REVISIN DE LAS LECTURAS SOBRE MECNICA

RESUMEN U1

SNEYDER SMIHT SINDICUE AGUDELO

CC. 1019044663

CDIGO DEL GRUPO: 100413A_220

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

TECNOLOGA AMBIENTAL

YOPAL

2015

1: FSICA Y MEDICIN

Problema escogido

Una importante compaa automotriz muestra un molde de su primer automvil,

hecho de 9.35 kg de hierro. Para celebrar sus 100 aos en el negocio, un

trabajador fundir el molde en oro a partir del original. Qu masa de oro se

necesita para hacer el nuevo modelo?

CONCEPTOS Y PRINCIPIOS El mtodo de anlisis dimensional es muy valioso para resolver problemas de fsica. Las dimensiones son tratadas como cantidades algebraicas. Al realizar estimaciones y clculos de orden de magnitud, debe ser capaz de aproximar la respuesta a un problema cuando no haya suficiente informacin disponible para especificar completamente una solucin exacta. Cuando calcule un resultado a partir de varios nmeros medidos, donde cada uno tiene cierta precisin, debe dar el resultado con el nmero correcto de cifras significativas. Cuando multiplique varias cantidades, el nmero de cifras significativas en la respuesta final es el mismo que el nmero de cifras significativas en la cantidad que tiene el nmero ms pequeo de cifras significativas. La misma regla se aplica a la divisin. Cuando se suman o restan nmeros, el nmero de lugares decimales en el resultado debe ser igual al nmero ms pequeo de lugares decimales de cualquier trmino en la suma.

DEFINICIONES Las tres cantidades fsicas fundamentales de la mecnica son longitud, masa y tiempo, que en el SI tienen las unidades metro (m), kilogramo (kg) y segundo (s). Estas cantidades fundamentales no es posible definirlas en trminos de cantidades ms bsicas. La densidad de una sustancia se define como su masa por cada unidad de volumen:

2: MOVIMIENTO EN UNA DIMENSIN

Problema escogido

Una liebre y una tortuga compiten en una carrera en una ruta de 1.00 km de

largo. La tortuga pas a paso continuo y de manera estable a su mxima rapidez

de 0.200 m/s se dirige hacia la lnea de meta. La liebre corre a su mxima rapidez

de 8.00 m/s hacia la meta durante 0.800 km y luego se detiene para fastidiar a

la tortuga. Cun cerca de la meta la liebre puede dejar que se acerque la tortuga

antes de reanudar la carrera, que gana la tortuga en un final de fotografa?

Suponga que ambos animales, cuando se mueven, lo hacen de manera

constante a su respectiva rapidez mxima

Conceptos y principios Cuando la velocidad y la aceleracin de un objeto estn en la misma direccin, el objeto aumenta su velocidad. Por otra parte, cuando la velocidad y la aceleracin del objeto estn en direcciones opuestas, el objeto frena. Recuerde que Fx ax es una forma til de identificar la direccin de la aceleracin al asociarla con una fuerza. Un objeto en cada libre en presencia de la gravedad de la Tierra experimenta aceleracin de cada libre dirigida hacia el centro de la Tierra. Si la resistencia del aire es despreciable, el movimiento ocurre cerca de la superficie de la Tierra y si el intervalo del movimiento es pequeo comparado con el radio de la Tierra, la aceleracin de cada libre g es constante durante el rango de movimiento, donde g es igual a 9.80 m/s2. Los problemas complicados se abordan mejor en una forma organizada. Recuerde y aplique los pasos conceptualizar, categorizar, analizar y finalizar de la Estrategia General para Resolver Problemas cuando los necesite

Definiciones

Cuando una partcula se mueve a lo largo del eje x desde alguna posicin inicial

xi hasta alguna posicin final xf, su desplazamiento es

La velocidad promedio de una particular durante cierto intervalo de tiempo es el desplazamiento x dividido entre el intervalo de tiempo t durante el que ocurre dicho desplazamiento:

,

La rapidez promedio de una particular es igual a la relacin de la distancia total que recorre al intervalo de tiempo total durante el que recorre dicha distancia:

