Medicion y cinematica

1. 1
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA:
CURSO: FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413
TRABAJO COLABORATIVO FASE 1 (Recuperación)
UNIDAD No 1
MEDICIÓN Y CINEMÁTICA.
Presentado a:
Luz Dary Agalimpia
Tutor
Entregado por:
Sebastián Gómez T.
Código: 71273932
Grupo: 100413_404
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
Octubre 2016
CIUDAD

2. 2
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ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA:
CURSO: FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413
Física y medición
1. (a) Redondee lassiguientescantidadesalacantidadde cifrassignificativas indicadasencadacolumna:
No Valor 4 cifrassignificativas 3 cifrassignificativas 2 cifrassignificativas
1 2.12503*105
2.125•105
m 2.12•105
m 2.1•105
m
2 4.700003*107
4.700•107
s 4.70•107
s 4.7•107
s
3 3.989283 3.989 3.99 3.9
4 43.8901 43.89 43.9 43.9
5 1.29543*10-3 1.295•10-3 1.210•10-3 1.21•10-3
6 3.9816 3.981 3.98 3.9
(b) Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:
Valor Cantidad de cifras
significativas
Valor Cantidad de cifras
significativas
3.0800 5 4.800*107
4
0.00581 5 450 3
5.09*10-3
3 340000000 3
45800 5 0.0201 5
0.003004 6 0.00800 6
2. Un lote rectangular mide 1.30 × 103 ft por 0.90 × 102 ft (ft = feet = pies).
(a) ¿Cuánto valen el largo y el ancho del lote en m? ¿Cuál es el área del lote en m2
?
(b) Cuál es el área del lote en ft2
? (c) Convertir esta área directamente a m2
.
a) 1.30𝑥103(0.3048) 𝑥0.90𝑥102(0.3048)
(1.30𝑥103)(0.3048)(0.90𝑥102)(0.3048)
𝐸𝑙 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑜𝑡𝑒 𝑒𝑠 𝑑𝑒 ∶ 10869.65568𝑚2
b) 1.30𝑥103 𝑥0.90𝑥102
(1.30𝑥103)(3.28084)(0.90𝑥102)(3.28084)
𝐸𝑙 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑜𝑡𝑒 𝑒𝑠 𝑑𝑒 ∶ 1259377.599 𝑓𝑡2
c) 𝐴𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑟 1.30𝑥103 𝑥0.90𝑥102 = 117000.0𝑚2

3. 3
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Vectores
3. Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 4.76 km de
distancia, en una dirección 37.0° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 8.21 km en una
dirección de 69.0° al sureste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 4.15 km hacia el sur. (a) Exprese los
desplazamientos (AB) ⃗ , (BC) ⃗ y (CD) ⃗ , como vectores cartesianos. (b) Exprese el desplazamiento neto (AD) ⃗
como vector cartesiano. (c) ¿Para regresar de la isla D a la isla de partida A, qué distancia debe recorrer y en qué
dirección geográfica?
a) Informacion:
𝐴𝐵
→ = 4,76 𝑘𝑚
37° 𝑁𝐸
𝐵𝐶
→ = 8,21 𝑘𝑚
69°𝑆𝐸
𝐶𝐷
→ = 4,15 𝑘𝑚 𝑆𝑢𝑟
Luego:
El desplazamiento de
𝐴𝐵
→ :
90° − 37° = 53°
𝐴𝐵
→ = 4,76𝑘𝑚(Cos 53°, 𝑆𝑒𝑛 53°)
𝐴𝐵
→ 4.76 𝑘𝑚 ∗ 𝐶𝑜𝑠 53°, 4.76 𝑘𝑚 ∗ 𝑆𝑒𝑛 53°
𝐴𝐵
→ = 4.76 ∗ 0.601, 4.76 𝑘𝑚 ∗ 0.798
𝐴𝐵
→ = (2.86 𝑘𝑚,3.80𝑘𝑚)
El desplazamiento de
𝐵𝐶
→ :
270° + 69° = 339°
𝐵𝐶
→ = 8.21𝐾𝑚 ( 𝐶𝑜𝑠 339°, 𝑆𝑒𝑛 339°)
𝐵𝐶
→ = 8.21𝐾𝑚 ∗ 𝐶𝑜𝑠339°, 8.21𝐾𝑚 ∗ 𝑆𝑒𝑛 339°
𝐵𝐶
→ = 8.21 ∗ 0.933, 8.21𝐾𝑚 ∗ (−0.358)
𝐵𝐶
→ = (7.66𝐾𝑚, −2.94𝐾𝑚) = 4.72𝑘𝑚
El desplazamiento de
𝐶𝐷
→ :
𝐵𝐶
→ = (0𝐾𝑚, −4.15𝐾𝑚)
b)
𝐴𝐷
→ =
𝐴𝐵
→ +
𝐵𝐶
→ +
𝐶𝐷
→
𝐴𝐷
→ = (2.86𝐾𝑚, 3.80𝐾𝑚) + (7.66𝐾𝑚, −2.94 𝐾𝑚) + (0𝐾𝑚 ,−4.15𝐾𝑚)
𝐴𝐷
→ = 10.52𝐾𝑚, −3.29𝐾𝑚 = 7.23𝑘𝑚
c) Invertimos así:
𝐷𝐴
→
𝐷𝐴
→ = (−10.52 𝐾𝑚, 3.29 𝐾𝑚)
−10.52 𝐾𝑚, 2 + (3.29 𝐾𝑚)2
, 𝑑 = [
𝐷𝐴
→ ] = √

