiantes
                universitarios cuando enseñamos el momento angular? Obtenido el
                30 de Octubre de 2008. Disponible en:
                http://ensciencias.uab.es/webblues/www/congres2005/-
                material/Simposios/07_-investigacion_concep/Penalba_665C.pdf

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
   14           (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México.
                Capitulo 11. Equilibrio y elasticidad.




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        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
                E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Torres, J. A. & Ruiz R. (2006). Obtención de módulos de elasticidad
                para simular una tapa real de guitarra. Obtenido el 30 de Octubre de
                2008. Disponible en:
                http://smitech.org/index.php?journal=rrSMITech&page=article&op=vi
                ew-File&path[]=24&path[]=34

        Libro de texto:

               Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A.
                (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México:
                Addison Wesley Longman de México.
                Capitulo 12. Gravitación.

        Libros de apoyo:

               Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington,
   15           E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.
               Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica,
                radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley
                Iberoamericana.

        Otras fuentes de consulta:

               Isaac Newton y la ley de la gravitación universal. Obtenido el 31 de
                Octubre de 2008. Disponible en:
                http://www.astromia.com/astronomia/gravita.htm




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  • 2. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Temario Módulo 1. Mediciones, vectores y movimiento Tema 1. Mediciones 1.1 Sistemas de unidades 1.2 Conversión de unidades 1.3 Cantidades escalares y vectoriales Tema 2. Vectores 2.1 Vectores y adición de vectores 2.2 Componentes de vectores 2.3 Vectores unitarios 2.4 Multiplicación de vectores Tema 3. Movimiento en una dimensión 3.1 Velocidad media e instantánea 3.2 Aceleración media e instantánea 3.3 Movimiento con aceleración constante 3.4 Cuerpos en caída libre 3.5 Velocidad y coordenadas por integración Tema 4. Movimiento en dos dimensiones 4.1 Movimiento de proyectiles 4.2 Movimiento circular uniforme 4.3 Velocidad relativa Módulo 2. Leyes de Newton, trabajo y energía cinética Tema 5. Leyes de Newton 5.1 Primera Ley de Newton 5.2 Segunda Ley de Newton 5.3 Tercera Ley de Newton Tema 6. Cuerpo libre 6.1 Diagramas de cuerpo libre Tema 7. Aplicaciones de las Leyes de Newton 7.1 Fuerzas de contacto y fricción 7.2 Dinámica del movimiento circular 7.3 Fuerza en la naturaleza Tema 8. Trabajo y energía cinética 8.1 Trabajo 8.2 Trabajo hecho por una fuerza variable 8.3 Trabajo y energía cinética 8.4 Potencia Módulo 3. Energía potencial, impulso, momentum, choques y rotación Tema 9. Energía potencial 9.1 Energía potencial gravitacional 9.2 Energía potencial elástica 9.3 Fuerzas conservativas y no-conservativas 9.4 Energía potencial y fuerzas conservativas Tema 10. Impulso y momentum 10.1 Momentum y conservación del momentum 10.2 Impulso Tema 11. Choques 11.1 Choques elásticos e inelásticos www.maestronline.com
  • 3. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com 11.2 Centro de masa y movimiento del centro de masa Tema 12. Rotación 12.1 Velocidad y aceleración angular 12.2 Rotación con aceleración angular constante 12.3 Energía cinética rotacional 12.4 Cálculo de momentos de inercia 12.5 Teorema de los ejes paralelos Módulo 4. Dinámica del movimiento rotacional, equilibrio, elasticidad y gravitación Tema 13. Dinámica del movimiento rotacional 13.1 Momento de una fuerza y aceleración angular 13.2 Rotación alrededor de un eje en movimiento 13.3 Trabajo y potencia en el movimiento rotacional 13.4 Momento angular 13.5 Conservación del momento angular Tema 14. Equilibrio y elasticidad 14.1 Condiciones de equilibrio 14.2 Centro de gravedad 14.3 Módulos de elasticidad Tema 15. Gravitación 15.1 Ley de Newton de la gravitación universal 15.2 Campo gravitacional 15.3 Energía potencial gravitacional 15.4 Movimiento de planetas y satélites www.maestronline.com