La velocidad instantnea de una particular se define como el lmite de la proporcin x/t conforme t tiende a cero. Por definicin, este lmite es igual a la derivada de x respecto a t, o la relacin de cambio en el tiempo de la posicin:

lim0

x

t=

La rapidez instantnea de una partcula es igual a la magnitud de su velocidad instantnea. La aceleracin promedio de una partcula se define como la relacin de cambio en su velocidad vx dividida entre el intervalo de tiempo t durante el que ocurre dicho cambio:

=

2!+

La aceleracin instantnea es igual al lmite de la proporcin vx/t conforme t tiende a 0. Por definicin, este lmite es igual a la derivada de vx respecto a t, o la relacin de cambio en el tiempo de la velocidad:

lim 0

=

Modelos de anlisis para resolver problemas Partcula bajo velocidad constante. Si una partcula se mueve en lnea recta con una rapidez constante vx, su velocidad constante se conoce por

=

Y su posicin se proporciona por

= +

Partcula bajo rapidez constante. Si una partcula se mueve una distancia d a lo largo de una trayectoria curva o recta con rapidez constante, su rapidez constante se conoce por

=

Partcula bajo aceleracin constante. Si una partcula se mueve en lnea recta con aceleracin constante ax, su movimiento se describe mediante las ecuaciones cinemticas:

= +

, = +

2

= + 1

2 ( + )

= + + 1

2

22

2 =

2 + 2 ( )

3: VECTORES

Problema escogido

Un vector tiene una componente x de -32.0 unidades y otra componente y de

15.0 unidades. Encuentre la magnitud y direccin de este vector.

Definiciones

Las cantidades escalares son las que solo tienen un valor numrico y no tienen direccin asociada. Las cantidades vectoriales tienen tanto magnitud como direccin y obedecen las leyes de la suma vectorial. La magnitud de un vector siempre es un nmero positivo.

Modelos de anlisis para resolver problemas

Cuando se suman dos o ms vectores, deben tener las mismas unidades y todos ellos deben ser del mismo tipo de cantidad. Se pueden sumar grficamente dos

vectores En este mtodo, el vector resultante = + corre del origen

de a la punta de .

Si un vector tiene una componente x Ax y una componente y Ay, el vector se

expresa en forma de vector unitario como = + . En esta notacin, es un vector unitario que apunta en la direccin x positiva y es un vector unitario que apunta en la direccin y positiva. Puesto que y son vectores unitarios, || = || = 1. Un segundo mtodo de suma de vectores involucra las componentes de los

vectores. La componente x Ax del vector es igual a la proyeccion de a lo largo del eje x de un sistema coordenado, donde Ax = A cos . La componente

y Ay de es la proyeccin de a lo largo del eje y, donde Ay = A sen . El resultante de dos o ms vectores se encuentra al descomponer todos los vectores en sus componentes x y y, sumar sus componentes resultantes x y y, y luego usar el teorema de Pitgoras para encontrar la magnitud del vector resultante. Se puede encontrar el ngulo que forma el vector resultante respecto del eje x al usar una funcin trigonomtrica adecuada.

4: MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

Problema escogido

En un bar local, un cliente desliza sobre la barra un tarro de cerveza vaco para

que lo vuelvan a llenar. El cantinero est momentneamente distrado y no ve el

tarro, que se desliza de la barra y golpea el suelo a 1.40 m de la base de la barra.

Si la altura de la barra es de 0.860 m, a) con qu velocidad el tarro dej la

barra? b) Cul fue la direccin de la velocidad del tarro justo antes de golpear

el suelo?

Conceptos y principios

Si una partcula se mueve con aceleracin constante y tiene velocidad y posicin en t = 0, sus vectores velocidad y de posicin en algn tiempo posterior t son

= +

= + + 1

2 2

Para movimiento en dos dimensiones en el plano xy bajo aceleracin constante, cada una de estas expresiones vectoriales es equivalente a dos expresiones componentes: una para el movimiento en la direccin x y otra para el movimiento en la direccin y. Es til pensar en el movimiento de proyectil en trminos de una combinacin de dos modelos de anlisis: 1) la partcula bajo modelo de velocidad constante en la direccin x y 2) el modelo de partcula bajo aceleracin constante en la direccin vertical con una aceleracin descendente de magnitud g = 9.80 m/s2. Si una partcula se mueve a lo largo de una trayectoria curva en tal forma que

tanto la magnitud como la direccin de cambian en el tiempo, la particula tiene un vector aceleracion que se puede describir mediante dos vectores

componentes: 1) una componente del vector radial que causa el cambio en

direccin de y 2) una componente del vector tangencial que causa el cambio en la magnitud de La magnitud de , es

2/r y la magnitud de es | dv/dt |. Una particula en movimiento circular uniforme experimenta una aceleracin

radial puesto que la direccin de cambia en el tiempo. Esta aceleracin se llama aceleracin centrpeta y su direccin siempre es hacia el centro del crculo. La velocidad de una particula medida en un marco de referencia fijo SA se puede relacionar con la velocidad de la misma partcula medida en un marco de referencia mvil SB mediante

= +

Donde es la velocidad de SB en relacin con SA.

