8/16/2019 Taller Fisica Parcial 2 Ejercicios Propuestos

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EJERCICIOS PROPUESTOS PARA EL CURSO DE FÍSICA I

Profesor: Carlos Alejandro Henao Vargas

“El saber y la razón hablan, la ignorancia y el error gritan”. (Arturo Graf) 

Movimiento Rectilíneo Uniforme

1.  Un gato camina en línea recta en lo que llamaremos eje x con la dirección positiva a la derecha. Usted, que es un físico

observador, efectúa mediciones del movimiento del gato y elabora una gráfica de la velocidad del felino en función del

tiempo. Ver figura. 

a.  Determine la velocidad del gato en t = 4.0 s y en t = 7.0 s.

b.  ¿Qué aceleración tiene el gato en t = 3.0 s? ¿En t = 6.0 s? ¿En t = 7.0 s?

c.  ¿Qué distancia cubre el gato durante los primeros 4.5 s? ¿Entre t =  0 y t= 5 7.5 s?

d.  Dibuje gráficas claras de la aceleración del gato y su posición en función del tiempo, suponiendo que el gato

partió del origen. 

2.  Que velocidad inicial debería tener un automóvil cuya aceleración es de 2 m/s2, si debe alcanzar una velocidad de 108

Km/h a los 5 segundos de su partida?

3.  Un automóvil se desplaza a 54 km/h debe parar en un segundo después de que el conductor frena 

a.  Cuál es el valor de la aceleración que suponemos constante, los frenos deben imprimir al vehículo? 

b.  Cuál es la distancia que el vehículo recorre en esta frenada? 

Caída Libre

4.  Un cohete de 7500 kg despega verticalmente desde la plataforma de lanzamiento con una aceleración constante hacia

arriba de 2.25 m/s2 y no sufre resistencia del aire considerable. Cuando alcanza una altura de 525 m, sus motores fallanrepentinamente y ahora la única fuerza que actúa sobre él es la gravedad.

a.  ¿Cuál es la altura máxima que alcanzará este cohete desde la plataforma de lanzamiento?

b.  Después de que el motor falla, ¿cuánto tiempo pasará antes de que se estrelle contra la plataforma de

lanzamiento, y qué velocidad tendrá justo antes del impacto?

5.  Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba, con una velocidad inicial de 120 m/s, encuentre:

a.  La posición y velocidad a un t=4 s 

b.  La altura máxima 

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c.  Velocidad cuando llega al suelo y tiempo total de vuelo

6.  Un cuerpo se deja caer libremente desde una altura incierta y tarda en llegar al suelo 65 segundos.

a.  ¿Desde qué altura se dejó caer? 

b.  ¿Cuál es la velocidad cuando llega al suelo? 

7.  Un cuerpo se deja caer libremente desde una altura incierta y tarda en llegar al suelo 20 segundos.

a.  ¿Desde qué altura se dejó caer? 

b.  ¿Cuál es la velocidad cuando llega al suelo? 

8.  Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba, con una velocidad inicial de30m

 s , encuentre:

a.  La posición y velocidad a un t=1 s 

b.  La altura máxima 

c.  Velocidad cuando llega al suelo y tiempo total de vuelo

9.  Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba, con una velocidad inicial de  sm120

, encuentre:

a.  La posición y velocidad a un t=4 s 

b.  La altura máxima 

c.  Velocidad cuando llega al suelo y tiempo total de vuelo

d.  El instante en que alcanza la altura máxima. 

10.  Se deja caer una pelota desde la parte alta de un edificio, si tarda 5s en llegar al piso ¿Cuál es la altura del edificio? ¿Con

qué velocidad se impacta contra el piso? 

Tiro Parabólico:

11.  Un pelotero de grandes ligas batea una pelota de modo que sale del bate con una rapidez de 30.0 m/s y un ángulo de 36.9°

sobre la horizontal. Ignore la resistencia del aire.

a.  ¿En cuáles dos instantes la pelota estuvo a 10.0 m sobre el punto en que se salió del bate?

b.  Obtenga las componentes horizontal y vertical de la velocidad de la pelota en cada uno de los dos instantes

calculados en el inciso a).

c.  ¿Qué magnitud y dirección tenía la velocidad de la pelota al regresar al nivel en el que se bateó? 

12.  Un jugador de tejo lanza el hierro con un ángulo de 18 grados, y cae en un punto situado a 18 metros del lanzador: 

a.  Que velocidad le proporciono al tejo?

b.  Cuanto tiempo duro el tejo en el aire?

13.  Un canon dispara un proyectil con una velocidad inicial de 360 m/s y un ángulo de inclinación de 30 grados calcula:

a.  La altura máxima que alcanza el proyectil. 

b.  El tiempo que dura el proyectil en el aire.

c.   Alcance horizontal del proyectil.

14.  Un bateador golpea la pelota con un ángulo de 35 grados y le proporciona una velocidad de 18 m/s:

a.  ¿Cuánto tarda la pelota en llegar al suelo? 

b.  ¿a qué distancia del bateador cae la pelota? 

