Solucionario Del Parcial de Fisica 2

7/21/2019 Solucionario Del Parcial de Fisica 2

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Solucionario del Parcial de Fsica II

Solucionario delParcial de Fsica II

Profesor: Ing. Efran Castillo Alejos

Curso: Fsica II

Cdigo del Curso: FI-204-S

Integrante: Atencio Quispe, Pastor onal! 20"42#$%&

Seccin : 'S(

2015

Ejercicio No. 1


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Considere una barra delgada con masa M = 4 Kg y de longitud

L =1. m !i"otada en un e#e $ori%ontal libre de &ricci'n en el

!unto L(4 desde un e)tremo* como se muestra en la +gura.

a. ,ncuentre -a !artir de la de+nici'n la e)!resi'n !arael momento de inercia de la barra res!ecto del !i"ote

b. /btenga una ecuaci'n 0ue d la aceleraci'n angular 2de la barra como &unci'n de 3.

c. etermine el !eriodo !ara !e0ue5as am!litudes deoscilaci'n res!ecto de la "ertical.

Solucin:


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a I= r2 dM=0

L

4

r2M

L dr=

0

3L

4

r2M

L dr

M

3L[(L4 )3

+(3L4)3

]

M

3L (28L3

64)=7M L2

48

br=

MgL

4I0sen=I

0

=MgL

4I0

sen=12g7L

Para oscilaciones !e0ue5as*

=12 g

7L

c T=2

I0Mg L /4=2

7L

12g

= 1.6 s

Ejercicio No. 2


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8na onda trans"ersal se !ro!aga a tra"s de una cuerda* el

des!la%amiento de las !artculas est9 dado !or:

y (x, t)=0.06 sen(x+20t+

2)

ado en metros ) est9 en metros y t en segundos. Si la

tensi'n de la cuerda es de 6;; s.

b. La ecuaci'n de la onda en t = ;.4 s y su gr9+co.c. La m9)ima energa y aceleraci'n trans"ersal en ) = ; m

Solucin:

ay-)*t = ;.;6sen-?) @ ;? @ ?() = A t = ;.;>sy-*t= ;.;6sen-? @ ?( @ ;?ty-*;.;>= ;.;6sen-? @ ?( @ ;?-;.;>y-*;.;>= B;.;6

P=W

t

P=600x2

0.05=36000

by-)*;.4 = ;.;6sen-?) @ ? @ ?(y-)*;.4 = ;.;6sen-17?( @ ?)

y-)*t = ;.;6sen-?)

c y-)*t = ;.;6sen-?) @ ;?t @ ?() = ;y-;*t = ;.;6sen-;?t @ ?(


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= ;.;62

T=20=T=

1

10w=20

,n el P., -!unto de e0uilibrio

Dm9)= E = -;.;6-;? = 1.?,c m9)= mDm9)(,c m9)= 6;;)-1.?( ).1,c m9)= 4G4.6

y-)*t = ;.;6sen-;?t @ ?("-)*t = 1.?cos-;?t @ ?(a-)*;.4 = B4?sen-;?t @ ?(

Ejercicio No. 3

Las !ruebas de es&uer%o de cierto material* res!onden a lasiguiente gr9+ca ,s&uer%o "s e&ormaci'n unitaria. Con un


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cable de ste material* de 1.>; cm de di9metro y .>; m delongitud se desea ele"ar un conteiner. Se !ide:

a. ,l m'dulo de Houng del material.b. Los !esos 0ue !uede so!ortar el cable !ara llegar al

lmite el9stico y !ara 0ue se rom!a.c. ,l !eso 0ue !uede so!ortar el cable !ara 0ue traba#e enun 7; de su lmite el9stico y la de&ormaci'n del cable.