  • 4. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Actividad integradora 1 Instrucciones: Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el procedimiento necesario para llegar a la respuesta. 1. Convierte las siguientes unidades 1. 5 metros cúbicos a decilitros. 2. 40ºC a Fahrenheit. 3. 2 días a minutos. 4. 6 HP a J/s. 5. 234 decagramos a onzas. 2. De los siguientes vectores: Resuelve las siguientes operaciones: 1. 2. 3. 4. 5. 3. Imagina que estas en un safari y logras observar que un animal corre hacia su escondite a una velocidad de 60 km/h. Cuando se encuentra a 160 m de su escondite, otro animal que se encuentra 40 m atrás, sale a perseguirlo, recorriendo 75 m con una aceleración de 4 m/s2 y continuando con velocidad constante. a. Deduce si el segundo animal alcanzará al primero. b. ¿Qué sucedería si el escondite estuviera a 80 metros? 4. Un carro parte del reposo con una aceleración constante igual a 50 m/s2, después de 4 minutos deja de acelerar y sigue con una velocidad constante. a. ¿Cuántos kilómetros recorrió? b. ¿Qué distancia recorrerá después de dos horas y media de que salió? 5. Se dispara un proyectil verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 130 m/s, después de un segundo, se dispara un segundo proyectil en la misma dirección. www.maestronline.com
  • 5. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com a. ¿A qué altura se encontrarán ambos proyectiles? b. Calcula la velocidad de cada uno al encontrarse. c. Determina el tiempo transcurrido desde el primer disparo hasta el choque (desprecia la fricción). 6. Desde lo alto de un edificio de 65 m de altura se lanza un objeto horizontalmente con una velocidad de 20 m/s. a. ¿Dónde se encuentra el objeto después de 2 s? b. ¿Qué velocidad tienen en ese instante? c. ¿Cuánto es el alcance máximo? d. ¿En qué punto de la trayectoria la velocidad forma un ángulo de 38º con la horizontal? 7. Un jugador de béisbol lanza una pelota a una velocidad de 80 m/s, formando un ángulo de elevación de 55º. En el mismo instante otro jugador, situado a 190 m de la posición inicial de la pelota, corre para atraparla, cuando ésta se encuentra a 2 m del piso con una velocidad constante de 25 m/s. a. ¿Llegará a atrapar la pelota? Justifica tu respuesta b. En caso de que no la atrape. ¿Con qué velocidad debía haber corrido? c. En caso de que no la atrape. ¿Cuánto tiempo antes de que la pelota sea lanzada, debe salir corriendo el jugador? 8. Una persona que se encuentra en un globo aerostático se eleva verticalmente a una velocidad de 7 m/s. Suelta un objeto en el instante en que se encuentra a 20 m de altura sobre el piso. a. Calcula la posición y velocidad del objeto en los instantes t1 = 1 s y t2 = 4 s b. ¿Cuánto tiempo después de soltar el objeto tardará en tocar el piso? c. ¿A qué velocidad llega al piso? 9. Un avión, cuando toca la pista, acciona todos los sistemas para poder frenar, los cuales provocan una desaceleración de 15 m/s2, es necesario 60 m de pista para detenerse. a. ¿Con qué velocidad toca la pista? b. ¿Qué tiempo tarda en detenerse el avión? 10. Una partícula se encuentra en una circunferencia de 6 m de radio con una velocidad constante de 2.5 m/s. En cierto instante, frena con una aceleración constante de 2 m/s2 hasta detenerse. a. ¿Cuál es la aceleración de la partícula antes de frenar? b. ¿Cuál es la aceleración de la partícula 3.5 s después de frenar? c. ¿Cuál es la aceleración angular cuando frena? d. ¿Cuál es el tiempo que tarda en detenerse? e. ¿Cuántas vueltas da desde que empieza a frenar hasta que se detiene? 11. Un tren se va acercándose a una estación, por lo que tiene que disminuir su www.maestronline.com
  • 6. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com velocidad de 90 km/h hasta detenerse. Si la aceleración es de 80 m/s2. a. ¿Cuánto tiempo tardará en detenerse? b. ¿A qué distancia de la estación empezó a frenar? Actividad integradora 2 Instrucciones: Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el procedimiento necesario para llegar a la respuesta. 1. Un objeto de 3 kg de masa cuelga de una cuerda de 1.7 m de longitud que se encuentra sujeta al techo. Calcula la fuerza horizontal necesaria para que al aplicarla al objeto se mueva 36 cm de la vertical y la deje en esa inclinación. 2. Supongamos que ejercemos una fuerza horizontal con la mano de 7 N, para mover hacia la derecha a dos bloques que se encuentran en contacto entre sí uno al lado del otro, sobre un plano horizontal sin fricción. El bloque de la izquierda tiene una masa de 5 kg y el de la derecha es de 3.5kg. a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre para cada bloque. b. ¿Cuál es la aceleración del sistema? c. ¿Cuál es la aceleración y la fuerza sobre el bloque de 3.5 kg? d. ¿Cuál es la fuerza neta actuando sobre cada bloque? 