jueves, 2 de abril de 2020

IAF 4°1° 2DO TP

Estimad@s alumn@s:

Ya están disponibles en el aula virtual (Classroom) los archivos para realizar el TP2. Está dividido por subtemas en 4 partes (Partes A, B, C y D).
Se los envío adjuntos en este mail, porque todavía hay 5 alumnos que no se apuntaron a la clase virtual.

En el archivo del TP están los ejercicios a realizar y en el otro archivo está la explicación teórica de los temas, con imágenes y links de algunos videos.
(Recuerden que, el tiempo de clase que perdemos a causa de la cuarentena, los profesores debemos compensarlo preparando el material didáctico a distancia y los alumnos, leyendo la teoría y viendo videos).
La fecha límite de entrega del TP2 es el lunes 13 de Abril a las 13:00 hs. No olviden que si lo entregan con retraso se les resta puntaje.

El próximo miércoles 1º de Abril, vence el TP1, el cual ya fue entregado por 12 alumnos de los cuales 7 ya recibieron su calificación y 5 deben agregarle su apellido a todas las páginas y volver a enviar las fotos.

¡¡ Buen Fin de semana largo para tod@s!!
Atte, D.C.
  • E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
    T.P.Nº 2: “Magnitudes, Unidades, Fuerzas y Energía” – Fecha de entrega: Lunes 13/4/2020
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    Apellido y nombre del alumno/a: ……………………………………………………………….……….
    Metodología de evaluación:
    Cada parte del T.P. bien resuelta tendrá el valor de 2,5 puntos.
    Por cada semana de atraso en la entrega del trabajo práctico, se descontará 1 punto sobre la nota total.
    Si al cierre del trimestre el T.P. no ha sido entregado, la calificación será un 1.
    Parte A: Conversión de unidades de longitud, volumen, masa y velocidad. (Se da un ejemplo en la 1º línea).
    Longitud:
    1) Convertir 5 [km] a [m] (Kilómetros a metros) Ejemplo: 5 km = 5.000 m
    2) Convertir 2,3 [m] a [cm] (Metros a centímetros)
    3) Convertir 7.000 [m] a [km] (Metros a kilómetros)
    4) Convertir 500 [mm] a [m] (Milímetros a metros)
    5) Convertir 2.600 [cm] a [m] (Centímetros a metros)
    Volumen:
    6) Convertir 2,4 [m³] a [ l ] (Metros cúbicos a litros)
    7) Convertir 1.300 [dm³] a [m³] (Decímetros cúbicos a metros cúbicos)
    8) Convertir 20.000 [ml] a [ l ] (Mililitros a litros)
    9) Convertir 500 [cm³] a [ l ] (Centímetros cúbicos a litros)
    10) Convertir 970 [ l ] a [dm³] (Litros a decímetros cúbicos)
    Masa:
    11) Convertir 2,4 [Kg] a [gr] (Kilogramos a gramos)
    12) Convertir 300 [mg] a [g] (Miligramos a gramos)
    13) Convertir 3 [ t ] a [kg] (Toneladas a kilogramos)
    14) Convertir 2,22 [kg] a [mg] (Kilogramos a miligramos]
    15) Convertir 23.500 [kg] a [t] (Kilogramos a toneladas)
    Velocidad:
    16) Convertir 22 [m/s] a [km/h] (Metros/ segundo a kilómetros/ hora)
    17) Convertir 108 [km/h] a [m/s] (Kilómetros/ hora a metros/ segundo)
    18) Convertir 30 [km/s] a [km/h] (Kilómetros/ segundo a kilómetros/ hora]
    19) Convertir 25 [m/s] a [km/h] (Metros/ segundo a kilómetros/ hora)
    20) Convertir 144 [km/h] a [m/s] (Kilómetros/ hora a metros/ segundo)
    Parte B: Conversión de unidades de Energía. Las unidades más usadas en este curso son:
    • Caloría [Cal]
    • Kilocaloría [kcal]
    • Joule [J]
    • Kilowatt hora [Kw·h]
    Sabiendo que:
    • 1 [cal] = 4,18 [J]
    • 1 [kcal] = 1.000 [Cal]
    • 1 [Kw·h] = 3.600.000 [J]
    Se pide:
    1) Convertir 250 [cal] a [J]
    2) Convertir 450 [cal] a [J]
    3) Convertir 837 [J] a [cal]
    4) Convertir 1255 [J] a [cal]
    5) Convertir 1,2 [kWh] a [J]
    6) Convertir 7.200.000 [J] a [kWh]
    7) Convertir 83.700 [J] a [kCal]
    8) Convertir 3,2 [kcal] a [J]
    9) Convertir 92.400 [cal] a [kcal]
    10) Convertir 27 [kcal] a [cal]
    • E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
      Explicación teórica para realizar el T.P.Nº 2: “Magnitudes Físicas, Unidades, Fuerzas y Energía”
