Miscelanea de Física PDF

 

MISCELANEA DE FÍSICA DISTANCIA Y DESPLAZAMIENTO DESPLAZA MIENTO 1. Un barco navega rumbo al norte recorriendo 540m. Luego, va hacia el este recorriendo 720m. Calcule la magnitud del desplazamiento y la distancia que recorrió el barco. 2. En los espacios en blanco coloque si las magnitudes que se señalan son escalares o vectoriales: : …………………………  a. Distancia b. Aceleración c. Velocidad d. Fuerza e. Desplazamiento

: ………………………… : ………………………….  : …………………………. : …………………………. 

3. Martín ha corrido desde A y siguiendo las líneas llegó a la posición D en un plano horizontal, de acuerdo a la información por cada intervalo, determine su velocidad media y su rapidez media entre los puntos A y D si en realizar todo el trayecto ha tardado 5h.

y(km)

30km

30km D

 A

50km

C     m    k    0    6

B

X(km)

MRU 1. En un lago una lancha de motor que parte del reposo acelera en línea recta con una tasa constante de 3.0 m/s2 durante 8.0 s. ¿Qué distancia recorre en ese tiempo? 2. ¿Cuál es la aceleración de un automóvil de carreras que pasa zumbando junto a ti con velocidad constante de 400 km/h? 3. Dos autos pasan por un punto en el mismo sentido con velocidades constantes de 30m/s y 20m/s. ¿Después de que tiempo estarán separados 200 metros? 4. Dos móviles están en “A” y “B” en la misma recta. El primero parte de “A” hacia “B” a las 7:00am a razón de 90 km/h, el segundo parte de “B” hacia “A” a las 12 m. Si se encuentran a las 3:00pm. Calcular la distancia AB, sabiendo además que la distancia recorrida por el móvil “A” es el doble de la distancia recorrida por el móvil “B” 

5. Una persona observa un relámpago y a los cinco segundos escucha el trueno, que se interpreta como el momento en que cae el rayo. Si la velocidad del sonido es de 340m/s, ¿a qué distancia cayó el rayo? 6. Dos puntos “ A  A”  y “B”  están separados 1200 m. Del punto “  A A”  sale un móvil con una velocidad constante de 5m/s. Dos minutos más tarde del punto “B” sale otro móvil con una velocidad constante de 7m/s. Calcule a qué distancia de “ A  A” se encontrarán dichos móviles.

MRUV 1. Un automóvil puede pasar del reposo a 90 km/h en 10 s. ¿Cuál es su aceleración? 2. ¿Cuál es la aceleración de un vehículo que cambia su velocidad de 100 km/h hasta que se detiene en un tiempo de 10 s?

 

3. Un automóvil parte del reposo al inicio de la primera cuadra de una calle e incrementa su velocidad a razón de 2m/s en cada segundo, en la segunda cuadra mantiene su velocidad constante y en la tercera cuadra desacelera a razón de 2m/s2. Calcule el tiempo transcurrido para recorrer las tres cuadras mencionadas. Considere que cada cuadra mide 100m de longitud. 4. Analiza y argumenta:  A) ¿Es posible que un cuerpo este en movimiento y que su aceleración sea nula? B) Si un cuerpo viaja en el eje X con una velocidad negativa y una aceleración positiva, entonces el movimiento es ¿acelerado? o ¿desacelerado? Justifica con palabras o con un dibujo C) ¿Qué significa que la aceleración de la gravedad sea negativa? 5. Un móvil se mueve con MRUV y al pasar por un punto “P” tiene una velocidad de 60m/s. Si 360 m más adelante su velocidad es de 120m/s, ¿cuál fue su velocidad 100 metros atrás de “P”?   7. La velocidad de un ómnibus es de 24m/s. Al fallar el motor, va deteniéndose uniformemente hasta parar al cabo de 4s. ¿Cuál es el valor de su aceleración?, ¿A qué velocidad iba el ómnibus cuando le faltaban 3 m para detenerse?

