INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGA

Tercer Problemario de Fsica del Movimiento Aplicada

Grupo: 1AM1

INTEGRANTE:Molinero Torres Miguel ngel

Docente FacilitadorIng. Ral Roa Cuevas

29 de mayo de 20141. Un camin de 2,000 kg que se dirige al norte a 40.0 km/h, da vuelta al este y acelera a 50.0 km/h. Cules son la magnitud y direccin del cambio de su momento? m = 2,000 kg

-22,222.22 j 27,777.78 i

2. Una pelota se deja caer sobre un piso horizontal. La pelota alcanza una altura de 144 cm en el primer rebote y 81 cm en el segundo rebote. Encuntrese a) el coeficiente de restitucin entre la pelota y el piso y b) la altura que alcanza en el tercer rebote.

v1 Y u1 son las velocidades del suelo y valen CERO.Etapa 1. Vo = 0 ya que es una cada libre desde un altura de 1.44 m

Etapa 2. Vf = 0 ya que es tiro vertical alcanzando una altura de 0.81 m

De etapa 1 y 2 se tiene e:

V2 = 2.98987 m/s Vf = 0 ya que es un tiro vertical

3. Una granada de artillera que se mueve con velocidad de 600 m/s explota en dos fragmentos desiguales, uno de los cuales, de masa igual a un tercio de la masa total, es proyectado hacia adelante en la misma direccin que traa la granada con velocidad de 750 m/s. Qu le sucede al otro fragmento?Cantidad de movimiento antes y despus:m (600 m/s) = m/3 (750 m/s) + 2m/3 (v) despejando v (las masas en ambos lados de la ecuacin se cancelan:v = (600 750/3) * (3/2) = 525 m/sAmbos fragmentos tendr la misma direccin.4. Una bala de 15 g que viaja a 500 m/s choca contra un bloque de madera de 0.8 kg equilibrado sobre el borde de una mesa que se encuentra a 0.8 m por encima del suelo (ver figura). Si la bala se incrusta totalmente en el bloque, determinar la distancia D a la cual choca el bloque contra el suelo.

Cantidad de movimiento antes y despus:.015 kg (500 m/s) + 0.8 kg (0 m/s) = .815 kg (v) despejando v.Vox del sistema bloque + bala (despus del impacto) = [.015 kg (500 m/s) + 0.8 kg (0 m/s)] / .815 kg = 9.2024 m/sY = Vo t 0.5 g t2 donde Vo = 0; despejando tt2 = y*2 / g ; t2 = 0.8m*2 / 9.81 m/s2 ; t = 0.4038 sVox = D / t; 9.2024 = D/.4038 s ; D = 3.71645 m 5. Calclese la velocidad terica del derrame de agua desde una abertura que est a 8 m por debajo de la superficie del agua en un tanque, si se le adiciona una presin de 140 kPa, aplicada a la superficie del agua.De la ecuacin de Bernoulli:P1 + v12 + h1 g = P2 + v22 + h2 2 g v1 = 0 ; P1 = 140 kPa; =1000 kg/m3; P2 = 0; h1 = 0140 kPa = (1000 kg/m3) v22 + (8m) (1000 kg/m3) (9.81 m/s2) despejando v2v22 = 2 * [140,000 Pa - (8m) (1000 kg/m3) (9.81 m/s2)] / (1000 kg/m3) v2 = 11.09 m/s6. Una bomba eleva agua con una rapidez de 9,000 cm3/s desde un lago, por medio de un tubo de 5 cm de dimetro y lo descarga al aire en un punto localizado a 16 m sobre el nivel del agua en el lago. Cules son a) la velocidad terica del agua en el punto de la descarga y b) la fuerza terica desarrollada por la bomba?Q = A * vQ = 9,000 cm3/s ; A = r2 = (2.5 cm)2 = 19.635 cm2v = 9,000 cm3/s / 19.635 cm2 = 458.3662 cm/s = 4.583662 m /s

=m/V ; despejando m: m = 9,000 cm3 (1 g/cm3) = 9,000 gPeso = 9 kg (9.81 m/s2) = 88.29 kg m/s2 = 88.29 NTrabajo = F * d = 88.29 N * 16 m = 1,412.64 JPotencia = Trabajo / Tiempo = 1,412.64 J / 1 segundo = 1,412.64 Watts = 1.89 hp

7. Un tubo de dimetro interno variable transporta agua. En el punto 1 el dimetro es 20 cm y la presin es 130 kPa. En el puntos 2, que est 4 m ms alto que el punto 1, el dimetro es 30 cm. Si el flujo es de 0.080 m3/s. Cul es la presin en el segundo punto?

8. A un tanque grande abierto que contiene un lquido no viscoso, se le practica una perforacin 4.5 m abajo en relacin con la parte superior del lquido. Cul es la velocidad terica de salida a travs del orificio? Si el rea del agujero es 0.25 cm2, Cunto lquido saldr en un minuto?

