Taller Fisica Jesus Mercado 10°a.docx

INSTITUCIÓN EDUCATIVA “SIMON ARAUJO” GUÍA DE TRABAJO: FÍSICA I PERIODO: PRIMER PERIODO FECHA: 20 – 04 – 2020 A 24 – 04 .2020

GRADOS: 10°A, 10°C y 10°E, JORNADA ÚNICA VALORACIÓN: 30%

Objetivo: Favorecer un espíritu de colaboración académica sano que contribuya a fortalecer una buena preparación, inicialmente para la formación académica con ética y responsabilidad y permita presentar exitosamente la evaluación escrita acordada. ORIENTACIÓN PREVIA: Apreciado estudiante, con el fin de lograr un BUEN DESEMPEÑO al resolver el TALLER propuesto, le sugiero revisar primero, detenidamente, el siguiente apoyo de contenidos y reforzarlo, con los apuntes de los conocimientos ya desarrollados y observando un video relacionado con la temática. REFERENTES TEORICOS: 1. ELEMENTOS MECÁNICOS (Ya desarrollados – Revisar) 2 .CLASES DE MOVIMIENTOS PUNTOS DE REFERENCIA CONSIDERADOS EN FÍSICA: Por lo general, en las aplicaciones de la Física, se acostumbra considerar tres ubicaciones de PUNTOS DE REFERENCIA, a saber: I. CUANDO EL PUNTO DE REFERENCIA SE ENCUENTRA EN UNA DIRECCIÓN HORIZONTAL (Ya orientado en clase) II. CUANDO EL PUNTO DE REFERNCIA ES EL ORIGEN DE UN PLANO CARTESIANO: En éste caso, la posición o ubicación de un cuerpo, con respecto a éste punto de referencia, está determinada por un par o pareja ordenada y se identifica así: A(a, b), y se lee: “POSICIÓN DE A”. El proceso de ubicación es similar a lo que se realiza en las matemáticas al hacer gráficas, en el plano cartesiano. Ejemplo: Determina las siguientes posiciones: A(3, 5); B(- 4, - 5); C(- 4,2; 3,8) VECTOR POSICIÓN: Es el vector que va desde el PUNTO DE REFERENCIA (Origen del plano cartesiano), hasta una posición determinada y se especifica, así: A(a, b), que se lee: “Vector posición de A. Entonces, tenga presente: LA POSICIÓN, es un punto de ubicación, mientras que, EL VECTOR DE POSICIÓN, como su nombre lo indica, es un vector, cuyo origen es el punto de referencia (origen del plano cartesiano) y su saeta, es el punto de ubicación o posición considerada. III. CUANDO EL MARCO DE RREFERENCIA COINCIDE CON EL ORIGEN DEL PLANO DE PUNTOS CARDINALES: Recuerda que los PUNTOS CARDINALES, son: NORTE, SUR, ESTE (oriente) y el OESTE (occidente o poniente u ocaso, porque por ésta orientación, se oculta el so) NOTA: Si deseas identificar los puntos cardinales en el lugar donde te encuentres, procede así: Fíjate por dónde sale el sol, en ese lugar y orienta tu brazo derecho hacia dicha orientación y esto determina el ESTE, por lo tanto, tú izquierda, establece el OESTE, hacia tu frente, está el NORTE y hacia atrás, corresponde el SUR-

Para este caso, las posiciones se especifican mediante un VECTOR DE POSICIÓN, determinado por un par o pareja ordenada, de la forma: A(Distancia, Ángulo orientador), por ejemplo: B(20 Millas, 40° Sureste), Solución: Primero, se busca la orientación dada, en éste ejemplo, por 40° Sureste (o sur del este), lo cual significa que ubicados en el ESTE, se orienta 40° hacia el SUR, y esto permite conocer la dirección, sobre la cual se mide la distancia (20 millas), desde el origen del plano de puntos cardinales, considerado y se obtiene: N

