lunes, 11 de julio de 2011

MOVIMIENTO PARABOLICO


Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.
Tipos de movimiento parabólico

Movimiento semiparabólico

El movimiento de parábola o semiparabólico (lanzamiento horizontal) se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre de un cuerpo en reposo.

Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

Movimiento parabólico (completo)

El movimiento parabólico completo se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.
En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:
  1. Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.
  2. La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.
  3. Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.

    Ecuaciones del movimiento parabólico


    Hay dos ecuaciones que rigen el movimiento parabólico:
    1.  \mathbf{v_0} = v_0 \, \cos{\phi} \, \mathbf{i} + v_0 \, \sin{\phi} \, \mathbf{j}
    2.  \mathbf{a} = -g \, \mathbf{j}
    donde:
     v_0 \,  es el módulo de la velocidad inicial.
     \phi \,  es el ángulo de la velocidad inicial sobre la horizontal.
     g \,  es la aceleración de la gravedad.
    La velocidad inicial se compone de dos partes:
     v_0 \, \cos{\phi}  que se denomina componente horizontal de la velocidad inicial.
    En lo sucesivo  v_{0x} \,
     v_0 \, \sin{\phi}  que se denomina componente vertical de la velocidad inicial.
    En lo sucesivo  v_{0y} \,
    Se puede expresar la velocidad inicial de este modo:
     \mathbf{v_0} = v_{0x} \, \mathbf{i} + v_{0y} \, \mathbf{j}  : [ecu. 1]
    Será la que se utilice, excepto en los casos en los que deba tenerse en cuenta el ángulo de la velocidad inicial.
    Archivo:Tir parabòlic.png

    Ecuación de la aceleración

    La única aceleración que interviene en este movimiento es la de la gravedad, que corresponde a la ecuación:
     \mathbf{a} = -g \, \mathbf{j}
    que es vertical y hacia abajo.

    Ecuación de la velocidad

    La velocidad de un cuerpo que sigue una trayectória parabólica se puede obtener integrando la siguiente ecuación:
    
   \begin{cases}
      \mathbf{a}    = \cfrac{d\mathbf{v}}{dt} = -g \mathbf{j} \\
      \mathbf{v}(0) = v_{0x}\mathbf{i}+v_{0y}\mathbf{j}
   \end{cases}
    La integración es muy sencilla por tratarse de una ecuación diferencial de primer orden y el resultado final es:
    
   \mathbf{v}(t) = v_{0x}\mathbf{i}+(v_{0y}-gt)\mathbf{j}


    Ecuación de la posición

    Casting obliquely.gif
    Partiendo de la ecuación que establece la velocidad del móvil con la relación al tiempo y de la definición de velocidad, la posición puede ser encontrada integrando la siguiente ecuación diferencial:
    
   \begin{cases}
      \mathbf{v} = \cfrac{d\mathbf{r}}{dt} = v_{0x}\mathbf{i}+(v_{0y}-gt)\mathbf{j} \\
      \mathbf{r}(0) = x_0\mathbf{i}+y_0\mathbf{j}
   \end{cases}
    La integración es muy sencilla por tratarse de una ecuación diferencial de primer orden y el resultado final es:
    
   \mathbf{r}(t) =
      (v_{0x} \; {t} + x_0)\, \mathbf{i} + 
      \left (
         - \frac{1}{2} g {t^2} + v_{0y} \; t+ y_0 
      \right)
      \, \mathbf{j}






viernes, 8 de julio de 2011

Cuestionario Física Tipo Icfes - Primer Cuestionario

Primer Cuestionario

El motor de gasolina 
Examenes Tipo Icfes Fisica 
1. Después que ha saltado la chispa dentro del pistón, los gases se expanden y hacen retroceder el pistón. 
Suponiendo que la temperatura es constante en el proceso de expansión, ¿Cuál de los siguientes diagramas Presión – Volumen (P-V) representa mejor la expansión de los gases dentro de un pistón?