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      “PARTE A” DEL T.P. Nº 2:
      La “Parte A” del T.P. nº 2, consiste en realizar conversiones de las unidades “Longitud, Volumen, Masa y
      Velocidad”.
      Para ello nos valdremos de uno de los tantos conversores de unidades que hay en Internet:
      https://www.convertworld.com/es/
      Imagen 1: Vista de las 6 ventanas de conversión
      En la imagen 1, pueden verse (en las 4 ventanas que nos interesan) las siguientes equivalencias:
      LONGITUD: 3 [km] = 3.000 [m] (Tres kilómetros = Tres mil metros).
      VOLUMEN: 50 [m³] = 50.000 [ l ] (Cincuenta metros cúbicos = Cincuenta mil litros).
      MASA: 5.000 [kg] = 5 [t] (Cinco mil kilogramos = Cinco toneladas).
      VELOCIDAD: 126 [km/h] = 35 [m/s] (126 kilómetros/hora = 35 metros/segundo).
      Terminada la “Parte A” del T.P. nº 2, podemos pasar entonces a la “Parte B”, que consiste en convertir
      unidades exclusivamente de “ENERGÍA”.
    • E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
      Explicación teórica para realizar el T.P.Nº 2: “Magnitudes Físicas, Unidades, Fuerzas y Energía”
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      “PARTE B” DEL T.P. Nº 2:
      Dijimos al principio que para cuantificar a una magnitud física existen muchísimas unidades diferentes en el
      mundo.
      Para medir a la ENERGÍA, en este curso, usaremos las siguientes unidades:
      [cal] “Caloría”
      [kcal] “Kilocaloría”
      [J] “Joule” (se pronuncia “yul”)
      [kW·h] “KiloWatt hora”
      Nuevamente, para la tarea, usaremos un conversor de unidades que hay en Internet:
      https://www.convertworld.com/es/energia/
      Imagen 2: Vista del conversor de unidades de Energía
      En la imagen 2, vemos que 200 [Cal] equivalen aproximadamente a 837 [J]. (200 calorías = 837 Joules).
      Las equivalencias que usamos siempre para estos cálculos, cuando no usamos Internet y lo hacemos con la
      calculadora y la “regla de 3 simple” (proporcionalidad, que aprendimos en matemática) son:
      1 [cal] = 4,18 [J] (1 caloría = 4,18 Joules)
      1 [kcal] = 1.000 [cal] (1 kilocaloría = Mil calorías)
      1 [kWh] = 3.600.000 [J] (1 kilowatt hora = Tres millones seiscientos mil Joules)
      “PARTE C” DEL T.P. Nº 2:
      Para resolver esta parte, usaremos las tres siguientes fórmulas, resaltadas en color celeste.
      De la famosa “2º Ley de Newton”, se derivan tres fórmulas simplificadas que dicen:
      a
      m
      F
      ·
      =
      ó sino:
      m
      F
      a =
      y también:
      a
      F
      m =
      Donde:
      F = Fuerza, que se mide en [N] (Newton)
      m = masa, que se mide en [kg] (kilogramos)
      a = aceleración, que se mide en [m/s²] (metros/ segundo elevado al cuadrado)
    • E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
      Explicación teórica para realizar el T.P.Nº 2: “Magnitudes Físicas, Unidades, Fuerzas y Energía”
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      ACELERACIÓN: Es una magnitud física que consiste en la variación de la velocidad. Puede ser positiva ó
      negativa.
      Ejemplo 1: Cuando subimos a un colectivo en una parada, este se encuentra detenido (en reposo).
      Al arrancar, se empieza a mover cada vez más rápido. A este incremento de velocidad lo llamamos
      “aceleración” y en este caso, (cuando la velocidad aumenta) decimos que esa aceleración es positiva.
      Ejemplo 2: Cuando este colectivo va circulando por la avenida a una cierta velocidad y se aproxima a la
      próxima parada, empieza a frenar hasta detenerse. En este caso, cuando la velocidad disminuye, decimos
      que la aceleración es negativa.
      Matemáticamente, la aceleración se calcula con la fórmula:
      t
      ViVf
      a
      −
      =
      Donde:
      a = aceleración, que se mide en [m/s²] (metros/ segundo elevado al cuadrado)
