Fisica

1º PARCIAL DOMICILIARIO DE FISICA.

Desarrollo:
* Fotos estroboscópicas.
En ambas fotos, la fuerza que acelera los objetos únicamente es la fuerza de gravedad. Para la primer foto donde hay dos objetos esféricos de diferentes tamaños, se puede ver que el objeto con mayor tamaño, mayor masa, cae antes que el otro, por lo cual podemos afirmar que ambas esferasestán en rozamiento con el aire, con lo cual toca primero la más grande porque al tener mayor masa, tiene más energía potencial gravitatoria para vencer la resistencia que presenta el aire. Por lo que las velocidades alcanzadas son distintas. Suponiendo que el tiempo en que tarda en recorrer la distancia entre el punto más alto y el más bajo en la foto es de 1 segundo podemos plantear la siguientefórmula para averiguar una velocidad aproximada v=aceleración×tiempo = 9.8m/s²×1s v=9.8m/s. Esta sería solo una aproximación porque no tendría en cuenta el rozamiento del aire que retrasaría la caída.
En la siguiente imagen, en la que se ve una pluma y una pelotita posiblemente de golf, se ve que caen al mismo tiempo. En esta imagen también suponemos que la fuerza que actúa es la fuerza degravedad, pero a diferencia de la imagen anterior en esta no hay rozamiento del aire, por lo cual la aceleración que presentan ambos cuerpos es la misma, la de 9.8 m/s². Como en la foto anterior, para calcular la velocidad alcanzada por los dos objetos en 1 segundo deberíamos aplicar la misma fórmula que en este caso sería precisa porque no hay ningún rozamiento.

* Energía mecánica.
Para poderanalizar el péndulo, más precisamente el intercambio energético que se va produciendo en las oscilaciones debemos ponerle algunos datos sobre él como para hacer una resolución cuantitativa.
Cuando la lenteja de 0.1 kg se encuentra en su parte más alta, en ese momento es cuando tiene mayor energía potencial gravitatoria y la energía cinética es nula, por el contrario cuando la lenteja se encuentraen el punto más bajo del péndulo, en ese punto toda la energía potencial gravitatoria es transformado en energía cinética. Teniendo en cuanta que el largo de la cuerda del péndulo es de 0.2 metros podemos calcular la el momento de mayor energía potencial y el momento con mayor velocidad de la lenteja. Teniendo en cuenta que la energía no se gana ni se pierde, sino que se transforma, podemosplantear la siguiente formula.
EPG=EC
m×g×h=12m×(v)²
0.2kg×9,8ms2×0.2m=1/2×0.2kg×(v)²
0.392 J0.1kg = v²
3.92 m2v2 =v²
23.92 m2s2 =v
1.97 ms = v

Entonces la velocidad maxima de la lenteja es de 1.97 ms que es en el en el punto más bajo de la trayectoria de la lenteja. Pues para averiguar la velocidad en un cuarto de la trayectoria podemos decir:
EPG=EC (porque la energía siemprese conserva)
m × g × h=12m×(v)²
0.1kg×9,8ms2×0.1m (porque al recorrer ¼ de trayectoria recorre ½ de altura)= 12m×(v)²
0.098J=120.1kg×(v)²
0.098j0.05kg =v²
21.96m2s2 =v
1.4ms =v
Entonces en un cuarto de la trayectoria la energía potencial gravitatoria es:
Epg=m × h × g =0.1kg×0.1m×9.8ms = 0.098 J
Y la energía cinética en ese punto es :
Ec= 12m × (v)² = 12×0.1 × (1.4ms)² =0.098 J.

*Fotomontaje.
Observando en la foto que se ven 8 posiciones en que se en cuanto la pelotita y teniendo en cuenta la distancia entre la viga horizontal y el piso podemos aplicar la siguiente ecuación:

h=12 ×g×(t)²
2.1m=12 9.8 ms2 × (t)²
2.1m= 4.9ms2 × (t)²
2.1m4.9 ms2 =t²
20.4285 =t
0.6546 =t
Por lo que si multiplicamos el tiempo entre foto y foto que es de 0.08s por la cantidad deposiciones en que vemos la pelotita nos da muy aproximadamente el tiempo de 0.6546 que se corresponde con el de su caída libre.

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