4. 4
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Angulo y entre x (arc tan) de la componente:
arctan (
3.29
−10.52
) = −17.35°
Luego:
𝐷𝐴
→ = 180° +
∝= −17.35 + 180° = 162.64°
La distanciaquedebe recorrer desde el punto D hasta el A = 11.03 Km en una dirección de72.644° NE
4. Dados los vectores 𝐴⃗ = 8.00𝑖̂ + 5.00𝑗̂ y 𝐵⃗⃗ = −3.00𝑖̂ + 4.00𝑗̂ , efectúe cada una de las siguientes operaciones,
tanto en forma gráfica como analítica: (a) 1.50𝐵⃗⃗ (b) 𝐴⃗ − 𝐵⃗⃗ (c) 2.00𝐴⃗ + 𝐵⃗⃗ (d) −0.200𝐴⃗ + 2.50𝐵⃗⃗.
Información:
𝐴
→= 8.00𝑖̂ + 5.00𝑗̂
𝐵
→ = −3.00 𝑖̂ + 4.00𝑗̂
a) 1.50
𝐵
→= 1.50(−3.00 𝑖̂ + 4.00 𝑗̂)
1.50
𝐵
→ = (−4.5 𝑖̂ + 6.0𝑗̂ )
De manera gráfica:

5. 5
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b)
𝐴
→ −
𝐵
→ = (8.00 𝑖̂ + 5.00𝑗̂) − (−3.00 𝑖̂ + 4.00𝑗̂)
𝐴
→ −
𝐵
→ = ((8.00 +3.00)𝑖̂ − (−5.00 + 4.00)𝑗̂)
𝐴
→ −
𝐵
→ = (11,00𝑖̂ + 1,00 𝑗̂)
De maneragráfica:
Movimiento en una dimensión
5. Un carro es empujado a lo largo de una pista horizontal recta. a) En cierta sección de su movimiento, su velocidad
original es vxi = +3.5 m/sy experimentaun cambio en velocidad de Δvx = +3.0 m/s.¿En esta sección de su movimiento
aumenta su velocidad o frena? ¿Su aceleración es positiva o negativa? b) En otra parte de su movimiento, vxi = -3.0
m/sy Δvx = +4.0 m/s.¿Experimentaaumento o disminución neta en rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa?
c) En un tercer segmento de su movimiento, vxi = +2.5 m/s y Δvx = -4 m/s. ¿Tiene una ganancia o pérdida neta en
rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa? d) En un cuarto intervalo de tiempo, vxi = -3 m/s y Δvx = -4 m/s. ¿El
carro gana o pierde rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa?, Justifique cada una de las respuestas.

6. 6
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6. El conductor de un automóvil aplica los frenos cuando ve un árbol que bloquea el camino. El automóvil frena
uniformementecon una aceleración de −5.60 m/s2 durante 3.20 s, y hace marcas de derrape rectas de 62.4 m de
largoque terminanen el árbol. (a) ¿Con qué rapidez el automóvil golpea el árbol? (b) ¿Qué rapidez llevaba en el
momento de aplicar los frenos?
 𝑋𝑓 = 𝑋𝑜 + 𝑉𝑜 ∗ 𝑡 −
1
(2)
𝑎 ∗ 𝑡2
 𝑉𝑓 = 𝑉𝑜 −a*t
 𝑉𝑓2
= 𝑉𝑜2
− 2 ∗ 𝑎 ∗ ∆𝑥
Despejamos Vo:
𝑋𝑓 = 𝑋𝑜 + 𝑉𝑜 ∗ 𝑡 −
1
2
𝑎 ∗ 𝑡2
𝑋𝑓 − 𝑋𝑜 = 𝑉𝑜 ∗ 𝑡 −
1
2
𝑎 ∗ 𝑡2
∆𝑥 +
1
2
𝑎 ∗ 𝑡2 = 𝑉𝑜 ∗ 𝑡
𝑉𝑜 =
∆𝑥 +
1
2
𝑎 ∗ 𝑡2
𝑡
Sustitución:
𝑉𝑜 =
62.4𝑚 +
1
2
(−5.60
𝑚
𝑠2 ) ∗ 3.20𝑠2
3.20𝑠
𝑉𝑜 = 28.46
𝑚
𝑠
(Velocidad inicial)
Velocidad final:
𝑉𝑓2 = 𝑉𝑜2 − 2 ∗ 𝑎 ∗ ∆𝑥
𝑉𝑓 = √ 𝑉𝑜2 − 2 ∗ 𝑎 ∗ ∆𝑥
Sustitución:
𝑉𝑓 = √(28.46
𝑚
𝑠
)2 − 2 ∗ 5.6
𝑚
𝑠2 ∗ 62.4 𝑚
𝑉𝑓 = 10.54
𝑚
𝑠
(Velocidad final)
a) El auto choca con el árbol a una velocidad de 10.4 m/s
b) La velocidad en el momento de frenar es de 28.46 m/s

