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Introducción.

En el siguiente trabajo se desarrollara la actividad de la guía integrada de actividades,

unidad 1, en él solicita un resumen donde se identifiquen los principales conceptos y

ecuaciones necesarias para resolver cada uno de los 5 cinco! ejercicios seleccionados en el

listado de problemas, cabe anotar que estos son una recopilación de los problemas del libro

de física para la ciencia e ingeniería de "er#ay $ %e#ett %r., &''(!, licencia para edición

digital para la )niversidad )*+.

-esumen de los 5 ejercicios.

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ando respuesta a cada uno de los ejercicios seleccionados, se eplicara la posible

solución, con los conceptos y formulas necesaria. "e desglosan de la siguiente manera/

Tema 1: Energía de un sistema - Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett

Jr., 2!"

1. )n bloque de &.5' 0g de masa se empuja &.&' m a lo largo de una mesa ori2ontal

sin fricción por una fuer2a constante de 13.' * dirigida &5.'4 debajo de la

ori2ontal. etermine el trabajo invertido sobre el bloque por a! la fuer2a aplicada,

 b! la fuer2a normal que ejerce la mesa y c! la fuer2a gravitacional. d! etermine el

trabajo neto invertido en el bloque.

#ta.

Traba$o debido a una %uera 'onstante

El trabajo que es reali2ado sobre un cuerpo por una fuer2a constante al ser despla2ado

una distancia r se puede definir como, Ecuación del trabajo

En donde cos6! es el coseno del 7ngulo que forman los vectores fuer2a y despla2amiento.

8omo se muestra en el siguiente dibujo.

En una dimensión el vector r se puede reempla2ar por la distancia d, y de esta forma en una

dimensión el trabajo reali2ado es de la forma, Ecuación.

9rabajo/ El trabajo : invertido en un sistema por un agente que ejerce una fuer2a constante

" en el sistema es el producto de la magnitud ;r del despla2amiento del punto de

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aplicación de la fuer2a y la componente cos ; de la fuer2a a lo largo de la dirección del

despla2amiento

;r"/ : < d cos   θ

9eorema trabajo y energía cinética. Establece que si una fuer2a eterna invierte trabajo en

un sistema, y el =nico cambio en el sistema es en su rapide2,

:neto > ?f @?i > ? 1A&mvf &@1A&mvi&

Energía total mec7nica de un sistema/ se define como la suma de la energía cinética y la

energía potencial/ Emec > ? B )

8u7les son las ecuaciones para calcular el trabajo neto recuerde es el trabajo de cada fuer2a

aplicada

Ca fuer2a neta ace un trabajo igual a la suma de los trabajos efectuados por 

las fuer2as. Es decir, :9 > : B :n B :g

Tema 2: onser)a'i*n de la energía - Problemas tomados del libro de (Serway &

Jewett Jr., 2!"

(. )na caja de D'.' 0g, inicialmente en reposo, se empuja 5.'' m a lo largo de un suelo

ori2ontal rugoso, con una fuer2a constante ori2ontal aplicada de 1' *. El coeficiente de

fricción entre la caja y el suelo es '.''. Encuentre/ a! el trabajo invertido por la fuer2a

aplicada, b! el aumento en energía interna en el sistema cajaFsuelo como resultado de la

fricción, c! el trabajo invertido por la fuer2a normal, d! el trabajo invertido por la fuer2a

gravitacional, e! el cambio en energía cinética de la caja y f! la rapide2 final de la caja.

#ta.

+a energía 'inti'a: es la energía que tiene un cuerpo cuando se encuentra en movimiento,tiene como epresión general,

e esta ecuación podemos decir/

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  Ca energía cinética es proporcional a la velocidad al cuadrado, esto implica que

aumentar la velocidad el doble tiene como efecto aumentar cuatro veces la energía

cinética de un cuerpo. + velocidad cero la energía cinética es igual a cero.

