Cinematic A

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE BOLÍVAR

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

ÁREA DE FÍSICA

CATEDRA FÍSICA 1

GUIA DE CINEMATICA

ELABORADA POR REVISADA POR

PROF. GUSTAVO TUROWIECKI PROF. PEDRO RIOS

CIUDAD BOLÍVAR, noviembre de 2005

Universidad de OrienteNúcleo de Bolívar Segunda EvaluaciónProblemario de Física 1

1) Un tren subterráneo parte de la estación A, va aumentando su rapidez a razón

de 4pie/s2 durante 6 segundos. Luego a razón de 6pie/s2 hasta alcanzar una

rapidez de 48pie/s. El tren mantiene esa rapidez hasta cuando se aproxima a la

estación B y se frena imprimiendo al tren una desaceleración constante

deteniéndolo en 6 segundos. El tiempo total que tarda el tren en ir de A hasta B es

40 segundos.

Trazar las curvas a(t) vs t, v(t) vs t, x(t) vs t y a partir de ellas calcular la distancia

entre las estaciones A y B.

X = 1512pie

2) Un automóvil que parte del reposo acelera a razón constante de 2m/s2 durante

5 segundos, seguidamente viaja a velocidad constante durante 7 segundos, luego

acelera a razón de 1m/s2 durante 10 segundos y después desacelera a razón de

3m/s2, hasta llegar al reposo. ¿Qué distancia recorrió?

X = 311,6m

3) Un automóvil circula por la carretera a 108km/h, en un momento dado el

conductor observa un obstáculo situado en medio de la calzada. Si el obstáculo se

encuentra a 200m de distancia y el conductor tarda 2 segundos en frenar desde

que observa el obstáculo, calcular la desaceleración uniforme que debe tener el

coche para detenerse 5m antes del obstáculo.

a = 3,33m/s2j

4) Una bala viaja a 400m/s y penetra en un bloque de madera donde se detiene

con desaceleración constante a los 16cm. ¿Cuál es la magnitud de la

desaceleración? ¿Cuánto tiempo tarda la bala en detenerse?

|a| = 5x105m/s2 t = 8x10-4s

Prof. Gustavo Turowiecki


5) Un automóvil que viaja a 60millas/h puede llevarse hasta el reposo en 4

segundos. Suponiendo que la desaceleración es uniforme ¿Qué distancia

recorrerá el automóvil desde que se aplican los frenos hasta que se detiene?

X = 53,64m

6) Suponga que un corredor es capaz de desarrollar una aceleración constante de

3m/s2 durante toda la pista de 100m.

a) ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer los primeros 10m?

b) ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer los primeros 50m?

c) ¿Cuánto los 100m?

a) t = 2,58s b) t = 5,77s c) t = 8,16s

7) Un automóvil se mueve a 40millas/h cuando el conductor ve que se enciende la

luz roja del semáforo. Aplica los frenos cuando está a 100pie del semáforo y la

desaceleración del automóvil es de 0,5g, siendo g la magnitud de aceleración de

la gravedad. ¿Que distancia recorrerá antes de detenerse? ¿Se detiene antes de

llegar al semáforo?

X = 32,59m No se detiene antes del semáforo

8) En un vuelo un avión de entrenamiento T-38 a reacción, tiene una magnitud de

aceleración de 3,6m/s2 que dura 5 segundos durante la fase inicial del despegue.

A partir de ese momento se encienden los motores de postquemador para lograr

plena potencia y una magnitud de aceleración de 5,1m/s2. La rapidez necesaria

para el despegue es de 85m/s. calcule la longitud de la pista necesaria y el tiempo

total de despegue.

X = 721,8m t = 18,14s



9) Una pelota se lanza verticalmente hacia arriba desde una torre de 18m de altura

con una rapidez de 12m/s, determinar:

a) La velocidad y altura sobre el suelo a los 2 segundos.

b) La altura máxima alcanzada.

c) Velocidad y tiempo al llegar al suelo.

a) Vf = -7,5m/sj Y = 22,38m b) Ymax = 25,35m c) Vf = -22,29jm/s t = 3,5s

10) Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba desde la parte superior de un

edificio con una rapidez inicial V0=20m/s, el edificio tiene una altura de 50m.