7. 7
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7. Emilydesafíaa su amigoDavida atrapar un billete de dólardel modosiguiente.Ellasostiene el billete verticalmente,
como se muestraenla figura,con el centrodel billeteentre losdedosíndice ypulgarde David,quiendebe atraparel
billete después de que Emily lo libere sin mover su mano hacia abajo. Si su tiempo de reacción es 0.200 s, ¿tendrá
éxito? El tamaño del lado mayor de un billete de dólar es 6.14 in (in = inches = pulgadas).
Figura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería, 7a edición, Serway/Jewett.
Solución:
𝑡 = 0,2 𝑠𝑒𝑔
𝑔 = 9,8
𝑚
𝑠𝑒𝑔2
𝑙 = 6,14𝑖𝑛
𝑉𝑜𝑦 = 0
ℎ = 𝑉𝑜𝑦𝑡 +
1
2
𝑔𝑡2
0,2𝑠𝑒𝑔𝑖𝑛2
ℎ = (
0𝑚
𝑠𝑒𝑔
) (0,2𝑠𝑒𝑔) +
1
2
(9,8
𝑚
𝑠𝑒𝑔
) 𝑖𝑛
ℎ = 0 + (4,9
𝑚
𝑠𝑒𝑔
) (0,04𝑠𝑒𝑔2)
ℎ = 0,196𝑚
1 =
𝑖𝑛
2,54𝑐𝑚
ℎ = 0,196𝑚
100𝑐𝑚
1𝑚
. 𝑖𝑛
ℎ = 7,716𝑖𝑛 (𝑝𝑢𝑙𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠)
Davidno tendráéxitoyaque la longitudesmayorque lamitaddel billete.Este nose aproximaalos 7,716in (pulgadas)

8. 8
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Movimientoendosdimensiones
8. Un arquitecto que diseña jardines programa una cascada artificial en un parque de la ciudad. El agua fluirá a 2.00
m/s y dejará el extremo de un canal horizontal en lo alto de una pared vertical de 5.00 m de altura, y desde ahí
caerá enuna piscina.Enel espaciopor debajode lacascada se deseaconstruirunpasilloparapeatones. ¿Cuál debe
ser el ancho máximo del pasillo para que justo pase sin mojarse una persona de 1.80 m de altura?
𝑣 = 2
𝑚
𝑠𝑒𝑔
𝑦 = 5𝑚
𝑡 = √
2𝑦
𝑔
𝑡 = √
2(5)
9,8
𝑚
𝑠𝑒𝑔2
𝑡 = √
10
9,8
𝑚
𝑠𝑒𝑔2
𝑡 = √1,02
𝑡 = 1,001 𝑠𝑒𝑔
𝑉𝑥 = 𝑉𝑜
𝑉𝑥 =
2𝑚
𝑠𝑒𝑔2
𝑥 = 𝑉𝑥 ∗ 𝑡
𝑥 = (
2𝑚
𝑠𝑒𝑔
) (1𝑠𝑒𝑔)
𝑥 = 2𝑚
Para permitir el paso de alguien de 1,80m:
𝑦 = 5𝑚 − 1,80𝑚
𝑦 = 3,2𝑚
𝑡 = √
2(3,2𝑚)
9,8
𝑚
𝑠2
𝑡 = √
6,4𝑚
9,8
𝑚
𝑠2
𝑡 = √0,65 𝑠2
𝑡 = 0,81𝑠𝑒𝑔
𝑥 = 𝑉𝑥 ∗ 𝑡
𝑥 =
2𝑚
𝑠𝑒𝑔
(0,81𝑠𝑒𝑔)
𝑥 = 1,62𝑚
Para que una persona de 1,80m pase sin mojarse, el ancho del pasillo debe ser de 1,62m
9. Un automóvil de carrerasparte del reposoenuntrayectoriacircular yacelera a tasa uniforme hasta una rapidez de
25 m/s en 12.50 segundos, si la pista tiene un radio de 100 m. Suponiendo una aceleración tangencial constante
encuentre la aceleración radial en el instante en que la rapidez es de 15 m/s.
Aceleración radial = centrípeta
𝑎𝑐 =
𝑉2
𝑅
=
15
𝑚
𝑠2
100
= 2,25
𝑚
𝑠2
Aceleración total:
𝑎𝑡 =
25
𝑚
𝑠
12,5𝑠
= 2,00
𝑚
𝑠2
La aceleración radial del automóvilcuandola rapidez es
de 15 m/s es:
𝑎 = √(2,002 + 2,252) = 3,01
𝑚
𝑠2

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