Q = A * V = 0.25 cm2 (1 m/100 cm)2 * 9.3962 m/s = .0002349 m3/sV = Q * tiempo = (.0002349 m3/s) (60 s) = .01409 m3 en un minuto

9. Un objeto metlico pesa 26.03 g en el aire y 21.48 g cuando est totalmente sumergido en el agua cul es el volumen del objeto? cul es su densidadPeso en el aire = 26.03 g (981 cm/s2) = 25,535.43 g cm/s221.48 g (981 cm/s2) = Peso en el aire FboyanteFboyante = 25,535.43 g cm/s2 - 21.48 g (981 cm/s2) = 4,463.55 g cm/s2Fboyante = 4,463.55 g cm/s2 = H2O * g * Volumen = 1 g / cm3 * 981 cm/s2 Volumen; despejando VolumenVolumen = (4,463.55 g cm/s2 ) / (1 g / cm3 * 981 cm/s2 ) = 4.55 cm3

10. El dimetro del pistn grande de una prensa hidrulica es de 20 cm y el pistn de menor rea es 0.50 cm2. Si una fuerza de 400 N se aplica al pistn pequeo, a) cul es la fuerza resultante ejercida por el pistn grande?; b) cul es el incremento en presin debajo del pistn pequeo?; c) debajo del pistn grande?

P1 = P2F1/A1 = F2 / A2 F1 / ( .12 cm2) = 400 N / (0.50 cm2) despejando F1F1 = 400 N ( 102 cm2) / (0.50 cm2) = 251,327.41 N

P1 = P2 = 400 N / (0.50 cm2) = 800 N

1. Un puck (disco de hockey) de 8.0 kg flota en una mesa de aire y viaja hacia el este a 15 cm/s. En direccin contraria viene a 25 cm/s otro puck de 2.0 kg sobre el cual se fija una bola de goma de mascar. Las dos piezas chocan de frente y se quedan pegadas. Calcule su velocidad despus del impacto. Cunta energa cintica se pierde?Cantidad de movimiento antes y despus de la colisin:P1 +P2 = P1+28 kg (.15 m/s) + 2 kg (-.25 m/s) = (8 + 2 kg) (v) ; despejando v :V = [ 8 kg (.15 m/s) + 2 kg (-.25 m/s) ] / (8 + 2 kg) = 0.07 m/s como es positivo, el sistema tiene una direccin hacia el este.2. Dos bloques idnticos de 10.0 kg de masa cada uno, se van a usar en un experimento sobre una superficie sin friccin. El primero se mantiene en reposo sobre un plano inclinado 20.0 a 10.0 m del segundo, que est en reposo en el pie de la rampa. El primero desciende por la bajada, choca con el segundo y se adhiere a l y ambos salen despedidos horizontalmente. Calcule su rapidez inmediatamente despus del impacto.

3. La presin manomtrica de un tubo de agua del stano, que entra a un edificio alto es de 3.00x105 Pa. Qu altura tiene el apartamento?P = g h3.00 x 105 Pa = 1,000 kg/m3 (9.81 m/s2) * h ; despejando

4. Un submarino descansa con 20.0 m de agua sobre l. Cunta fuerza debera ejercer un buzo contra la presin del mar para abrir una escotilla de 1.0 m x 0.50 m, suponiendo que la presin interna de la nave sea el 90% de la atmosfrica?

5. Un cilindro hidrulico de una mquina grande trabaja a 1000 psi de presin (6.895 x 106 Pa), su dimetro es de 0.20 m y su carrera es de 1.36 m. Cul es la potencia mxima que puede desarrollar para que la carrera completa dure 6.0 s?

6. Una rampa hidrulica consiste en dos pistones interconectados con un fluido comn de trabajo. Si las reas de las caras del pistn son de 64.0 cm2 y 3,200 cm2, y si el automvil de 900 kg descansa sobre este ltimo, cunta fuerza debe ejercerse para elevar muy lentamente al vehculo? Si se debe levantar 2.00 m el automvil, qu recorrido debe tener el pistn de entrada?

7. Como parte de un sistema de lubricacin para maquinaria pesada, un aceite con densidad de 850 kg/m3 se bombea a travs de un tubo cilndrico de 8.0 cm de dimetro a razn de 9.5 litros por segundo. a) Calcule la rapidez del aceite b) si el dimetro del tubo se reduce a 4.0 cm qu nuevo valor tendr la rapidez? Suponga que el aceite es incomprensible.

8. Una manguera de jardn con un dimetro interno de 0.70 in est conectada a un aspersor que consiste en un envase con 24 hoyos, cada uno de 0.050 in de dimetro. Si el agua en la manguera tiene una velocidad de 3.0 ft/s, a qu velocidad sale el agua del aspersor?

9. Un aeroplano tiene un rea en cada ala de 10.0 m2. A una cierta velocidad, el aire fluye sobre la superficie superior del ala a 48.0 m/s y en la superficie inferior a 40.0 m/s. Cul es la masa del avin? Asuma que el avin viaja a velocidad constante, que la densidad del aire es 1.2 kg/m3 y que el efecto de empuje vertical asociado al fuselaje y la cola son despreciables.

10. Un tanque sellado que contiene agua de mar hasta una altura de 11.0 m contiene tambin aire sobre el agua a una presin manomtrica de 3.0 atm. Sale agua del tanque a travs de un agujero pequeo en el fondo. Calcule la rapidez de salida del agua.7