Ca energía cinética es proporcional a la masa, lo que implica que un cuerpo quetenga mayor masa tendr7 mayor energía cinética a la misma velocidad. Gara la

mec7nica un objeto que no posea masa no puede tener energía mec7nica.

Ha se abía visto que el trabajo es igual al cambio en la energía cinética de un cuerpo, este

es el teorema de trabajo y energía.

Grincipio de conservación de la energía

El Grincipio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye

sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total

 permanece constante es decir, la energía total es la misma antes y después de cada

transformación.

En el caso de la energía mec7nica se puede concluir que, en ausencia de ro2amientos y sin

intervención de ning=n trabajo eterno, la suma de las energías cinética y potencial

 permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Grincipio de conservación

de la energía mec7nica.

El trabajo total 9 se a empleado en aumentar la energía interna Ei del sistema y la energía

cinética Ec de la caja. Ca energía interna generada debida a la fricción est7 dada por/

w=fd cosθ  

Ca ecuación de la magnitud de la fuer2a de fricción es/

 F r= μmg

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Tema : antidad de mo)imiento lineal y 'olisiones - Problemas tomados del libro de

(Serway & Jewett Jr., 2!"

1&. )na bala de 1'.' g se dispara en un bloque de madera fijo m > 5.'' 0g!. Ca bala se

incrusta en el bloque. Ca rapide2 de la combinación bala m7s madera inmediatamentedespués de la colisión es '.3'' mAs. J8u7l fue la rapide2 original dela balaK

#ta.

-apide2/ es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en completarla. "u

magnitud se designa como v. Ca celeridad es una magnitud escalar de dimensión LCMAL9M.

Ca rapide2 tiene la misma dimensión que la velocidad, pero no tiene el car7cter vectorial de

ésta. Ca celeridad instant7nea representa justamente el módulo de la velocidad instant7nea.

Ca diferencia entre velocidad y rapide2 es que la velocidad tiene un car7cter vectorial y la

rapide2 es una magnitud de car7cter escalar.

Gara el desarrollo del ejercicio utili2aremos la siguiente formula/

Gara dar respuesta lo que primero debemos observar y anali2ar son dos momentos el antesdel coque y el después. Ner imagen 1 y &.

magen 1. /ntes magen 2. 0esus

Tema : 3re)e estudio de la resi*n - Problemas tomados del libro de (Serway &

Jewett Jr., 2!"

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13. )na mujer de 5'.' 0g se equilibra sobre un par de 2apatillas con tacón de aguja. "i el

tacón es circular y tiene un radio de '.5'' cm, Jqué presión ejerce sobre el pisoK

#ta.

-adio/ el radio de una circunferencia es cualquier segmento que une el centro a cualquier  punto de dica circunferencia.

Ca fórmula del 7rea del tacón es un círculo es/

+ > O rP > O A&!P > 1AD O P

r > QL+AOM

Ca presión/ símbolo ! es una magnitud física que mide la proyección de la fuer2a endirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracteri2ar cómo se aplica

una determinada fuer2a resultante sobre una línea. En el "istema Internacional de )nidades

la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal Ga! que es equivalente a

una fuer2a total de un ne#ton *! actuando uniformemente en un metro cuadrado mP!. En

el "istema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada pound per square inc o

 psi! que es equivalente a una fuer2a total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

ormula/ P4 56/

Es la magnitud escalar que relaciona la fuer2a con la superficie sobre la cual act=a, es decir,

equivale a la fuer2a que act=a sobre la superficie. 8uando sobre una superficie plana de

7rea + se aplica una fuer2a normal de manera uniforme, la presión G viene dada de la

siguiente forma/

En un caso general donde la fuer2a puede tener cualquier dirección y no estar distribuida

uniformemente en cada punto la presión se define como/

onde n es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir 

la presión.

Ca definición anterior puede escribirse también como/

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ónde/  P= F 

 A  alta la definición y an7lisis de las variables

f, es la fuer2a por unidad de superficie.

n, es el vector normal a la superficie.