3. Dos bloques de masas de 3 kg y 7 kg se encuentran sobre una mesa horizontal lisa y están unidos entre sí por una varilla de alambre horizontal, de masa despreciable. El bloque de 3 kg se encuentra a la izquierda del de 7 kg. Una fuerza horizontal de 4 N se aplica sobre la masa de 3 kg hacia la izquierda. a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre. b. Calcula la aceleración del sistema. c. Calcula la tensión del alambre. 4. Un objeto de 8 kg de masa se encuentra sobre un plano inclinado que está a 25º. Del objeto sale un hilo paralelo al plano, que pasa por una polea situada en la parte superior del plano, de cuyo otro extremo cuelga otro objeto de masa M. Entre el plano y el cuerpo hay un coeficiente de fricción de 0.4. a. Calcula el valor máximo de M para que el cuerpo de 8 kg descienda por el plano inclinado. b. Calcula el valor mínimo de M para que el cuerpo de 8 kg ascienda por el plano inclinado. 5. Un cuerpo desciende por un plano inclinado 8 m en 2 s, con movimiento uniformemente acelerado. www.maestronline.com
  • 7. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com a. ¿Cuál es la aceleración del cuerpo? b. ¿A qué fuerza está sometido durante el descenso si su masa es de 30 g? 6. Una persona se desliza en un trineo partiendo del reposo desde una altura de 6 m. La masa de la persona y la del trineo es 90 kg. Si al final del descenso alcanza una velocidad de 25 m/s. El tramo recorrido por el trineo es de 22 m. a. Calcula el trabajo realizado por la fricción. b. Calcula la magnitud de la fuerza de fricción. 7. Un objeto de 250 N se desplaza por un plano inclinado de 22 m de largo y 4.5 m de alto. a. ¿Qué aceleración alcanza? b. ¿Qué energía cinética tendrá a los 3 s? c. ¿Qué distancia recorrió en ese tiempo? 8. Apliquemos una fuerza de 125N, a un objeto de 15 kg de masa, que forma un ángulo de 55º con la horizontal y hace que se recorra 8 m. Si el coeficiente de fricción entre el cuerpo y el piso es 0.2. a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre. b. Calcula el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de fricción. c. Calcula la fuerza aplicada sobre el objeto. 9. El motor de un montacargas sube 170 kg a 30 m de altura. a. Calcula el trabajo que realiza el montacargas. b. Calcula la potencia del motor si en cada subida emplea un minuto. 10. Supongamos que instalamos una bomba para elevar un flujo de agua de 480 l/min a un depósito que se encuentra a 30 m de altura. Calcula la potencia del motor, si su rendimiento es del 80%. Actividad integradora 3 Instrucciones: Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el procedimiento necesario para llegar a la respuesta. 1. Un bloque de 1.7 kg de masa está unido a un muelle de constante k = 210 N/m, el sistema se encuentra sobre una superficie horizontal, en la cual no hay fricción. Se dispara horizontalmente un proyectil de 8 g de masa y se mide la compresión en el muelle, que resulta ser de 9 cm. a. Calcula la velocidad inicial del proyectil antes del choque. www.maestronline.com
  • 8. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com b. Calcula la energía mecánica que se pierde en el choque. 2. Un objeto de 2300 g de masa cae libremente desde una altura de 10 m. a. Calcula la energía con que toca el piso. b. ¿Cuál es la velocidad con la que toca el piso? 3. Un objeto de 18 kg de masa se encuentra a una altura de 16 m. a. ¿Cuál es la energía potencial cuando se encuentra a una altura de 4 m? b. ¿Cuál es la energía cinética cuando su altura es de 5 m? 4. Un tren de la montaña rusa se encuentra en reposo a una altura de 34 m. a. Calcula la velocidad del tren cuando llega al final de la montaña (en la parte de abajo, es decir, altura igual a cero). b. ¿A qué altura tendrá la mitad de esta velocidad? 5. Soltamos una bola de 230 g que cae una distancia vertical de 48 cm y golpea un resorte de masa despreciable, que se comprime 12 cm. a. Calcula la velocidad de la bola cuando toca el resorte. b. Calcula la constante del resorte. 6. Un auto de 1500 kg de masa se dirige hacia el este avanzado a una velocidad de 27 m/s, choca en el cruce con una camioneta que se mueve hacia el norte a una velocidad de 22 m/s, su masa es de 2400 kg. Calcula la magnitud y la dirección de la velocidad de los autos después del choque, suponga un choque perfectamente inelástico. 