      Vf = Velocidad final, que se [m/s] (metro/ segundo)
      Vi = Velocidad inicial, que se mide en [m/s] (metro/ segundo)
      t = Tiempo, que se mide en [s] (segundos)
      Te invito a ver, en orden, estos videos de youtube que tratan sobre el tema:
      https://youtu.be/_X-BTbwj3xU
      https://youtu.be/Kx9ggQMtexo
      https://youtu.be/7mu4BT630lw
      https://youtu.be/8f9DwxFbTWk
      https://youtu.be/3Kx4bkXO4G4
      https://youtu.be/7DOK1Nfou5Q
      Opcional: Luego de haber visto los videos anteriores, si deseas aprender más el tema, también puedes ver
      los siguientes videos, aunque no son necesarios para poder resolver los ejercicios del T.P.
      https://youtu.be/FGZiN1E4JY4
      https://youtu.be/iC8mo1fYE4c
      https://youtu.be/n9b0DdAhNWE
      https://youtu.be/LFoHun8t1LE
      https://youtu.be/scX8LOFf09o
      https://youtu.be/3GaKFiOi5lk
      https://youtu.be/CmMgs5CqNG4
      Ejemplos de ejercitación:
      a) Calcule la Fuerza necesaria para acelerar en 2 [m/s²] un vehículo que pesa 1.200 [kg]
      F = m · a = 1.200 kg · 2 m/s² = 2.400 N F = 2.400 N
      b) Calcule la aceleración de un cuerpo cuya masa es de 800 kg, si se lo somete a una fuerza de 3200 N
      a = F/ m = 3.200 N / 800 kg = 4 m/s² a = 4 m/s²
      c) Calcule la masa de un objeto que al ser sometido a una fuerza de 500 N, se acelera en 2 [m/s²]
      m = F/ a = 500 N / 2 (m/s²) = 250 kg m = 250 kg
      Nota: La barra inclinada ( / ) significa el signo matemático de división. Ejemplo: 6/2 = 3
    • E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
      Explicación teórica para realizar el T.P.Nº 2: “Magnitudes Físicas, Unidades, Fuerzas y Energía”
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      “PARTE D” DEL T.P. Nº 2:
      Dijimos al principio que existen muchas formas de energía. Ahora nos enfocaremos en 2 de ellas, que se
      denominan “ENERGÍA CINÉTICA” y “ENERGÍA POTENCIAL”.
      Un cuerpo tiene “energía cinética” cuando está en movimiento. Cuanto mayor sea su velocidad, mayor será
      la energía cinética que posee.
      Paralelamente, un cuerpo tiene “energía potencial” cuando está ubicado a una determinada altura.
      A mayor altura, mayor energía potencial.
      Te invito a ver el siguiente video en youtube que explica bastante bien estos dos conceptos:
      https://youtu.be/eVfv8IwC9z0
      Aclaración:
      En el video, el profesor Aníbal Kacero redondea el valor de “g” (aceleración producida por la gravedad
      terrestre) a 10 m/s². Nosotros usaremos, en el TP, un valor más exacto de: g = 9,8 m/s².
      Para resolver los ejercicios, básicamente, hay que aplicar 2 fórmulas:
      D.1) Para calcular la ENERGÍA CINÉTICA usamos la fórmula:
      Ec =
      2
      1
      · m · V
      2
      Donde:
      • Ec = Energía cinética y se mide en [J]
      • m = masa y se mide en [Kg]
      • V
      2
      = Velocidad del cuerpo en [m/s] y elevada al cuadrado.
      Ejemplo: Un auto que pesa 900 kg, viaja a una velocidad de 25 [m/s]
      25² = “25 elevado al cuadrado” = 25 · 25 = 625
      Ec = 0,5 · m · V² = 0,5 · 900 kg · (25 m/s)² = 0,5 · 900 kg · 625 (m²/s²) = 281.250 J
      D.2) Para calcular la ENERGÍA POTENCIAL usamos la fórmula:
      Ep = m · g · h
      Donde:
      • Ep = Energía potencial. Se mide en [J]
      • m = masa. Se mide en [Kg]
      • g = aceleración producida por la gravedad. En el planeta Tierra es igual a 9,8 [m/s
      2
      ]
      • h = altura con respecto al plano de referencia. Se mide en [m]
      Ejemplo: Una maceta que pesa 2 kg, se halla a una altura de 15 m.
      Ep = m · g · h = 2 kg · 9,8 (m/s²) · 15 m = 294 J
    E.E.S. Nº 21 de Hurlingham “Héroes de Malvinas” – 4º Año – Cátedra de Introducción a la Física
    T.P.Nº 2: “Magnitudes, Unidades, Fuerzas y Energía” – Fecha de entrega: Lunes 13/4/2020
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    PARTE C: De la “segunda ley de Newton”, simplificadamente se deriva la ecuación F = m · a que coloquialmente