+, es el 7rea total de la superficie ".

efinir como se alla el peso que es una fuer2a W =mg

Tema 7: 0in8mi'a de %luidos - Problemas tomados del libro de (Serway & Jewett Jr.,

2!"

&. El suministro de agua de un edificio se alimenta a través de una tubería principal de

3.'' cm de di7metro. "e observa que un grifo de &.'' cm de di7metro llena un contenedor 

de &5.' Cen '.' s. a! J8u7l es la rapide2 a la que el agua sale del grifoK b! J8u7l es la

 presión manométrica en la tubería principal de 3 cmK "uponga que el grifo es la =nica

RfugaS en el edificio.!

#ta.

"e llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión

atmosférica. "e aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la

 presión atmosférica, pues cuando esta cantidad es negativa se llama presión de vacío.

Tucos de los aparatos empleados para la medida de presiones utili2an la presión

atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y

la presión atmosférica, llam7ndose a este valor presión manométrica.

Cos aparatos utili2ados para medir la presión manométrica reciben el nombre de

manómetros y funcionan seg=n los mismos principios en que se fundamentan los

 barómetros de mercurio y los aneroides. Ca presión manométrica se epresa bien sea por 

encima o por debajo de la presión atmosférica. Cos manómetros que sirven para medir 

 presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.

= Presión manométrica.

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)tili2amos las siguientes fórmulas para dar las respuestas/

1! Cey de conservación de la masa en la din7mica de los fluidos/

/1.)1 4 /2.)2 4 'onstante. magen .

magen . onser)a'i*n de la masa en la din8mi'a de los %luidos.

-ecordar que p > A+⇒ > p.+

5lu$o de )olumen: caudal!.

  U > + .v LmVAsM8

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E'ua'i*n de 3ernoulli: principio de conservación de la energía! para flujo ideal  sinfricción!.

 p1 B W.v1PA& B W.g.1 > p& B W.v&PA& B W.g.& > constante

 p1AW B v1PA& B g.1 > p&AW B v&PA& B g.&

 pA W > energía de presión por unidad de masa.g. > energía potencial por unidad de masa.vPA& > energía cinética por unidad de masa.Ecuación de Xernoulli para flujo en reposo/ v1 > v& > '

 p1 B W.g.1 > p& B W.g.&

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8onclusiones.

El desarrollo de la actividad aplique los conceptos b7sicos y ecuaciones para el desarrollo

de la actividad.

El desarrollo de este trabajo se adquiere y mejoran los conocimientos e ideas que ayudan a

evolucionar el pensamiento, para luego aplicarlo de una manera eficiente, efica2 y efectivaen el transcurrir de la vida.

Ybservar y anali2ar los diferentes materiales de estudio que ofrecen los medios

tecnológicos como la :EX, pero siendo cauteloso a la ora de encontrarlos, ya que ay

información incompleta y errada.

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8ibergrafía.

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8urso Interactivo de ísica en Interne. Groblemas resueltos. in7mica. Tovimiento lineal y8olisión. Nisto por =ltima ve2 el &[ de mar2o de &'15. -ecuperado de/ttp/AA###.sc.eu.esAsb#ebAfisica\AproblemasAdinamicaAsistemasAsistemas.tml

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Gre2i. in7mica de fluidos. 1Z de octubre de &'1D. 8ifuentes ^incapié +. -ecuperado de/ttps/AApre2i.comA#Zvjcbltg'Aejercicio@no@&@dinamica@de@fluidosA

9orres ], iego +. &'1&!. Tódulo curso física ]eneral @ )*+. -ecuperado de/ttp/AAdatateca.unad.edu.coAcontenidosA1''D1ATY)CY\I"I8+]E*E-+C\+89)+CI_+Y\&'1\'1.2ip

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"er#ay, -. +., $ %e#ett %r., %. :. &''(!, pp 13@1(5!. ísica para ciencias e ingenieríasNol. 1 p. [&!. -ecuperado de/ ttp/AAunad.libricentro.comAlibro.ppKlibroId>&`

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