Solucin:

atos:

= 1.> cmr = ;.7>)1;Bm

L;= .>; m

ae la gr9+ca

Y=

=Y=

40000

0.005 x 6894.75=Y=5515.8x 10

6Pa

bPara llegar al lmite el9stico

=F

A=50000x 6894.75=

F

x (0.75x102)2=60918.348N

Para 0ue se rom!a

=F

A=70000x 6894.75x

F

x (0.75x102)2=F=85285.6N

c 7; -lmite el9stico

=F

A=70(50000 )x 6894.75=

F

x (0.75x102 )2=F=4264.40N

=Y . ==Y . L

L0

=70(50000 )x6894.75=8x106x L

2.5


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JL = 7>.41 m

Ejercicio No. 4

Se tiene un submarino donde la !arte cilndrica es de ;m delargo y 1m de di9metro* la !arte triangular es e0uil9tero-cono* la otra !arte es semies&era* si tiene un es!esor de 1!ulgada de !lanc$a de acero -=7.g(cmG* si se 0uiere 0ue elsubmarino "ia#e a ;m de !ro&undidad u $ara* Cu9ntode agua necesitara


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Solucin:

1 !ulg = .>4 cm = ;.;>4 m

ire= 1.6 Kg(mG

cero=7. g(cmG= 7.)1;GKg(mG

Calculando el "olumen del anillo

Por di&erencia de 9reas tenemos el 9rea de la corona circular

rea de corona circular (928.97462)=1.434309331m2

mut!"!#and$ "$r suatura % es80=114.7447465m3 .

Volumen del cascaron semiesfrico

Seria !or di&erencia de "olumen

2

3(938.97463 )=12.89057683m3

Volumen del cono

Nambin !or di&erencia de "olOmenes

3& (92&938.97462& (930.0254 ) )=9.59525033m3

Sumando "olOmenes = 1G7.G;>7G7 mG

del dato de densidad

'=m

( ) m=7.8&103 &137.2305737=1070398.475*g

Volumen e!"erno es


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92&80+

2 93

3 +9

2&933

=23206.59416m3

Volumen in"erno es

D,)terno D,s!esor=G;6.G6G> mG

DInterno = Dire @ Dgua = G;6.G6G> mG

e la ecuaci'n de

+=mg+Wagua+Wa!re

gua) Dgua) g = mcero) g @ mgua) g @ mire) g

gua) Dgua = cero ) Dcero @ gua) Dgua@ ire) Dire

103

&23206.59416=7.8x 103x 137.2305737+103x Agua+1.26(23069.36359 Agua)

23206594.16=1070398.475+103 (agua+29067.398121.26 Agua

22107128.29=998.74Agua

)Agua=22135.01841

m

3

Con&orme se "a agregando agua en el submarino este "a

descendiendo !or lo 0ue al mismo tiem!o se "a liberando

agua !ara as lograr la altura 0ue se desea

Ejercicio No. #

8n ge'logo de la 8


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gol!ea !or 4 minutos con una &uer%a de G66;; dinas* des!usse traslada a otro ambiente donde traba#a !or 6; minutos yso!orta una !otencia sonora de ; Eatt en $ect9rea de9rea. Si el resto de tiem!o lo $ace caminando* 0u dosis deruido so!orta el traba#ador minero ,ste traba#ador est9 encondiciones sonoras adecuadas Calcule y mencione 0ucomentarios $ara.

atos: I= P

2

2-,s

-$s!s=100[ 1T1

+

2

T2

+/+N

TN]

'nde:

C: ,l tiem!o 0ue un traba#ador est9 e)!uesto a cada ni"el

sonoro.

N: ,l tiem!o de e)!osici'n !ermitido.


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Solucin:

D = 1>>; m(s t = 4min P = ;Eatts

r = .>4)1;Bm F = ;.G66;; < & = 6; min

= .;7)1;BG

m

I1= 0

2

2'(I2=P

A 0n=10log(InI0 )

I1= F2

A22'(

I2= 80

81104

02=10log(103

1012 )

Pres!2n=F

A=

36600x 105

r2

= 36600x10

5

(2.54x 102)2=180.57N/m2

I1=(

180.57

2.54 x 104 )

2

x 1

2x1000x1550 I= 1;BGEatt( m U = ;dU

I1= ;.;1;> Eatt(m 01=10log(0.01051012 )=100.21d03100d0

-$s!s=100[ 415+ 6090 ] U1= 1;;dU =V T $ora V 1>min

osis = G.GG U= ; dU =V 1$ora $ora V

;min

Como es menor a los "alores del cuadro* el traba#ador se

encuentras en condiciones sonoras adecuadas.

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