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Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Vicerrectoría Académica y de Investigación
Ejercicios Asignados para desarrollar el trabajo colaborativo de
la unidad 1
Tarea 1 del curso de Física Moderna de la UNAD.
1. Descripción general del curso
Escuela o Unidad
Académica
Nivel de formación
Campo de
Formación
Nombre del curso Física Moderna
Código del curso 299003
Tipo de curso Habilitabl
e
S
i
☐ N
o
Número de créditos
2. Descripción de la actividad. Tarea 1 – Trabajo colaborativo 1
Tipo de
actividad:
Individu
al
Colaborati
va
Número
de
semanas
Momento de la
evaluación:
Inicial ☐
Intermedi
a, unidad:
☒ Final ☐
Peso evaluativo de la
actividad: 85 puntos
Entorno de entrega de actividad:
Fecha de inicio de la
actividad:
Fecha de cierre de la actividad:
Competencia a desarrollar:
El estudiante aplica la teoría especial de la relatividad en
problemáticas particulares de su entorno, utilizando los postulados y
fenómenos que rigen tal teoría, para reconocer la trasformación que
originó el concepto moderno de la física.
Temáticas a desarrollar:
Tema 1.1: Invariabilidad de las leyes físicas
Tema 1.2: Relatividad de los intervalos de tiempo
Tema 1.3: Relatividad de la longitud
Tema 1.4: Transformaciones de Lorentz
Tema 1.5: Efecto Doppler en ondas electromagnéticas
Tema 1.6: Momento lineal relativista
Tema 1.7: Trabajo y energía relativistas
NOTA: cada uno de los datos de los ejercicios han sido etiquetado como dn ,
donde el sub índice “n” puede variar entre 1 y 9, según la cantidad de datos que contenga cada ejercicio. Ejercicios Asignados al estudiante No 1 Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los intervalos de tiempo”: Desde una playa, un grupo de personas observan que un deportista se
mantuvo esquiando durante d 1 minutos a una velocidad de d 2 c. ¿Cuánto
tiempo cree el piloto de la lancha que le estuvo ayudando al esquiador? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud”:
Suponga que una jabalina de d 1 m se lanza horizontalmente (sólo en el eje x)
con una velocidad de d 2 c. ¿Qué longitud apreciará su lanzador mientras la
jabalina va por el aire? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz”:
El piloto de una nave espacial se mueve a una velocidad de d 1 c con respecto
a un radar que se encuentra en la Tierra, los operadores del radar detectan a
otra nave que se aproxima a la primera con una velocidad de d 2 c. ¿Qué
velocidad tendrá la segunda nave con respecto a la primera? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicios Asignados al estudiante No 2 Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los intervalos de tiempo”:
Según el piloto de un automóvil, cuya velocidad es de d 1 c, la última vuelta al
circuito la recorrió en sólo d 2 s. ¿Cuánto tiempo tardó en dar esa vuelta según
Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz”: Un hombre que se encuentra en una plataforma espacial observa dos naves
que se aproximan a él desde direcciones opuestas, con velocidades de d 1 c y
d 2 c, respectivamente. ¿Con qué velocidad se aproxima una nave con
respecto a la otra? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicios Asignados al estudiante No 4 Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los intervalos de tiempo”: Dos personas realizan una prueba y encuentran que, desde el inicio de un
incendio hasta que se activó el sistema de alarmas, transcurrieron d 1
segundos, aunque un observador que sobre vigilaba el área asegura que el
tiempo fue de d 2 segundos. ¿Con qué velocidad se movía la nave del
observador? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud”:
Un cuadrado de d 1 cm^2 está en reposo en el sistema de referencia de S 1. Un
observador que está en el sistema S 2 se mueve con velocidad de d 2 c
respecto al observador en S 1 y en dirección paralela a uno de los lados del cuadrado. ¿Qué área mide el observador en S 2? Realice un esquema de las situaciones anteriores. Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz”:
El cohete A viaja hacia la derecha con velocidad de d 1 c, y otro cohete B viaja
hacia la izquierda con velocidad de d 2 c, ambas velocidades son respecto a la
Tierra. ¿Cuál será la velocidad del cohete B medida desde A? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicios Asignados al estudiante No 5 Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la
física y Relatividad de los intervalos de tiempo”:
La vida de cierta partícula medida en reposo es de 5 × 108 segundos. Si la
partícula viaja a la velocidad de d 1 C respecto a la Tierra. ¿Cuál será su vida
medida por un observador en la Tierra? Realice un esquema de la anterior situación. Ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud”:
Una regla de d 1 m forma un ángulo de d 2 grados respecto al eje x 2 medido
por un observador en S 2. ¿Cuál debe ser el valor de la velocidad para que la
regla forme un ángulo de d 3 grados con el eje x 1 respecto a un observador en
S 1? Encuentre también la longitud de la regla medida por un observador en S 1. Realice un esquema de las situaciones anteriores. Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz”: Un observador en la Tierra ve una nave moverse hacia la izquierda con una
velocidad de d 1 c y a un objeto que se mueve hacia la derecha con velocidad
de d 2 c. Determine la velocidad del objeto con respecto a la nave. Realice un
esquema de la anterior situación. Ejercicios Colaborativos: Ejercicio colaborativo 1:
Una nave espacial que se dirige hacia la Tierra a d 2 c transmite señales de
radio a d 1 MHz. ¿A qué frecuencia se deben sintonizar los receptores en la
Tierra? Ejercicio colaborativo 2:
¿Cuál es la rapidez de un electrón cuya energía cinética es de d 1 MeV?