7. Supongamos que aplicamos una fuerza variable F = 9 + t a un objeto de 8 kg de masa. Su velocidad inicial es de 32 m/s. a. Calcula el impulso de la fuerza que actúa en los primeros 4 s. b. ¿Cuánto tiempo tiene que actuar la fuerza para que el impulso sea de 130 N? c. ¿A qué velocidad llega el objeto después de este tiempo? 8. Un objeto de 4 kg de masa se mueve con una velocidad de 6 m/s y choca frontalmente con otro objeto de 1.4 kg de masa, que se encontraba en reposo, de forma perfectamente elástica. Calcula la velocidad de cada una de las masas después del choque. 9. Un carro choca por alcance con otro. Las masas de los carros son 1650 kg y 1900 kg, sus velocidades son de 23 m/s y 18 m/s respectivamente. Supongamos que el choque fue perfectamente elástico. a. Calcula la velocidad del centro de masa. b. Calcula la velocidad de cada carro después del choque. www.maestronline.com
  • 9. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com c. Calcula la energía cinética inicial y final del sistema. 10. Una rueda que gira a 60 rpm comienza a frenar con una aceleración de 3 rad/s2. Calcula el tiempo que tardara en detenerse. 11. Un disco de 6 kg de masa y 17 cm de radio se encuentra en una superficie plana de manera horizontal, de tal manera que puede rodar sin resbalar. Supongamos que se le aplica una fuerza horizontal desde el centro del disco igual a 2.7 N. a. Calcula la aceleración angular del disco. b. Calcula la fuerza de fricción entre el disco y la superficie. Actividad integradora 4 Instrucciones: Resuelve cada uno de los siguientes problemas, para ello es necesario que revises y comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el procedimiento necesario para llegar a la respuesta. 1. Un bloque de 4 kg de masa se encuentra sobre un disco horizontal de 10 kg de masa y con un radio de 40 cm, que gira alrededor de un eje vertical que pasa por su centro. El bloque se encuentra a 18 cm del centro del disco y todo el sistema esta inicialmente en reposo. Aplicando una fuerza constante de 6.2 N en el borde del disco. a. Calcula el momento de inercia del sistema. b. Calcula la velocidad angular del disco en función del tiempo. c. Calcula las componentes normal y tangencial de la aceleración del bloque en función del tiempo (suponga que el bloque no desliza sobre el disco). 2. Una esfera sólida de 140 kg de masa y con un radio de 30 cm rueda con una velocidad angular de 55 rad/s sobre una superficie horizontal (suponga que rueda sin deslizar y que partió del reposo). ¿Cuánto trabajo se necesita para que ruede? 3. Tenemos un aro rígido de 4.5 kg de masa que contiene tres barras cada una de 2 kg de masa y 48 cm de largo, el cual puede rotar. Alrededor del aro está enrollada una cuerda de masa despreciable e inextensible que pasa por una polea de masa despreciable, de un extremo cuelga el bloque de 4 kg de masa. Al inicio el sistema se encuentra en reposo en la posición que muestra la figura. Se suelta el sistema y el bloque comienza a descender. Después de 2 s. a. Calcula la velocidad angular del aro. b. Calcula torque neto respecto al centro del aro que actúa sobre él. c. Calcula la energía mecánica del sistema. www.maestronline.com
  • 10. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com 4. Tres bloques iguales están unidos entre sí por medio de una cuerda y penden de un dinamómetro que marca en total 21 N de peso. a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre. b. Calcula la tensión de la cuerda entre cada bloque y entre el dinamómetro. 5. Una varilla metálica de 4 m de largo y sección 0.5 cm2 se estira 0.21 cm al someterse a una tensión de 4900 N. Calcula el módulo de Young del metal. 6. Una varilla de 1.4 m de largo y peso despreciable está sostenida por sus extremos con unos alambres a y b de igual longitud. El área transversal de a es de 1.3 mm2 y el de b es de 5 mm2. El módulo de Young de a es 2.4 X 1011 Pa y el de b es 1.2 X 1011 Pa. a. ¿En qué lugar de la varilla debe colgarse un peso para producir esfuerzos iguales en a y b? b. ¿En qué lugar debe colgarse un peso para producir deformaciones iguales en a y b? 7. Un péndulo está conformado por una esfera de 8 kg de masa que cuelga de un alambre de aluminio de .9 mm de diámetro y 5 m de longitud. Calcula el alargamiento del alambre que se produce por el peso de la esfera. 8. La masa de la Luna es 1/81 la masa de la Tierra, su radio es 1/4 el radio de la Tierra. ¿Cuánto pesará una persona de 76 kg de masa en la Luna? 9. Supongamos que se sitúa un satélite artificial de 58 kg de masa en una órbita circular situada en el plano del ecuador y con un radio igual al doble del radio terrestre. a. Calcula la energía que hay que aplicar al satélite. b. ¿Cuál es la velocidad orbital de este? c. Calcula la energía adicional que habría que aportar al satélite en órbita para que escape de la acción del campo gravitatorio terrestre. 10. Un satélite de 1280 kg de masa está girando alrededor de la Tierra en una órbita circular a una altura de 460 km. a. ¿Cuál es la energía mecánica del satélite? b. ¿Cuál es la energía que se ha usado para colocarlo en dicha órbita? www.maestronline.com
