45646103 Solucionario 1era Separata

Universidad nacional de ingeniería
Facultad de ingeniería Industrial y de Sistemas
área académica de ciencias básicas




Tema: “SOLUCIONARIO SEPARATA Nº 01”

Profesor: CAÑOTE FAJARDO, PERCY


Alumnos:
Código:
QUISPE SALAS, Vidal Jesús 20080053K


Periodo académico 2010-II


LIMA-PERÚ


SOLUCIONARIO SEPARATA Nº 01 FISICA MODERNA


1.- En un marco de referencia de un laboratorio,un observador nota que la segunda ley de Newton es válida. Muestre que ésta también es válida para un observador que se mueve a una velocidad constante relativa al marco de laboratorio.

Sean:
S: sistema de referencia del observador que se encuentra en el laboratorio.
S’: sistema de referencia del observador que se mueve a velocidad constante relativa al laboratorio.

Se sabe que en S se cumpleque:


El problema nos pide demostrar que en S’ también cumple:


Al aplicar las Transformaciones Galileanas sabemos que:


Consideramos a la masa como una cantidad invariante y que es constante en el tiempo:


Con lo visto en los puntos anteriores, podemos afirmar que:


Se considera que sólo depende de las posiciones relativas de y de las partículas que interactúan con , con esto tenemosque los son cantidades invariantes, con esto y lo visto en los anteriores puntos tenemos que:


Con esto se queda demostrado que:




2.- Un carro de 2000 kg que se mueve a 20 m/s choca y se queda pegado a un carro de 1500 kg en reposo en un semáforo. Demuestre que el momento se conserva en un marco de referencia que se mueve a 10 m/s en la dirección del carro en movimiento.

Sean:
S: sistemade referencia del observador que se encuentra en reposo.
S’: sistema de referencia del observador que se mueve a velocidad constante relativa al sistema de referencia S (v=10 m/s).

El momento de este sistema de dos partículas está dado por:



El problema nos pide demostrar q en S’ se conserva el momento:


En S se conserva el momento, así que:



Reemplazando los datos:




En S’tenemos que le momento del sistema seria:



Recordando las Transformaciones Galileanas tenemos:



Siendo velocidad del observador que se encuentra en S’.

Consideramos a las masas como cantidades invariantes y que son constantes en el tiempo:



Reemplazando los datos en la conservación del momento en el sistema S:






Con esto se queda demostrado que:



3.- Una bola se lanza a 20 m/sdentro de un vagón que se mueve sobre las vías a 40 m/s. ¿Cuál es la velocidad de la bola relativa al suelo si ésta se lanza a) hacia delante, b) hacia atrás y c) fuera de la puerta lateral?

Sean:
S: sistema de referencia del observador que se encuentra en reposo.
S’: sistema de referencia del observador que se encuentra en el vagón del tren.

Recordando las TransformacionesGalileanas tenemos:


a) Hacia adelante
b)
c)
d)
e)
f) Hacia adelante
g)
h)
i)
j) Hacia el lateral
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
s) 3.i) Una bola se lanza a una velocidad vb dentro de un vagón que se mueve sobre las vías a una velocidad v, ¿Cuál es la velocidad de la bola relativa al suelo si ésta se lanza a) hacia delante, b) hacia atrás y c) fuera por la puerta lateral?
t)
u) Sean:
S:sistema de referencia del observador que se encuentra en reposo.
S’: sistema de referencia del observador que se encuentra en el vagón del tren.
v)
Recordando las Transformaciones Galileanas tenemos:
w)
x)
y) Hacia adelante
z)
aa)
ab)
ac) Hacia atrás:
ad)
ae)
af)
ag) Hacia el lateral
ah)
ai)
aj)
ak)
al) 5.- Una nave espacial de 300 m de longitud propia tarda 0,75 s para pasar aun observador terrestre. Determine su velocidad de acuerdo a como la mide el observador en la Tierra.
am)
an) Sabemos que la longitud es:
ao)
ap)
aq) Recordando las la ecuación de la Contracción de la Longitud:
ar)
as) Siendo:
at)
Reemplazando los datos en las ecuaciones anteriores:
au)
av)
aw)
ax)
ay)
az)
ba)
bb) 5.i) Una nave espacial de longitud Lp propia tarda t...