O

O

E 40°

↓ B OB = 20 Millas

S ELEMENTOS CINEMÁTICOS: El estudio de la CINEMATICA, se fundamenta en los siguientes conceptos: A. TRAYECTORIA: La TRAYECTORIA de un movimiento, se refiere al conjunto de posiciones ocupadas por el cuerpo que se mueve. De acuerdo a cómo se presente la trayectoria, así será el movimiento: Si la trayectoria es una línea recta, el movimiento es rectilíneo; Si la trayectoria es una línea curva, el movimiento, es curvilíneo y si la trayectoria es una línea recta y curva o curva y recta, el movimiento es mixto. Cuando el movimiento es curvilíneo, por lo general, reciben el nombre de acuerdo a la curva que produzca, así: MOVIMIENTO CIRCULAR O CIRCUNFERENCIAL, cuando la trayectoria es una circunferencia, MOVIMIENTO PARABOLICO, cuando su trayectoria es una parábola, MOVIMIENTO ELÍPTICO, cuando su trayectoria es una elipse y MOVIMIENTO HIPERBBÓLICO, cuando su trayectoria es una hipérbole. B. DISTANCIA (D, d, x, e): La DISTANCIA, es una magnitud escalar que nos define la longitud de la TRAYECTORIA recorrida por el cuerpo que se mueve. C. DESPLAZAMIENTO (D): El DESPLAZAMIENTO, es una magnitud vectorial que muestra un cambio de posición que experimenta, el cuerpo que se mueve, al pasar de una posición inicial (Xi) a otra posición final (Xf), por lo tanto se le calcula con la fórmula: D = Xf - Xi . D. RAPIDEZ (R, V): La RAPIDEZ es una magnitud escalar definida por la relación entre una distancia recorrida, con respecto al tiempo empleado, es decir, R = d / t. Sus unidades de medida, son: cms / seg, mts / seg, ft / seg. E. VELOCIDAD MEDIA ( V ): La VELOCIDAD MEDIA, es una magnitud que podemos definir desde dos puntos de vista, Uno, MATEMÁTICO y el otro , FÍSICO. Desde el punto de vista MATEMATICO, La velocidad media es una magnitud escalar, definida por el promedio de varias velocidades conocidas,

n

esto es: V = ∑.Vi / n. i=1

Desde el punto de vista FÍSICO, la VELOCIDAD MEDIA, es una magnitud vectorial, determinada por la relación entre un DESPLAZAMIENTO, con respecto al tiempo empleado, que se calcula con: V = D / t Ejemplo. En la gráfica siguiente se muestran algunas de las posiciones ocupadas por un cuerpo que se mueve y se sabe que al pasar de una posición a la siguiente, el cuerpo emplea 10seg. Calcular: A. d y D, cuando el cuerpo pasa de P a B, luego sigue a R, luego a C y por ultimo llega a M B. R y V, cuando el cuerpo pasa de C a M,luego a P y por último a O. -120 - 90 -60 - 30 0 30 60 90 120 150 mts ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------D