Definiciones

El vector desplazamiento para una partcula es la diferencia entre su vector de posicin final y su vector de posicin inicial:

La velocidad promedio de una partcula durante el intervalo de tiempo se define como el desplazamiento de la partcula dividido entre el intervalo de tiempo:

La velocidad instantnea de una partcula se define como el lmite de la velocidad

promedio conforme tiende a cero:

lim 0

=

La aceleracin promedio de una partcula se define como el cambio en su vector

velocidad instantnea dividido entre el intervalo de tiempo durante el que ocurre dicho cambio:

=

La aceleracin instantnea de una partcula se define como el valor lmite de la

aceleracin promedio conforme tiende a cero:

lim 0

=

El movimiento de proyectil es una clase de movimiento en dos dimensiones bajo aceleracin constante, donde ax = 0 y ay = - g. Una partcula que se mueve en un crculo de radio r con rapidez constante v es un movimiento circular uniforme. Para tal partcula, el periodo de su movimiento es

= 2

Modelo De Anlisis Para Resolver Problemas

Partcula en movimiento circular uniforme. Si una partcula se mueve en una trayectoria circular de radio r con una rapidez constante v, la magnitud de su aceleracin centrpeta est dada por

=

2

5: LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema escogido La distancia entre dos postes de telfono es de 50.0 m. Cuando un ave de 1.00 kg se posa sobre el alambre del telfono a la mitad entre los postes, el alambre se comba 0.200 m. Dibuje un diagrama de cuerpo libre del ave. Cunta tensin produce el ave en el alambre? Ignore el peso del alambre

Conceptos Y Principios La primera ley de Newton establece que es posible encontrar un marco inercial en el que un objeto que no interacta con otros objetos experimenta aceleracin cero o, de manera equivalente, en ausencia de una fuerza externa, cuando se observa desde un marco inercial, un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento uniforme en lnea recta mantiene dicho movimiento. La segunda ley de Newton afirma que la aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que acta sobre el e inversamente proporcional a su masa. La tercera ley de Newton postula que, si dos objetos interactan, la fuerza que ejerce el objeto 1 sobre el objeto 2 es igual en magnitud y opuesta en direccin a la fuerza que ejerce el objeto 2 sobre el objeto 1.

La mxima fuerza de friccin esttica , entre un objeto y una superficie es proporcional a la fuerza normal que acta sobre el objeto. En general, 2, donde es el coeficiente de friccin esttica y n es la magnitud de la fuerza normal. Cuando un objeto se desliza sobre una superficie, la magnitud de la

fuerza de friccin cintica esta dada por = , donde es el coeficiente de friccin cintica. La direccin de la fuerza de friccin es opuesta a la direccin del movimiento o movimiento inminente del objeto en relacin con la superficie. La fuerza gravitacional que se ejerce sobre un objeto es igual al producto de su

masa (una cantidad escalar) y la aceleracin de cada libre: = El peso de

un objeto es la magnitud de la fuerza gravitacional que acta sobre el objeto.

Modelo De Anlisis Para Resolver Problemas

Partcula bajo fuerza neta Si una partcula de masa m experimenta una fuerza neta distinta de cero, su aceleracin se relaciona con la fuerza neta mediante la segunda ley de Newton:

=

m

Partcula en equilibrio Si una partcula mantiene una velocidad constante (de

modo que = 0), que podra incluir una velocidad de cero, las fuerzas sobre la particula se equilibran y la segunda ley de Newton se reduce a

= 0

= 0

= 0

BIBLIOGRAFA

SERWAY,Raymond A. & JEWETT, John. Fisica para la ciencias e ingeniera

volumen 1 sptima edicin,2008 pag 2- 136