15.  Un jugador de tejo lanza el hierro con un ángulo de 18 grados, y cae en un punto situado a 18 metros del lanzador: 

a.  Que velocidad le proporciono al tejo?

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16.  Una osada nadadora de 510 N se lanza desde un risco con un impulso horizontal, como se muestra en la figura.Que rapidez

minima debe tener al saltar de lo alto del risco para no chocar con la saliente en la base, que tiene una anchura de 1.75 m

y esta 9.00 m abajo del borde superior del risco?

17.  Un atleta lanza la bala a cierta distancia sobre el suelo plano con velocidad de 12.0 m>s, 51.0° sobre la horizontal. La bola  

golpea el suelo 2.08 s después. Ignore la resistencia del aire.

a.  Cuáles son las componentes de la aceleración de la bala en vuelo? 

b.  Cuáles son las componentes de la velocidad de la bala al principio y el final de su trayectoria?

c.   A que distancia horizontal llego la bala?

d.   A que altura sobre el suelo se lanzó la bala? 

18.  En una feria, se gana una jirafa de peluche lanzando una moneda a un platito, el cual esta sobre una repisa mas arriba del

punto en que la moneda sale de la mano y a una distancia horizontal de 2.1 m desde ese punto (Ver figura 3.41). Si lanza

la moneda con velocidad de 6.4 m>s, a un angulo de 60° sobre la horizontal, la moneda caerá en el platito. Ignore la

resistencia del aire.

a.   A que altura esta la repisa sobre el punto donde se lanza la moneda?b.  Que componente vertical tiene la velocidad de la moneda justo antes de caer en el platito?

Movimiento Circular:

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19.  Una rueda de la fortuna de 14.0 m de radio gira sobre un eje horizontal en el centro ( Ver figura ). La rapidez lineal de un

pasajero en el borde es constante e igual a 7.00 m/s. ¿Qué magnitud y dirección tiene la aceleración del pasajero al pasar :

a.  por el punto más bajo de su movimiento circular?

b.  ¿Por el punto más alto de su movimiento circular?

c.  ¿Cuánto tarda una revolución de la rueda? 

20.  Un móvil recorre una circunferencia de 4 m de radio dando 120 vueltas cada 40 s. Calcular la velocidad tangencial y la

aceleración media.

21.  Un auto recorre un pista circular de 180 metros de radio y da 24 vueltas cada 6 minutos. Calcula:

a.  Periodo del movimiento.

b.  Frecuencia

c.  Velocidad lineal o tangencial.

d.  Velocidad angular

e.   Aceleración centrípeta. 

22.  Cuál es la frecuencia y el periodo de un móvil que da 48 vueltas en 8 segundos? 

23.  Calcular la velocidad tangencial y la velocidad angular de un móvil que describe una circunferencia de 24 cm de radio en

0.5 s

24.  Un móvil recorre una circunferencia de 4 m de radio dando 120 vueltas cad a 40 s. Calcular la velocidad tangencial y la

aceleración centrípeta. 

25.  Un auto recorre un pista circular de 180 metros de radio y da 24 vueltas cada 6 minutos. Calcula:

a.  Periodo del movimiento.

b.  Velocidad lineal o tangencial.

c.   Aceleración centrípeta. 

26.  La Tierra tiene 6380 km de radio y gira una vez sobre su eje en 24 h.

a.  Que aceleración radial tiene un objeto en el ecuador? De su respuesta en m/s2 y como fracción de g.

b.  Si la aceleración radial (arad) en el ecuador fuera mayor que g, los objetos saldrían volando hacia el espacio.

c.  Cual tendría que ser el periodo de rotación para que esto sucediera? 

27.  En una prueba de un “traje g”, un voluntario se gira en un circulo horizontal de 7.0 m de radio. .Con que periodo de rotacion 

la aceleracion centripeta tiene magnitud de a) 3.0g? b) .10g?

28.  Hipergravedad. En el Centro de Investigacion Ames de la NASA, se utiliza el enorme centrifugador “20 -G” para probar los

efectos de aceleraciones muy elevadas (“hipergravedad”) sobre los pilotos y los astronautas. En est e dispositivo, un brazo

de 8.84 m de largo gira uno de sus extremos en un plano horizontal, mientras el astronauta se encuentra sujeto con una

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banda en el otro extremo. Suponga que el astronauta está alineado en el brazo con su cabeza del extremo exterior.  La

aceleración máxima sostenida a la que los seres humanos se han sometido en esta máquina común mente es de 12.5 g.

a.  Que tan rápido debe moverse la cabeza del astronauta para experimentar esta aceleración máxima?

b.  Cual es la diferencia entre la aceleración de su cabeza y pies, si el astronauta mide 2.00 m de altura?

c.  Que tan rápido, en rpm (rev>min),gira el brazo para producir la aceleración sostenida máxima?