C

B

A

‘O

M

N

P

Q

R

SOLUCIÓN: A. Para calcular la distancia (d) se suman todos los trayectos: d = dPB + dBR + dRC + dCM = 150mts + 210mts + 240nts + 120mts = 720mts, por lo tanto, la distancia (longitud de la trayectoria) recorrida fue de 720mts. Para el cálculo del desplazamiento, aplicamos: D = Xf - Xi = XM - XP = 30mts – 90mts = – 60mts, entonces D = – 60mts, lo que significa que el cuerpo se trasladó 60mts a la izquierda de su posición inicial. d CM + dMP + dPO ¿ mts + ¿ mts + ¿ mts B. Recordemos que R = d / t =------------------------ = --------------------------------tCM + tMP + tPO ¿ mts + ¿ mts + ¿ mts Complementa el proceso y encuentra el resultado e interprétalo. Ahora, V = D ) t = (Xf - Xi ) / t = (X0 - XC)/tCO = 0mts – (– 90mts)/30seg = 90mts/30seg = 3mts/seg, entonces V = Vm= 3mts/seg, CLASES DE MOVIMENTOS, SEGÚN SU VELOCIDAD. Recordemos que, de acuerdo a la TRAYECTORIA, los movimientos pueden ser: RECTILINEOS O CURVILINEOS, y éstos, a su vez, se clasifican según el comportamiento de su velocidad en: MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME, MOVIMIENTO RECTILINEO VARIADO, MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME Y MOVIMENTO CIRCULAR VARIADO, de los cuales se estudiaran los tres primeros. MOVIMENTO RECTILINEO UNIFORME (M. R. U) Es un movimiento que se caracteriza por presentar una trayectoria rectilínea, desarrollando siempre la misma velocidad, es decir, el cuerpo se mueve con velocidad constante, que se calcula con la fórmula V = e / t. Sus unidades de medida, son: cms / seg, mts / seg, ft / seg. MOVIMIENTO RECTILINEO VARIADO: Es un movimiento con trayectoria rectilínea que se desarrolla de dos formas: Con velocidades que varían ordenadamente, o con velocidades que varían desordenadamente. MOVIMIENTO RECTILINEO VARIADO ORDENADAMENTE (UNIFORMENTE): Es el movimiento con trayectoria rectilínea que se desarrolla mostrando, bien sea, aumentos o disminución, ordenada (uniforme) de sus velocidades, por ejemplo: 1. 3mts/seg, 6mts/seg, 9mts/seg, 12mts/seg, 15mts/seg,…etc. Éste tipo de movimiento se denomina MOVIMENTO RECTILINEO UNIFORMENTE ACELERADO (M. U, A)

2. 50Kms/h, 45Kms/h, 40Kms/h, 35Kms/h, 30Kms/h, 25Kms/h, 20Kms/h,… Éste caso del ejemplo, hace parte del llamado MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE DESACELERADO O RETARDADO ACELERACIÓN (a): Es una magnitud vectorial que hace referencia al CAMBIO DE VELOCIDAD, que experimenta un cuerpo que se mueve, en una unidad de tiempo. Se calcula con la fórmula: a = (VF – VI) / t, presentando como unidades de medida: cms/seg2, mts/seg2, ft/seg2, MOVIMENTO RECTILINEO UNIFORMENTE ACELERADO (M. U. A): Considerando sobreentendido el aspecto de rectilíneo, en la práctica se acostumbra llamarlo simplemente MOVIMENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO, dando lugar a la sigla M. U. A. con la que se le identifica. El MOVIMENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO, es el movimiento que se caracteriza por presentar: A. Trayectoria rectilínea. B. Aumento progresivo y uniforme de su velocidad (VF > Vi) C. Aceleración positiva (a > 0) D. El espacio recorrido es directamente proporcional al tiempo. FORMULAS DEL M. U. A: El comportamiento de los diferentes elementos que se relacionan en el M. U. A, se regulan, básicamente, con cuatro fórmulas, de las cuales se derivan otras, aplicando simples despejos matemáticos. Estas fórmulas son: A. a = (VF – VI) / t → A.1 t = (VF – VI) /a. A.2 VF = Vi + at. A.3 Vi = VF – at. B. e = (Vi + VF) /2*t C. e = (VF2 – VI2 ) /2a → C.1 a = (VF2 – VI2 ) /2e. C.2 VF = C.3 VI = Realice Ud el despeje. 2 D. e = Vi*t + 1//2*a.t TALLER: 1. La gráfica muestra algunas posiciones ocupadas por un cuerpo que se mueve y se sabe que al pasar de una posición a la siguiente, emplea 30seg. Calcula, la R y la V, cuando el cuerpo pasa de C M P, de la gráfica: - 80 - 60 -40 - 20 0 20 40 60 80 100 mts ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------Q

P

N

M

‘O

A

B

C

D

E

2. Dos vectores A y B actúan como lo indica la figura: 40°

A.) Determina, gráficamente al VR, y de acuerdo al resultado, calcula su magnitud (valor) B.) Cuál es la dirección del VR, con respecto a la horizontal?