GRÁFICOS 1. La gráfica corresponde al movimiento de un automóvil con MRU. X(km) 12

3 0

a) b) c) d) e)

7 th 3 5 ¿Cuál es la posición inicial del auto? ¿En qué posición y por cuánto tiempo estuvo detenido? ¿La posición a las 7h de viaje? ¿Cuánto es su velocidad en el vi viaje aje de regreso? ¿Cuánto fue su rapidez media durante todo el trayecto?

2. Si la gráfica de la velocidad de un objeto versus tiempo es una línea horizontal, ¿qué podría decirse acerca de la aceleración del objeto? 3. La figura muestra una gráfica de posición versus tiempo. a. ¿Cuál es la posición del carro al al inicio del viaje? b. ¿Qué velocidad desarrollo el carro en la primera hora de viaje? c. ¿Durante cuánto tiempo el carro estuvo detenido? d. ¿Cuál fue la velocidad del carro durante el viaje de retorno?

Figura 1: Recorrido del insecto Fuente: Máximo & Alvarenga (2008, p.45) 4. Unesa cuerpo se mueve a lo largo del eje X ydel su cuerpo movimiento está representada enen la los gráfica siguiente. Con información, calcule la aceleración y la distancia que recorre primeros 12s.

 

  5. El gráfico representa el movimiento de un móvil en línea recta. Calcular el desplazamiento y la distancia recorrida por el móvil entre t=0s t =0s y t=8s (radio=2m)

Figura : Gráfico v-t Fuente: Mendoza (1998, p.163)  6. Se muestra la gráfica v-t de una partícula en movimiento unidimensional. ¿Cuál de las afirmaciones es correcta? a) La distancia recorrida fue de 40m b) Durante todo el trayecto la partícula describe MRU c) Durante todo el trayecto la partícula describe MRUV d) El movimiento de la partícula se ha registrado desde t=0s e) De t=15s hasta t=20s la partícula no está desacelerando.

Figura : Gráfico v-t Fuente: Mendoza (1998, p.170)  7. De acuerdo al siguiente gráfico, indique la verdad o falsedad de los siguientes enunciados: a) Durante los 2 primeros primeros segundos el cuerpo desarrolla M MRUV RUV b) Desde t=2s hasta t=4s, el cuerpo permaneció parado c) El cuerpo desacelero durante los 2 últimos segundos d) La distancia recorrida en los dos primeros segundos fue de 30m e) La distancia recorrida desde t=2s hasta t=4s fue de 40m

 

  8. Analiza i interpreta la gráfica y responde a las preguntas.  A) ¿Qué tipo de movimiento lleva el móvil en cada tramo? B) ¿Cuál es la velocidad media en cada tra tramo? mo? C) ¿En qué punto se invierte el sentido del movimiento?

Figura 1: Gráfica distancia versus tiempo Fuente: Santillana (2008, p.54) 9. Dado el gráfico, determine la rapidez del móvil “ A  A” y del móvil “B” 

Figura 1: Gráfica distancia versus tiempo Fuente: Santillana (2008, p.71)

MVCL 1. Para un objeto en caída libre que parte del reposo, ¿cuál es la aceleración al terminar el quinto segundo de caída? ¿Y al terminar el décimo segundo? Defiende tus respuestas. 2. Se lanza una bola directamente hacia arriba, con una rapidez inicial de 30 m/s. ¿Hasta qué altura llega y cuánto tiempo estará en el aire 3. Se golpea una pelota de béisbol de modo que viaja recto hacia arriba después de ser golpeada por el bat. Un aficionado observa que a la bola le toma 3.00 s llegar a su máxima altura. Encuentre a) la velocidad inicial de la bola y b) la altura que alcanza.