  • 11. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Proyecto final Objetivos  Plantear y realizar un experimento para obtener el valor del coeficiente de fricción estático y dinámico entre superficies de diferentes materiales (ej. aluminio y cartón). Instrucciones  Explica el procedimiento que hiciste para obtener los valores del coeficiente de fricción estático y dinámico.  Hacer una tabla con los valores de los coeficientes de fricción en función de las variables involucradas (por ejemplo inclinación de la superficie, peso del objeto, área de contacto).  Definir qué es una fuerza de rozamiento.  Definir el coeficiente de fricción estático.  Definir fuerza de fricción estática matemáticamente.  En un plano inclinado ¿qué ocurre si la masa del objeto es menor que la fuerza de fricción?  Si se cambia el ángulo de inclinación, ¿qué ocurre con la fuerza normal?  Encontrar las ecuaciones.  ¿La fuerza de fricción estática depende del coeficiente de fricción estático? ¿Por qué?  Dados los valores obtenidos, compárelos con valores encontrados en las tablas de tu libro.  ¿Cuánto fue la diferencia?  ¿Cuál fue el valor más cercano al de la tabla?  ¿Por qué crees que ocurren estas diferencias? Entrega tu proyecto final, en formato de desarrollo de proyecto. www.maestronline.com
  • 12. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Bibliografía Te recordamos que es obligatorio contar con tu libro de texto para el desarrollo de tu curso. Los apoyos visuales del curso y la explicación del tema son solamente guías y síntesis de la información que deberás investigar y estudiar para el correcto desarrollo de tus ejercicios. Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. A continuación te presentamos una guía de capítulos de los libros y otras fuentes que deberás consultar en cada uno de los temas de este curso: Tema Bibliografía a revisar en el tema Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capítulo I. Unidades, cantidades físicas y vectores. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 1  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Rodríguez, I. (2007, Mayo 20). Interesante: Un poco de historia sobre las unidades de medidas. Obtenido el 1º de Octubre del 2008. Disponible en : http://www.lacoctelera.com/lic-ilianayrodriguez/post/2007/05/20-- /interesante-poco-historia-sobre-unidades-medidas www.maestronline.com
  • 13. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capítulo I. Unidades, cantidades físicas y vectores. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, 2 radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Flores-García, S., González-Quezada, M. D., Alfaro-Avena, L. L., Hernández-Palacios, A. A., Barrón-López, J. V. & Chávez-Pierce, J. E. (2008, Mayo-Junio). Uso de vectores en su propio contexto. Obtenido el 2 de Octubre de 2008.Disponible en: http://www.uacj.mx/IIT/CULCYT/Mayo- junio2008/4%20Art_2%20Rev%2026.pdf Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capítulo 2. Movimiento a lo largo de una línea recta. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 3  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Fendt, W. & Gómez García, M. A. (2000-2001). Movimiento con Aceleración Constante. Obtenido el 3 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm www.maestronline.com
  • 14. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capítulo 3. Movimiento en dos o tres dimensiones. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, 4 E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Fendt, W. & Gómez García, M. A. (2000-2001). Movimiento de proyectiles. Obtenido el 3 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.walter-fendt.de/ph14s/projectile_s.htm Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 4. Leyes de Newton del movimiento. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 5  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Rodríguez Jaque, G. (1988, Enero) Newton, a más de 300 años de su principio. Obtenido el 7 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%- 2050&tc=3&nc=5&art=265 www.maestronline.com