Determine:

a) Tiempo necesario para que la piedra alcance la altura máxima

b) Altura máxima.

c) Tiempo que tarda la piedra en llegar al suelo.

d) Componente de la velocidad de la piedra al llegar al suelo.

a) t = 2,04s b) Ymax = 70,39m/s c) t = 5,83s d) Vf = -37,16m/s

11) Un estudiante lanza un juego de llaves verticalmente hacia arriba a su

compañera que se encuentra en una ventana 4m arriba, las llaves son atrapadas

1,5 segundos mas tarde por la mano extendida de la compañera. Determine.

a) A que velocidad fueron lanzadas las llaves

b) Velocidad de las llaves al ser atrapadas

a) Vo = 10,02jm/s b) V = - 4,69jm/s

12) Se lanza desde el piso una pelota verticalmente hacia arriba con una rapidez

inicial V0=15m/s. Calcular:

a) Cuanto tarda la pelota en alcanzar la altura máxima.

b) Altura máxima.

c) Velocidad de la pelota a los 2 segundos de ser lanzada.



a) t = 1,53s b) Ymax = 11,48m/s c) Vf = -4,62jm/s

13) Se lanza una pelota hacia arriba en línea recta desde el piso con una rapidez

inicial de de 10m/s, Calcular:

a) Cuanto tiempo transcurre entre los dos instantes en los cuales su velocidad

tiene un módulo de 5m/s

b) A que distancia del piso se encuentra la pelota en ese instante

a) t = 1,02s b) Y = 3,83m/s

14) Se lanza una piedra hacia arriba desde el borde de un acantilado que tiene

una altura de 18m. En su camino hacia abajo pasa casi rozando el acantilado y

golpea el piso con una rapidez de 18,8m/s Calcular.

a) A que velocidad fue lanzada la piedra

b) Cual es la altura máxima que alcanza con respecto al suelo

a) Vo = 0,53jm/s b) Ymax = 18,01m

15) Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una rapidez inicial de

10m/s, un segundo mas tarde se lanza una piedra verticalmente hacia arriba con

una rapidez inicial de 25m/s. Determine.

a) El tiempo que tarda la piedra en alcanzar la misma altura que la pelota.

b) La velocidad de la piedra y la pelota cuando se encuentran a la misma altura.

c) Tiempo que cada una está en movimiento.

a) t = 1,2s b) Vpelota = - 1,77jm/s Vpiedra = 23,04jm/s c) tpelota = 2,04 tpiedra = 5,1s

16) Se deja caer libremente una pelota desde una ventana que tiene altura de 8m

sobre una banqueta, en el mismo instante una gota de lluvia pasa por la ventana

con una rapidez de 15m/s. ¿Cuánto tiempo pasa entre los dos impactos sobre la

banqueta?



a) ∆t = 0,82s

17) Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una rapidez inicial

Vo=20m/s desde el extremo de la azotea de un edificio que tiene 40m de altura.

Determine:

a) altura máxima con respecto a un observador situado a 10m del suelo.

b) Tiempo que tarda la pelota en llegar al suelo y velocidad en ese momento.

c) Tiempo en que la pelota pasa frente al observador y velocidad en ese instante.

a) Ymax = 50,39m b) t = 5,55s Vf = -34,59jm/s c) t = 5,25s Vf = -

31,43jm/s

18) Un hombre lanza verticalmente hacia abajo desde un edificio de 30m de alto

una pelota con una rapidez de 4m/s. Determine el tiempo en que la pelota llega al

piso y su velocidad en ese instante

T = 2,1s Vf = -24,59jm/s

19) Un cañón dispara una bala con una rapidez inicial de 400m/s y un ángulo de

elevación de 30º (considere la magnitud de aceleración de la gravedad igual a

10m/s2). Calcule:

a) La rapidez y posición del proyectil a los 5 s.

b) En que instante el proyectil se encuentra a 1000m de altura

c) Altura máxima alcanzada por el proyectil.

d) Alcance máximo

e) Magnitud de la velocidad en el instante en que cae al suelo.

a) V = 377.49m/s X = 1732,05m Y = 875m b) t1 = 5,86s t2 = 34,14s

c) Ymax = 2000m d) Xmax = 13856,41m e) V = 400m/s.