Examenes Tipo Icfes Fisica 

 A    B    C    D 

2. En el interior de cada pistón del motor de un carro, la gasolina mezclada con aire hace explosión cuando salta la chispa eléctrica en la bujía. 
La explosión produce gases en expansión que mueven el pistón. ¿Cual es la secuencia que mejor describe las transformaciones de energía en el pistón? (La flecha significa se transforma en) 

 Energía eléctrica de la bujía --► Energía mecánica de expansión de los gases --► Energía mecánica de los pistones 
 Energía química de la mezcla combustible-aire --► Energía mecánica de expansión de los gases --► Energía mecánica del pistón 
 Energía eléctrica de la bujía --► Energía química de la mezcla --► Calor --► Energía mecánica del pistón 
 Energía química de la mezcla --► Energía eléctrica de la bujía --► Energía mecánica del pistón 

Responda las preguntas 3 y 4 de acuerdo a la siguiente información:

Tiro Parabólico
Una máquina de entrenamiento lanza pelotas de tenis, que describen una trayectoria parabólica como se indica en la figura.

Examenes Tipo Icfes Fisica 
3. Los vectores que mejor representan la componente horizontal de la velocidad de una pelota en los puntos A, O y B son

Examenes Tipo Icfes Fisica 

 A    B    D    D 

4. Los vectores que representan la aceleración de una pelota en los puntos A, O y B son
Examenes Tipo Icfes Fisica 

 A    B    C    D 

5. Se tienen tres resistencias iguales dispuestas en diferentes configuraciones como se ve en las figuras, alimentadas por fuentes iguales. 
La configuración en la cual la fuente suministra mayor corriente es la 
Examenes Tipo Icfes Fisica 

 1    2    3    4 

Conteste las preguntas 6 y 7 de acuerdo a la siguiente información:

Una persona al levantarse descalza apoya sus pies sobre el piso de madera y luego atraviesa la sala de su casa antes de entrar al baño, donde experimenta la sensación de que las baldosas de ladrillos de baño son más frías que la madera. 

6. Si el baño y la sala están a la misma temperatura ambiente, la sensación que percibe la persona se debe a que 

 La capacidad térmica de la madera es mayor que la del ladrillo 
 El calor específico del ladrillo es menor que el de la madera 
 Los pies en contacto con el ladrillo irradian menos calor que en contacto con la madera 
 La conductividad térmica del ladrillo es mayor que la de la madera 

7. Cuando una persona al levantarse utiliza medias de lana en sus pies para protegerse del frio lo hace porque las medias 

 Son una fuente de calor 
 Son buenas conductoras de calor 
 Impiden que el calor de los pies se propague para el exterior 
 Impiden que el frio penetre al cuerpo a través de los pies 

8. Un equipo de sonido se encuentra prendido con el volumen al máximo. Se acostumbra a decir que este “sonido es alto”. 
Desde el punto de vista de la física, esa afirmación es 

 Correcta, porque un sonido alto significa un sonido de gran timbre 
 Correcta, porque un sonido alto es un sonido de pequeña amplitud 
 Incorrecta, porque un sonido alto significa un sonido de gran frecuencia 
 Correcta, porque un sonido alto significa un sonido de gran intensidad 

9. La caja de una guitarra tiene una forma que favorece la resonancia del aire con la onda sonora producida por la cuerda de la guitarra. 
Supongamos que la guitarra tuviera una caja cuadrada en lugar de la caja actual, es correcto afirmar que en relación a una guitarra normal 

 La amplitud del movimiento de las partículas del aire es menor, cambiando la intensidad del sonido producido 
 La longitud de onda del sonido disminuye modificando el tono del sonido escuchado 
 La velocidad de propagación de la onda aumenta variando la intensidad del sonido percibido 
 La frecuencia de la onda disminuye aumentando el tono del sonido percibido 

10. Desde hace mucho tiempo, sobre una mesa se encuentran un recipiente con agua, un pedazo de madera y un trozo de vidrio. Simultáneamente, se coloca un termómetro en cada uno de estos objetos. Es correcto afirmar que la lectura 

 En los tres termómetros será la misma 
 Del termómetro del agua es mayor que las otras dos 
 Del termómetro del vidrio es mayor que las otras dos 
 Del termómetro de la madera es mayor que las otras dos