  • 15. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 4. Leyes de Newton del movimiento. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, 6 E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Fendt, W. (2003, Enero 19). Experimento de la segunda ley de Newton. Obtenido el 2 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.walter-fendt.de/ph14s/n2law_s.htm Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 5. Aplicaciones de las leyes de Newton. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 7  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Hernández González, M. (1996). Fuerza Movimiento. Obtenido el 7 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fundoro/- 0.fuerza_movimiento.pdf Libro de texto: 8  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. www.maestronline.com
  • 16. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 6. Trabajo y energía cinética. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Günther, B. & Morgado, E. (1998). Energía, trabajo y rendimiento. Obtenido el 12 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%2050&tc=- 3&nc=5&art=695 Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 7. Energía potencial y conservación de la energía. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 9  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Lozano, 0., Garcia-Molina, R. & Solbes, J. (2007, Octubre). Cuatro juegos que ilustran la conservación de la energía. Obtenido el 18 de Octubre de 2008. Disponible en: http://bohr.inf.um.es/miembros/rgm/TeachPub- l/Alambique54(2007)115-JuegosConservacionEnergia.pdf Libro de texto: 10  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 8. Cantidad de www.maestronline.com
  • 17. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com movimiento, impulso y choques. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. Regulando el impulso en el regreso a la Luna. Disponible en: http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2007/16jul_cece.htm Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 8. Cantidad de movimiento, impulso y choques. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, 11 E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Fendt, W. (1998 Noviembre 7). Choque Elástico e Inelástico. Obtenido el 20 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.walter- fendt.de/ph14s/collision_s.htm Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. 12 (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 9. Rotación de cuerpos rígidos. www.maestronline.com
  • 18. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Günther, B. & Morgado, E. (1998). Energía, trabajo y rendimiento. Obtenido el 12 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20>%20%2050&t- c=3&nc=5&art=695 Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 10. Dinámica del movimiento de rotación. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. 13  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Peñalba, M. & Del Rio, T. (2005). ¿Que comprenden los estudiantes universitarios cuando enseñamos el momento angular? Obtenido el 30 de Octubre de 2008. Disponible en: http://ensciencias.uab.es/webblues/www/congres2005/- material/Simposios/07_-investigacion_concep/Penalba_665C.pdf Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. 14 (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 11. Equilibrio y elasticidad. www.maestronline.com
  • 19. Servicio de asesoría y resolución de ejercicios ciencias_help@hotmail.com Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Torres, J. A. & Ruiz R. (2006). Obtención de módulos de elasticidad para simular una tapa real de guitarra. Obtenido el 30 de Octubre de 2008. Disponible en: http://smitech.org/index.php?journal=rrSMITech&page=article&op=vi ew-File&path[]=24&path[]=34 Libro de texto:  Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D. y Freedman, R. A. (1999). Física Universitaria: Volumen 1. México D.F., México: Addison Wesley Longman de México. Capitulo 12. Gravitación. Libros de apoyo:  Alonso, F. y Finn, E. (1986). Física: Volumen I Mecánica. Wilmington, 15 E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana.  Feynman, R. P. y Leighton, R. B. (1987). Física: Volumen I Mecánica, radiación y calor. Wilmington E.U.A.: Addison-Wesley Iberoamericana. Otras fuentes de consulta:  Isaac Newton y la ley de la gravitación universal. Obtenido el 31 de Octubre de 2008. Disponible en: http://www.astromia.com/astronomia/gravita.htm www.maestronline.com