20) Un avión de rescate de Alaska deja caer un paquete de raciones de

emergencia a un grupo de exploradores atrapados. Si el avión viaja

horizontalmente a una rapidez de 40 m/s y a una altura de 100m del suelo. ¿A que

distancia horizontal cae el paquete respecto al punto en que se soltó? ¿Que

rapidez tiene ese paquete cuando toca el suelo?

X = 180,7 m V = 59,68m/s

21) Un bombardero que cae en picada a un ángulo de 53º con la vertical deja caer

una bomba a una altura de 730m, la bomba choca contra el suelo 5s después.

Calcular:

a) Rapidez con la que el bombardero suelta la bomba

b) Componentes de la velocidad Vx, Vy de la bomba a chocar contra el suelo

c) Alcance horizontal de la bomba durante el vuelo

d) Distancia horizontal del bombardero al chocar contra el suelo si este no varía su

línea de vuelo.

a) Vo = 201,83m/s b) Vx = 161,19m/s Vy = -170,46m/s c) X = 805,93m

d) D = 968,74m.

22) La boquilla de una manguera descarga agua en A con una velocidad inicial

que forma un ángulo de 60º con la horizontal. Determine las rapideces iniciales

mínima y máxima para que el agua caiga sobre la azotea.

Vo = 37,88p/s Vo = 43,85p/s



23) Un astronauta que está en un planeta extraño descubre que puede saltar una

distancia máxima horizontal de 30m. Si su rapidez inicial es 9m/s ¿Cuál es la

magnitud de la aceleración de la gravedad en ese planeta?

g = 2.70m/s2

24) Se ha dicho que en su juventud George Washington lanzó un dólar de plata de

una orilla a otra de un río. Suponiendo que el río tenía 75m de ancho.

a) ¿Qué rapidez mínima inicial fue necesaria imprimirle a la moneda para que

cruzara el río?

b) ¿Cuánto tiempo estuvo la moneda en el aire?

a) Vo = 27,1m/s b) t = 3,91s

25) Se dispara un proyectil con una rapidez inicial de 800p/s contra un blanco

situado a 2000p de altura con respecto al cañón y a una distancia horizontal de

12000p. Despreciando la resistencia del aire determinar el valor del ángulo de tiro.

Ѳ1 = 29,47º; Ѳ2 = 70,02º

26) Un inescrupuloso cazador apunta a una ardilla que se encuentra sobre un

árbol. La distancia horizontal entre el cazador y el árbol es de 30m, el cazador

dispara una bala con una rapidez de 40m/s cuando el ángulo de inclinación del

rifle es de 30º respecto a la horizontal.

a) Si la ardilla está a una altura de 17,32m (exactamente en la mira del rifle)

comprobar que la ardilla no será alcanzada por la bala.

b) Comprobar que si la ardilla se deja caer en el instante del disparo, si será

alcanzada por la bala.

27) Una ballena se aleja en línea recta a una rapidez constante de 3m/s de un

barco pesquero en reposo. El cañón del barco se encuentra a una altura de 8m



por encima del lomo de la ballena. Le disparan horizontalmente un arpón cuando

la distancia entre el barco y la ballena es de 30m. Calcular:

a) La rapidez de salida del arpón para que dé en el blanco.

b) la rapidez del arpón cuando alcanza el lomo de la ballena

a) Vo = 26,43m/s b) V = 29,26m/s

28) Un jugador de fútbol patea una pelota desde el extremo más bajo de una

pendiente de 20º con una rapidez inicial de 10m/s y formando un ángulo de 40º

con la pendiente. Calcular:

a) La posición de la pelota cuando golpea la pendiente.

b) El tiempo que dura el movimiento.

c) La rapidez de la pelota cuando golpea la pendiente.