3. Resalta Semejanzas y Diferencias, entre los conceptos: A.) Medir y Medida B.) Dirección y Sentido C.) Magnitud y Unidad de medida D.) Movimiento y Reposo 4. Identifique e indique las siguientes posiciones y/o vectores de posición, que se indican, según: A.) S = (3,5; – 10/3)

B.) M = (30 Millas, Oeste del Sur);

C.) P = (40 Kmts, 50° Noreste)

5.) Un auto parte del reposo y durante 2min se le acelera de una forma constante, de tal manera que al término de ese tiempo desarrollaba una velocidad de 60Kms/hora. Cuál es el espacio que se recorre en ese tiempo? 6.) A. Cuál es el resultado, en notación científica, de convertir 89.574,63Mseg a Kseg? B. En una gráfica P Vs. S, ¿Cuál es la variable independiente y en qué eje, del Plano Cartesiano se colocan sus valores?

NOTA: APRECIADO ESTUDIANTE: El presente TALLER, debe desarrollarse en las fechas del 20 – 04 – 2020 al 24 - 04 – 2020, presencial ó virtualmente, dependiendo de las orientaciones del MEN. Cualquier ESTUDIANTE, que voluntariamente desee adelantar su desarrollo, sería maravilloso, pero NO ES OBLIGATORIO. https://www.youtube.com/watch?v=tpU7Z2r1YDk

SOLUCIÓN 1. C

M

P

R=

D 80 MTS +40 MTS 120 m m = = =0,666 T 120 SEG +60 SEG 180 s s

V=

D ( Dt −Di ) ( D p−Dc ) −60−60 −120 m m = = = → =−0,6666 T T t 180 s 180 s s

(

)

2.A B=30CM

40°

VR 140°

∝

A=40CM V R = A2 + B2−2 ∙ A ∙ B∙ cos (140 °) 2

V R =( 40 cm)2 +(3 0 cm)2−2 ∙ ( 40 cm∙ 30 cm ) .(−0.766) 2

V R =1600 cm2+ 900 cm2−(−1838,4 cm2) 2

V R =4338,4 cm2 2

V R =√ 4338,4 cm2 2

V R =65,866 c m 2

2.B.

B=30CM 40°

Sen ∝ Sen 140 ° = 40 cm VR Sen∝=

40 cm× 0,642788 65,866 cm

Sen∝=0,39361036 Sen∝=25° 58 ´ 37

3.A. La semejanza es que ambas involucran 2 magnitudes y la diferencia es que medir es hacer y medida el resultado B. Semejanzas ambas tienen el mismo camino pero la la dirección (sentido) están en diferente sentido (un cuerpo está en el mismo camino, pero no en el mismo sentido) C. La semejanza es que ambas son magnitudes, diferencias, la unidad de medida es la que se usa para comprar una magnitud con otra. D. Ambos necesitan un punto de referencia, y la diferencia es que cuando pasa el tiempo, el cuerpo en reposo no cambia de posición ( con respecto al punto de referencia) y el cuerpo en movimiento, si cambia de posición respeto al punto de referencia 4.A.

3.5 2.5 1.5 0.5 -3.5

-2.5

-1.5

-0.5 -0.5

0.5

1.5

2.5

3.5

-1.5 -2.5 -3.5

B.

30

20

10

0 -30

-20

-10

0 -10

-20

-30

10

20

30

C.

40 30 20 10 0 -40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-10 -20 -30 -40

5. d=v ∙t d=60

km ∙ 0,03333 h h

d=2 km

6.A 89547,63 Mseg=8,957463 x 10 4 Mseg 4

8,957463 x 10 Mseg ∙

103 Kseg Mseg

8,957463 x 107 K seg

7.A. P

S

 La variable independiente es S y se ubica en el eje X  La variable dependiente es P y se ubica en el eje Y