    se lee: “Fuerza = masa · aceleración” 1 [N] = 1 [Kg] · 1 [m/s
    2
    ]
    Sabiendo que:
    • La fuerza se mide en “Newton” [N] y la masa en kilogramos [Kg]
    • La fuerza gravitatoria terrestre (g) produce una aceleración de
    ≅
    9,8 m/s
    2
    • La aceleración producida por la gravedad de la Luna es 1,66 m/s
    2
    (
    ≅
    0,17 g)
    • La aceleración producida por la gravedad de Júpiter es 24,79 m/s
    2
    (
    ≅
    2,5 g)
    Se pide: (La 1º línea se da como ejemplo)
    1) Calcular la fuerza que ejerce la gravedad terrestre sobre un cuerpo cuya masa es de 38,5 Kg.
    F = m · a = 38,5 Kg · 9,8 m/s
    2
    ≅
    377,3 N
    2) Calcular la fuerza que ejerce la gravedad terrestre sobre un cuerpo cuya masa es de 55 Kg.
    3) La gravedad terrestre ejerce sobre un cuerpo una fuerza de 784 N. Calcule su masa.
    4) ¿Qué fuerza ejercería la gravedad lunar sobre un cuerpo cuya masa es 48 Kg?
    5) ¿Qué fuerza ejercería la gravedad de Júpiter sobre un cuerpo cuya masa es de 45 Kg?
    6) Un atleta olímpico, levantador de pesas, levanta unos 250 Kg ¿Qué fuerza ejerce al hacerlo?
    7) ¿Qué fuerza ejerce la gravedad terrestre sobre una bolsa de cemento cuya masa es de 50 Kg?
    8) ¿Qué fuerza ejerce la gravedad terrestre sobre un camión cuya masa es de 60 toneladas? (No olvide
    convertir de toneladas a kilogramos, antes de calcular la fuerza).
    9) El cable de acero que sostiene a un ascensor cargado, soporta una fuerza de 8.624 N. Calcule la masa
    del mismo, expresándola en Kg.
    10) Una grúa usada para cargar un barco comercial, ejerce una fuerza de 264.600 N, al sostener un
    contenedor. Calcule la masa de dicho contenedor, expresándola en Kg y también en Tn.
    PARTE D:
    D.1) Energía cinética: Ec =
    2
    1
    · m · V
    2
    , donde:
    • Ec = Energía cinética y se mide en [J]
    • m = masa y se mide en [Kg]
    • V
    2
    = Velocidad del cuerpo en [m/s] y elevada al cuadrado. IMPORTANTE: No olvidar elevar al cuadrado.
    1) Calcule la energía cinética de una motocicleta que viaja a 70 [m/s], y cuya masa es de 220 Kg.
    2) Calcule la energía cinética de un automóvil cuya masa es de 980 Kg y que viaja a 126 [Km/h]. (Recuerde
    convertir la velocidad de [km/h] a [m/s] antes de calcular la energía.)
    3) Calcule la energía cinética de una locomotora cuya masa es de 122.000 kg y viaja a 30 m/s
    4) A un auto de carreras de “fórmula 1”, cuya masa es de 600 Kg, se le rompe el barral de dirección e
    impacta contra un muro de hormigón a una velocidad de 80 [m/s]. Calcule su energía cinética justo
    antes de chocar.
    5) Una bala disparada por un revolver, tiene una masa de 0,03 kg y viaja a 310 m/s. Calcule su energía
    cinética.
    D.2) Energía potencial: Ep = m · g · h donde:
    • Ep = Energía potencial. Se mide en [J]
    • m = masa. Se mide en [Kg]
    • g = aceleración producida por la gravedad. En la tierra es igual a 9,8 [m/s
    2
    ]
    • h = altura con respecto al plano de referencia. Se mide en [m]
    Se pide:
    6) Calcule la energía potencial de una maceta cuya masa es de 1 Kg, ubicada sobre la baranda de un balcón
    de un edificio, a 43m de altura.
    7) Calcule la energía potencial de un ladrillo cuya masa es de 2 Kg, ubicado a 60 m de altura en un edificio
    en construcción.
    8) Un piano cuya masa es de 200 Kg, tiene una energía potencial de 29.400 J. Calcule a que altura se
    encuentra.
    9) Calcule la energía potencial de un paracaidista al momento de saltar de un avión, si su masa es de 70 Kg
    y se halla a una altura de 3.500 m
    10) Calcule la energía potencial de un objeto, ubicado en la Luna, cuya masa es de 120 Kg y se halla a una
    altura de 2,4 m por sobre la superficie del satélite. (a = 1,66 m/s²)

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