a) X= 6,98m; Y = 2,52m b) t = 1,40s c) V = 7,11m/s

29) Un cazador utiliza una pequeña piedra sujeta al extremo de una cuerda como

Honda primitiva, se hace girar la cuerda por encima de su cabeza en una

circunferencia horizontal de 1,6m de diámetro y con una rapidez de 3rev/s. ¿Cuál

es la aceleración centrípeta de la cuerda?

ac = - 284,24m/s2Ur

31) Una partícula se mueve en una trayectoria circular de 0,4m de radio con

rapidez constante, si la partícula tarda 0,20s en completar una revolución. Calcule

su rapidez lineal y su magnitud de aceleración

V = 12,57m/s; a = 394,78m/s2



32) En la figura se representa la aceleración total de la partícula a=15m/s2 y que

se mueve en sentido horario en una circunferencia de radio 2,5m, en ese instante

calcule:

a) Aceleración centrípeta

b) velocidad de la partícula

c) aceleración tangencial

a) ac = 12,99m/s2 b) Vt = 5,70m/s c) at = 7,50m/s2

33) Un tren va más despacio cuando pasa por una curva horizontal retrasándose

desde 90km/h hasta 50km/h durante los 15s que le toma recorrer la curva. El

radio de la curva es de 150m. Calcule la magnitud de la aceleración en el

momento en que la rapidez del tren llega a 50km/h.

a=1,49m/s2

34) Una partícula describe una circunferencia de 5m de radio con rapidez

constante de 2m/s, en un instante dado frena con una magnitud de aceleración

constante de 0,5m/s2 hasta pararse, Calcular:

a) La magnitud de la aceleración de la partícula antes de empezar a frenar.

b) La magnitud de la aceleración 2s después de empezar a frenar.

c) La aceleración angular mientras frena

d) Tiempo que tarda en parar desde que aplica los frenos

e) Número de vueltas que da desde que empieza a frenar hasta que para

a) a = 0,80m/s2 b) a = 0,54m/s2 c) α= - 0,10krad/s2 d) t = 4s

e) 0,13 vueltas



35) Una partícula se mueve con rapidez constante 0,63m/s en una trayectoria

circular de radio 2m, en sentido horario, la partícula pasa por el punto P en t=0.

Encuentre:

a) La magnitud y dirección del vector posición para t=5s y t=10s

b) La magnitud del vector desplazamiento en el intervalo

c) Aceleración a los 10s

a) a los 5s r = 2i ; |r| = 2m; a los 10s r = -2j; |r| = 2m. b) |Δr| = 2,83m

c) ac = 0,198jm/s2

36) Un pasajero en la orilla externa de un carrusel a 7,5m del pivote central ve que

cuando el carrusel tiene movimiento uniforme su aceleración centrípeta es de

3,3m/s2. ¿Cuánto tarda en completar 1rev?

T=9,47s

37) Una masa se amarra a un poste y se mueve en trayectoria circular de radio

r=0,5m en una mesa de aire sin fricción a una rapidez constante de 6,3m/s,

emplearemos el sistema de coordenadas que se ve en la figura

a) si, cuando t=0s la masa está en Ѳ=0º. ¿Cuáles son las coordenadas x,y de la

masa cuando t=(1/24)s?

b) ¿Cuál es el vector aceleración cuando t=0s?

c) ¿Cál es el vector aceleración de la masa cuando Ѳ=90º?



b) x = 0,43m; y = 0,25m b) ac = -79,38m/s2i c) ac = -79,38m/s2j

38) Una corredora de 200m planos debe correr a lo largo de una curva que forma

un arco de circunferencia. El arco que debe describir tiene 30m de radio.

Suponiendo que corre a rapidez constante y que hace 24,7s en los 200m ¿Cuál es

la aceleración centrípeta del correr por la curva?

ac = 2,19m/s2Ur



SOLUCIÓN DE ALGUNOS PROBLEMAS

Problema 1)





Problema 5)



Problema 12)



Problema 16)



Problema 17)



Problema 24)



Problema 31)


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