LIBRO DE PROB. FISICA - UNCA

1 1 problemas resueltos de F SICA I (Mec nica - Movimiento Ondulatorio Calor) ATILIO DEL C. FABIAN ISBN N 950-746-121-3 Editor Responsable: Secretar a de Ciencia y Tecnolog a de la Universidad Nacional de Catamarca EDITORIAL CIENT FICA UNIVERSITARIA DE LA SECRETARIA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA. Fax: 03833-431180/432136 Avda. Belgrano 300 - Predio Universitario Pabell n Variante I - 2do piso. San Fernando del Valle de Catamarca - 4700 Prohibida la reproducci n total o parcial de los trabajos contenidos en este LIBRO .

2 Enunciado de Responsabilidad: Las opiniones expresadas por los autores son exclusivas de los mismos. CATAMARCA - 2004 REPUBLICA ARGENTINA CONTENIDOS TEMA 1: MAGNITUDES DE LA F SICA TEMA 2: MOVIMIENTO EN UNA DIMENSI N TEMA 3: FUERZA Y LAS leyes DE newton TEMA 4: MOVIMIENTO DEL PROYECTIL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME TEMA 5: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO COLISIONES TEMA 6: CINEM TICA ROTACIONAL TEMA 7: MOMENTO ANGULAR leyes DE newton EN LA ROTACI N. TEMA 8: TRABAJO Y ENERG A TEMA 9: GRAVITACI N TEMA 10: MECANICA DE FLUIDOS TEMA 11: ELASTICIDAD TEMA 12: OSCILACIONES TEMA 13: ONDAS TEMA 14.

3 TEMPERATURA Y CALOR 2 INTRODUCCI N La presente gu a tiene por objetivo brindar los elementos b sicos que se debe tener en cuenta para resolver los problemas que se plantean desde el punto de vista f sico y aplicarlos a los problemas que se presentan en el estudio de la Geolog a, para ello cuenta con desarrollos matem ticos necesarios para que el alumno que provenga del polimodal tenga las mismas posibilidades de aprender. La presente gu a se encuentra ordenada por temas, todo de acuerdo a los que se encuentran en el programa te rico 2004, en el inicio de cada tema se entrega las f rmulas fundamentales que se emplean y una metodolog a que se debe llevar a cabo para resolver los problemas referido al tema de an lisis, posteriormente una serie de enunciados de problemas tipos con sus respectivas soluciones explicados y finalmente problemas con resultados a los que debe arribar, nicamente para que el interesado practique.

4 Los problemas han sido tomados de los diferentes textos (que se pueden consultar al final de la Gu a), tal como han sido editados y en otras ocasiones han sido recreados a temas de Geolog a, por lo que han sufrido las modificaciones necesarias, para que as el estudiante pueda visualizar r pidamente la vinculaci n directa entre estas dos ciencias. Metodolog a general para resolver problemas Lo primero que se debe hacer cuando estamos frente a un problema de f sica, es la de realizar una lectura r pida, para tener un panorama general, luego leer nuevamente en forma pausada, para as poder establecer cuales son las leyes f sicas que nos van a servir de base para plantear el problema .

5 Posteriormente se procede a establecer, por un lado los datos que nos da el enunciado, y por otro las inc gnitas, para as de esta manera escribir las f rmulas que expresan las leyes correspondientes, y que nos ayudaran a encontrar la soluci n primeramente en forma literal, para luego introducir los datos num ricos, con el cuidado de colocar siempre expresado en unidades del mismo sistema de medidas. Luego de obtener el resultado num rico hay que prestar atenci n al grado de exactitud del mismo.

6 3 TEMA 1 MAGNITUDES DE LA F SICA Como la f sica es una ciencia fundamentalmente experimental, es necesario la utilizaci n de medidas precisas y se expresan en magnitudes diferentes como ser: masa, tiempo, longitud, fuerza, rapidez, temperatura, etc. El Sistema Internacional de Unidades (SI) ha seleccionado como unidades base, siete magnitudes que a continuaci n se detallan: MAGNITUD NOMBRE S MBOLO Tiempo segundo s Longitud metro m Masa kilogramo kg Cantidad de sustancia mol mol Temperatura Kelvin K

7 Corriente el ctrica ampere A Intensidad Luminosa candela cd A medida que se avance en los temas se dar n a conocer unidades derivadas. Para la unidad de la fuerza en el SI, se denomina newton (N) y se define: 1N = 1 kg. m/s2. Otros Sistemas de medidas es el Ingl s, vigente en Estados Unidos, para lo cual tenemos: MAGNITUD NOMBRE S MBOLO Longitud Pie ft Fuerza Libra lb Tiempo Segundo s (para mayor informaci n sobre otros sistemas, puede consultar a tablas de conversi n que se encuentran en cualquier texto de F sica I.)

8 En lo que hace a la precisi n podemos decir que se mejora constantemente la calidad de los instrumentos de medici n y la precisi n es mayor, por lo que al tener mayor informaci n de una medida tenemos mas cifras significativas por lo que se podr a cometer errores al tener demasiados o muy pocas. Los cuales depender n de los par metros en los que nos estamos moviendo. Por ejemplo: estamos pesando objetos de mas de 100 kg., y de repente aparece un peso de menos de 1 kg.

9 , supongamos 0,153 kg., su incidencia en la suma es poco 4significativa, y ser a conveniente tomar una sola cifra significativa, 0,1 kg, porque a partir de la segunda cifra aporta poca informaci n en el contexto de la pesada. PROBLEMAS: Pb. 1. Un estudiante de Geolog a de la UNCa le escribe a un amigo de Estados Unidos y le dice que mide 1,87 m., cu nto medir en unidades inglesas?. Soluci n: Si tenemos que: 1m (metro) es equivalente a 3,28 ft (pie), entonces el estudiante tendr 6,1336 ft. Pb. 1. Resnick Entre Nueva York y los ngeles hay una distancia aproximada de 3000 millas, la diferencia temporal entre las dos ciudades es de 3 horas.

10 Calcule la circunferencia de la Tierra. Soluci n: ,42 Km.(a esa latitud). Pb. 1. Resnick Una persona pierde 0,23kg (equivalente a aproximadamente 0,5 lb) por semana, exprese la tasa de p rdida de masa en miligramos por segundo. Soluci n: 0,38mg/s. Pb. 1. Resnick Los granos de arena fina de las playas de California tienen un radio promedio de 50 m. Qu masa de granos de arena tendr un rea superficial total igual a la de un cubo exactamente de 1 m en un borde?. La arena se compone de di xido de silicio, 1 m3 tiene una masa de 2600 Kg.