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Fisica General UNAD Teorema de conservarción SOLUCIÓN

TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 3:

TEOREMAS DE CONSERVACIÓN.

Es de suma importancia en la física comprender y aplicar correctamente el tema de la conservación de la energía mecánica, pues se aplica en todos los procesos que estudia la física.

En esta investigación se presenta de manera detallada los resultados del experimento sobre conservación de la energía realizada en la práctica de laboratorio.

El experimento realizado nos muestra de manera práctica la forma mediante la cual podemos encontrar la velocidad final de un cuerpo a través de las ecuaciones de conservación de la energía.

Se presenta también un marco teórico que explica muy claramente los conceptos fundamentales que necesitamos comprender para la realización del experimento. De la misma manera se muestran esquemas que ilustran y facilitan la comprensión de cada una de las explicaciones que se ofrecen.

El resorte de la figura 1 está apoyado sobre la superficie horizontal y tiene su extremo derecho

asegurado a la pared. Su constante elástica vale 130 N/m. El bloque tiene masa 0.770 kg y
es lanzado en el punto A hacia el resorte, apoyado en la superficie, con rapidez m/s. Todas las
superficies en contacto carecen de rozamiento.
A. Determine la rapidez del bloque cuando está pasando por la posición B, donde la compresión
del resorte vale 0.164 m.
B. Determine la máxima compresión que el bloque produce en el resorte (esta posición está
marcada C en la figura; max = ? )
C. Determine la rapidez del bloque después de que ha vuelto a perder contacto con el resorte
(posición D en la figura).
D. La figura usa un eje “x” horizontal, positivo hacia la derecha, que corre a lo largo del eje del
resorte. El origen = 0 está ubicado en el punto del extremo izquierdo del resorte no
deformado, como lo muestra la primera subfigura. Para la coordenada “ ” del bloque, use
su cara frontal (la del lado del resorte). El contacto entre bloque y resorte comienza entonces
en la coordenada = 0 . Si la coordenada “ ” del bloque en las posiciones A y D es -0.502
m, trace una gráfica cuantitativa (ejes marcados numéricamente) de la rapidez del bloque

contra su posición ( en el eje Y, en el eje X). La gráfica debe cubrir todo el movimiento del
bloque desde A hasta D, utilice un software especializado como GEOGEBRA para la gráfica

 

  • Agua con presión manométrica de 3.8 atm a nivel de la calle fluye hacia un edificio de oficinas con
    una rapidez de 1.8 m/s a través de una tubería de 2.5 cm de diámetro. La tubería se adelgaza a
    1.6 cm de diámetro en el piso superior a 4.9 m de altura sobre el nivel de la calle (Ver figura 5),
    donde se ha dejado abierto el grifo del agua. Calcule a) la velocidad de flujo y b) la presión
    manométrica en tal tubería del piso superior. (Suponga que no hay tuberías de ramificación y que
    se la viscosidad del fluido es despreciable.

 

  • Una partícula de 0.452 kg de masa se dispara desde P como se muestra en la figura 2, con una velocidad inicial vi, que tiene una componente horizontal de 30.2 m/s. La partícula asciende hasta la altura máxima de 22.8 m sobre P. Con la ley de conservación de la energía determine a) la componente vertical de vi, b) el trabajo efectuado por la fuerza gravitacional sobre la partícula durante su movimiento de P a B, y c) las componentes horizontal y vertical del vector velocidad cuando la partícula llega a B.

 

  • Dos pequeñas esferas, de masas respectivas m1 y m2 kg, cuelgan de un punto común mediante sendos hilos de longitud L m, como se indica en la figura 4. La esfera m2 se encuentra en reposo y la esfera m1 se abandona a partir de la posición que se indica, de modo que tenga lugar una colisión frontal y perfectamente elástica entre ambas esferas. Determinar la altura a la que ascenderá cada esfera después del primer choque.
  • Dos pequeños discos deslizan sin fricción sobre una mesa horizontal. El primer disco, de masa 4.00, es lanzado con rapidez 4.20 hacia el segundo disco, de masa 2.60, que inicialmente está en reposo. Después de la colisión, ambos discos adquieren velocidades que están dirigidas a 33.9 grados a cada lado de la línea original de movimiento del primer disco (ver figura 3). (a) ¿Cuáles son las rapideces finales de los dos objetos? (   1 y   2 ). (b) ¿Es la colisión elástica o inelástica?

 

  • Como grupo se concluye que este trabajo ha sido de gran utilidad para poner en práctica y aplicar los conocimientos teóricos adquiridos sobre la conservación de la energía mecánica.
  • Se he aprendido a determinar velocidades aplicando la conservación de la energía y con simples despejes de
  • También se ha podido valorar que la física tiene aplicaciones prácticas y cotidianas para cada uno de nosotros. Nos hemos dado cuenta de cómo a través de experimentos sencillos y al alcance de todos podemos llegar a conocer datos importantes como lo es la velocidad de los cuerpos a partir de la energía potencial y cinética que poseen en tiempos determinados.
  • Se espera que tal como ha sido de gran provecho para el grupo, que este trabajo y experimento sea de mucha utilidad también para otras personas.

Autora: Leidy Yohana Ordoñez Mendez