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Documento que contiene la resolución de diferentes ejercicios relacionados con los teoremas de conservación de la energía mecánica y el principio de Bernoulli. Se utiliza un simulador para validar las respuestas. El documento incluye preguntas a responder en el video y justificar utilizando el simulador.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
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FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 Anexo 2 Formato Tarea 3 Tarea 3- Unidad 3 – Teoremas de conservación. Presentado al tutor (a): Diana Carolina Herrera Entregado por el (la) estudiante: Ricardo Franco González Código: 1031151906 Grupo: 100413_ UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FECHA 24/11/ CIUDAD BOGOTA INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se resolverán los distintos ejercicios en los cuales se analizará la importancia que tiene los teoremas de conservación y el principio de Bernoulli, en casos reales. Se presenta un video donde se analizará en un simulador de la universidad de colorado el comportamiento de las distintas energías que actúan en un objeto.
La posible trayectoria de la roca lanzada por la catapulta es la que se muestra en la Fig. 1. (Parábola) desde el patio hasta el campamento, abajo y en frente del portón del castillo. La línea sólida recta indica la horizontal. A partir de la anterior información responda ¿La Roca al impactar el acantonamiento de los atacantes con qué rapidez llega al suelo enemigo? Presente el proceso que justifique su respuesta. Nota: (Ignore la resistencia del aire). A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Velocidad Altura Principio físico: TEOREMA DE CONSERVACION ENERGIA MECANICA ENERGIA GRAVITACIONAL ENERGIA CINETICA Definiciones y/o conceptos: Desarrollo del ejercicio Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones: V (^) I =44, m s hi =7,21 m vf 2 =(
vi 2
m 2 s
m 2 s 2 vf = √
m s
vf =45,96 m / s Análisis de los resultados obtenidos La roca llega con una rapidez de 45 ,^96 m s al suelo enemigo. Tabla 2. Desarrollo del ejercicio 2. Ejercicio 3. Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal Dos esferas A y B que se mueven en sentidos contrarios, chocan de tal manera que después del impacto quedan unidas. Determine la velocidad final de las esferas después del impacto teniendo en cuenta que la rapidez de las partículas A y B son de 37,7 m/s y 65,0 m/s respectivamente; sí la relación entre las masas de las esferas es que mA 2,50=mB. A continuación, presente las variables físicas, principio físico, definiciones y/o conceptos utilizados en el desarrollo del ejercicio. Variables físicas: Velocidad Variables físicas: CONSERVACION DEL MOMENTO Variables físicas: Desarrollo del ejercicio 3. Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal: A =37, m s B =65, m s mA. vAx + mB − vBx =( mA + mB ) vfx vfx = mA. vAx + mB − vBx mA + mB vfx = mA. vAx −2,50 mA. vBx mA +2,50 mA vfx = mA ( vAx −2,50_. vBx_ ) mA ( 1 +2,50)
vB =14, m s Q = A. vB Q = vB. π .θ 2 4 Q =
m s
. π. (0.0113 m ) 2 4 Q =0,00148 m 3 / s Análisis de los resultados obtenidos La rapidez de flujo de agua por el orificio fue de^
m s y La taza de flujo de Volumen es de (^) 0,00148 m^3 / s Tabla 4. Desarrollo del ejercicio 4.
3. Desarrollo del ejercicio 5. Ejercicio 5. Para llevar agua a una casa se utiliza una tubería que tiene un diámetro interno de entrada de 4,53 cm. El agua entra a la tubería con una velocidad de 0,54 m/s y una presión de 1,23*10^2 kPa. Si el diámetro del tubo se estrecha a 3,43 cm cuando la tubería se eleva al segundo piso a 4,83 m sobre el punto de entrada, determine: A. la velocidad del agua en el segundo piso, y B. la presión del agua en el segundo piso.
θ 1 =4,53 cm→ 0,0453 m θ 2 =3,43 cm→ 0,0343 m p 1 =1,23 x 1 0 2 Kpa v 1 =0, m s A 1_. v_ 1 = A 2_. v_ 2 v 2 = A 1_. v_ 1 A 2 A 1 = π .θ 2 4
π. (0,0453 m ) 2 4 =0,0016117 m 2 A 2 = π .θ 2 4
π. (0,0343 m ) 2 4 =0,00092401 m 2 v 2 = A 1_. v_ 1 A 2
0,0016117 m 2 x 0,54 m / s 0,00092401 m 2 =0,921 m /^ s p 1 +
p. v 1 2
p. v 2 2
2 (
kg m (^3) )¿ 123145,363 pa = p 2 +442, kg m. s
kg m. s 2 123145,363 pa = p 2 +43280,302 pa p 2 =123145,363 pa −43280,302 pa p 2 =79865,061 pa Análisis de los resultados obtenidos la velocidad del agua en el segundo piso es de 0,921 m / s y la presión del agua en el segundo piso es de (^) 79865,061 pa
6. conclusiones. Se evidencia el uso de los Teoremas de conservación donde se analiza como actúa la energía cinética y gravitacional en un objeto, cuando una de ellas aumenta la otra disminuye proporcionalmente. De igual manera se evidencia como con el principio de Bernoulli se puede el comportamiento de un fluido el cual viaja por medio de una línea de corriente, donde podemos analizar su presión y velocidad.
7. Referencias bibliográficas. Bauer, W. y Westfall, D. (2014). Física para ingenierías y ciencias Vol. 1. (2a. ed.) McGraw-Hill Interamericana.
