7/23/2019 Taller 1- Cinemtica en Una Dimensin

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Taller 1: Cinemtica en una Dimensin

1.

Usted y un amigo conducen recorriendo 50 km. Usted viaja a 90 km/h y su amigo a 95 km/h.

Cunto tiempo tiene que esperarlo su amigo al final del viaje? R: 1.8 min.

2.

Ana conduce calle abajo a 55 km/h. Repentinamente un nio atraviesa la calle. Si Ana demora 0.75 s

en reaccionar y aplicar los frenos, cuntos metros alcanza a moverse antes de comenzar a frenar? R:

11 m.

3. Un auto que se mueve con aceleracin constante recorre en 6 s la distancia de 60 m que separa dos

puntos; su rapidez al pasar por el segundo punto es de 14 m/s. Calcular: a) la aceleracin del auto, b)

su velocidad al pasar por el primer punto, c) la posicin donde se encontraba en repo- so. R:a) 4/3

m/s2, b) 6 m/s, c) 14.4m.

4. Dos autos viajan a lo largo de una carretera recta. En el instante t = 0h, el auto A tiene una posicin

xA = 48 km y una rapidez constante de 36 km/h. Ms tarde en t=0.5h, el auto B est en la posicin

xB=0 km con una rapidez de 48 km/h. Responda las siguientes preguntas: primero, grficamente,

haciendo una grfica de posicin versus tiempo; segundo, algebraicamente, escribiendo las

ecuaciones para las posiciones xAy xBen funcin del tiempo t. a) Cul es la lectura del cronmetro

cuando el auto B sobrepasa al auto A? b) En qu posicin A es alcanzado por B? c) Cunto tiempo

transcurre desde que A estaba en su punto de referencia hasta que B lo alcanza? R:a) 6 h, b) 260 km,

c) 7.3 h.

5. Un auto y un tren se mueven al mismo tiempo a lo largo de trayectorias paralelas a 25m/s. Debido a

una luz roja el auto experimenta una aceleracin uniforme de 2.5m/s2y se detiene. Permanece en

reposo durante 45s, despus acelera hasta una velocidad de 25m/s a una tasa de 25m/s2. A qu

distancia del tren est el auto cuando alcanza la velocidad de 25m/s, suponiendo que la velocidad del

tren se ha mantenido en 25m/s?

6. Una partcula parte desde el reposo de la parte superior de un plano inclinado y se desliza hacia abajo

con aceleracin constante. El plano inclinado tiene 2m de largo, y la partcula tarda 3s en alcanzar la

parte inferior. Determine a) la aceleracin de la partcula, b) su velocidad en la parte inferior de lapendiente, c) el tiempo que tarda la partcula en alcanzar el punto medio del plano inclinado, y d) su

velocidad en el punto medio. R:a) 0.44m/s2, b) 1.3m/s, c) 2.1s, d) 0.94m/s.

7. Paco manejando a 30m/s entra en un tnel de una sola pista. Despus observa una camioneta que se

mueve despacio 155m adelante viajando a 5m/s. Paco aplica sus frenos pero puede desacelerar slo a

2m/s2, debido a que el camino est hmedo. Chocar? Si es as, calcular a qu distancia dentro del

tnel y en qu tiempo ocurre el choque. Si no choca, calcular la distancia de mximo acercamiento

entre el auto de Paco y la camioneta. R:11.4s, 212m.

8.

En la figura. se muestra el grfico rapidez/tiempo para una partcula que se mueve en direccin del

ejex. a) Dibujar el grfico posicin/tiempo, b) calcular el desplazamiento de la partcula, c) hacer el

grfico aceleracin/tiempo, d) calcular su posicin en los instantes 5, 10, 20, 25, 30 y 40 segundos, e)

calcular el cambio de rapidez en los intervalos 0 y 5, 5 y 20, 20 y 25, 25 y 40 segundos.

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9. La catapulta del portaaviones USS Abraham Lincoln acelera unjet de combate F-A-18 Hornet, desde

el reposo hasta una rapidez de despegue de 173 mi/h en una distancia de 307 ft. Suponga aceleracin

constante. a) Calcule la aceleracin del avin en m/s2. b) Calcule el tiempo necesario para acelerar el

avin hasta la rapidez de despegue R: a) 32.2 m/s2, b) 2.43s

10. Un antlope con aceleracin constante cubre la distancia de 70.0 m entre dos puntos en 7.00s. Su

rapidez al pasar por el segundo punto es 15.0 m/s. a) Qu rapidez tena en el primero? b) Qu

aceleracin tiene? R: a) 5m/s, b) 1.43m/s2

11. Un tren subterrneo en reposo parte de una estacin y acelera a una tasa de 1.60 m/s 2durante 14.0 s,

viaja con rapidez constante 70.0 s y frena a 3.50 m/s 2hasta parar en la siguiente estacin. Calcule la

distancia total cubierta. R : 1.8km.