 

4. Una pelota se suelta y se deja caer durante 5 segundos. ¿Cuál es su velocidad en ese instante y que altura recorrió hasta ese momento? (considere g=10m/s 2) 5. Un cuerpo es abandonado (parte del reposo) desde lo alto de un edificio y demora 3 segundos en llegar al suelo, si consideramos que no existe resistencia del aire y que la gravedad es 10m/s 2, calcule: a. La altura del edificio b. Con qué velocidad velocidad el cuerpo llllega ega al suelo. 6. Una pelota arrojada verticalmente hacia arriba alcanza su punto más alto y regresa. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? a) La aceleración siempre está en la dirección del movimiento b) La aceleración siempre se opone a la velocidad c) La aceleración siempre está dirigida hacia abajo d) Ninguna de las anteriores 7. Los cuerpos al caer en caída libre lo hacen: a) Con velocidad constante b) Describiendo una línea recta vertical c) Describiendo una recta quebrada d) Con fricción del aire e) Con aceleraciones diferentes en cada instante 8. Un niño lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10m/s. Desde su ventana, su vecina de algunos pisos más arriba atrapa la pelota tres segundos después de que ha sido lanzada. Calcule la altura recorrida por la pelota.

MPCL 1. A una piedra se le imprime una velocidad inicial de 20m/s con un ángulo de 58°. ¿Cuál es su desplazamiento horizontal, el tiempo de vuelo y su altura alcanzada? 3. La niña lanza la piedra que sigue la trayectoria indicada con línea punteada (figura 2). El vector velocidad, con sus componentes horizontal y vertical, así como el ángulo de lanzamiento se indica en la posición “  A A”. Traza con cuidado los vectores velocidad con sus componentes en las posiciones B y C. a. ¿Cuál es el valor de la componente vertical de la velocidad en la posición B? b. ¿Cómo se compara la componente vertical de la velocidad en la posición C con la de la posición A? c. ¿Cuál debería ser el valor de “” si la niña desea que la piedra tenga el mayor alcance horizontal? d. ¿Cuál es el valor de la componente horizontal de la velocidad en los puntos B y C?

Figura 2:  Lanzando la piedra Fuente:  Hewitt (2004, p.14)

 

5. La figura muestra que una esfera se desliza por la montaña y se desprende con una velocidad horizontal de vo  = 6m/s. Se sabe que la esfera llegara al punto “P”. Si la altura “h” es de 20m y considerando la gravedad como 10m/s2, calcule: a. El tiempo que demora en llegar al punto “P”   b. La distancia horizontal que alcanza la esfera hasta que llega al punto “P”  

Figura 1:  Gráfica distancia versus tiempo Fuente:  Máximo & Alvarenga (2008, p.100) 6. Un bateador golpea una pelota de béisbol de modo que esta sale del bate a una rapidez de 37.0 m/s con un ángulo de 53°, en un lugar donde g= 9.80 m/s2  a) Calcule el tiempo que tarda la pelota en llegar al suelo b) Calcule el alcance horizontal de la pelota c) Calcule la altura que alcanza la pelota

7. Calcular la velocidad de un proyectil a los 5 segundos del disparo si su velocidad inicial es de 100m/s y el ángulo de inclinación es de 30° respecto a la horizontal 8. Un cuerpo con movimiento parabólico tiene en su punto más alto una velocidad de 30m/s, si el tiempo de vuelo es de 8s. Calcular la distancia horizontal que recorrió el cuerpo. 9. Una pelota se lanza con velocidad inicial VO  y con un ángulo de lanzamiento de “ ” tal como se observa en la figura….  El tiempo que tarda la pelota en ir del punto “A” al punto “C” es:   a) Igual al tiempo entre “O” y “A”  b) La mitad del tiempo entre “O” y “B”   c) Igual al tiempo entre “B” y “D”   d) La mitad del tiempo entre “B” y ”D”  e) Igual al tiempo de “O” a “D” 

Figura : Movimiento parabólico Fuente: Mendoza (1998, p.185)

 

10. Relaciona y completa:  En el MRU la velocidad permanece perm anece …………………..    El tiempo de caída libre de un cuerpo a partir del instante en que es soltado solo depende de la …………..  El movimiento parabólico puede ser estudiado como una combinación de………….. y de ……………   11. Un deportista de salto largo, realiza su salto con un ángulo de 30° y recorre 7.8 m. ¿Cuál fue la rapidez con la que partió el deportista? 12. La bola que se encuentra sobre una mesa de 50 cm de altura, es golpeada y cae a una distancia de 80 cm. Calcule la velocidad con la que parte la bola al momento que es golpeada. (considere g=10m/s2)

Figura : Movimiento parabólico Fuente: Santillana (2008, p.78)