12. Un estudiante lanza un globo lleno con agua, verticalmente hacia abajo desde la azotea de un

edificio.El globo sale de su mano con una rapidez de 6.00 m/s. Puede despreciarse la resistencia del

aire, as que el globo est en cada libre una vez soltado. a) Qu rapidez tiene despus de caer

durante 2.00 s? b) Qu distancia cae en este lapso? c) Qu magnitud tiene su velocidad despus de

caer 10.0 m? d) Dibuje las grficas: ay-t, vy-t y y-t para el movimiento. R: a) 25.6m/s, b) 31.6m,

c)15m/s.

13.

Un peasco es expulsado verticalmente hacia arriba por un volcn, con una rapidez inicial de 40.0

m/s. Puede despreciarse la resistencia del aire. a) En qu instante despus de ser expulsado el

peasco sube a 20.0 m/s? b) En qu instante baja a 20.0 m/s? c) Cundo es cero el desplazamiento

con respecto a su posicin inicial? d) Cundo es cero la velocidad del peasco? e) Qu magnitud y

direccin tiene la aceleracin cuando el peasco est i) subiendo? ii) bajando? iii) en el punto ms

alto?f) Dibuje las grficas ay-t, vy-t yy-t para el movimiento. R: a) 2.04s, b) 6.12s, c) 8.16s, d) 4.08s,

e) 9.8m/s2en todos los casos.

14. Imagine que est en la azotea del edificio de fsica, a 46.0 m del suelo (figura). Su profesor, que tiene

una estatura de 1.80 m, camina junto al edificio a una rapidez constante de 1.20 m/s. Si usted quiere

dejar caer un huevo sobre la cabeza de su profesor, a) dnde deber estar ste cuando usted suelte el

huevo? Suponga que el huevo est en cada libre. R: 3.6m

15. Un globo inflado con aire caliente se eleva verticalmente con una rapidez constante de 5 m/s. Cuando

est a 50 m sobre el suelo, se deja caer un paquete desde el globo. a) Calcular el tiempo que tarda elglobo en llegar a los 50 m. b) Cunto tiempo demora el paquete en llegar al suelo despus que se ha

soltado? c) Cul es la velocidad del paquete justo antes de llegar al suelo? d) Repetir b) y c) para el

caso en que el globo desciende a 5 m/s desde una altura de 50 m. R:a) 10s, b) 3.7s, c) 32 m/s.

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16. Se deja caer una piedra desde el borde de un acantilado. Una segunda piedra se lanza hacia abajo

desde el mismo lugar un segundo ms tarde con una rapidez inicial de 15 m/s. a) Si ambas piedras

golpean el suelo simultneamente, determine la altura del acantilado. b) Calcular la velocidad de

cada piedra justo antes de llegar al suelo. R:a) 20m, b) 20 y 25 m/s

17. La altura de un helicptero sobre el suelo est representada por h= 3t3, donde h est en metros y t en

segundos. Despus de 2s, el helicptero deja caer una pequea valija con la correspondencia.

Cunto tiempo tarda la valija en llegar al suelo? R:8s

18. Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba desde el suelo con una velocidad inicial de 15m/s.

Calcular: a) el tiempo que la pelota tarda en alcanza su altura mxima, b) la altura mxima, c) la

velocidad y la aceleracin de la pelota para t = 2s. R:a)1.5s, b)11.5m, c)-4.6m/s, g.

19. Mariana deja caer una pelota de tenis desde la terraza de un edificio, y un segundo despus tira

verticalmente hacia abajo otra pelota con una rapidez de 20 m/s. Calcular la altura mnima del

edificio para que la segunda pelota pueda alcanzar a la primera. R: 11.25m

20. Una pelota rgida que viaja en lnea recta (el eje x) choca contra una pared slida y rebota

repentinamente durante un breve instante. En la figura 2.46, la grfica vx-t muestra la velocidad de

esta pelota en funcin del tiempo. Durante los primeros 2.00 s de su movimiento, obtenga a) la

distancia total que se mueve la pelota, y b) su desplazamiento. c) Dibuje una grfica ax-t del

movimiento de esta pelota. d) En los 5.00 s la grfica que se muestra es realmente vertical?

Explique su respuesta.