ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL D EL LITORAL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS
Ingenierías Ingeni erías
TAREA #2
1. Un auto auto viaja en línea línea recta recta una una distanci distancia a de 20 km a una rapidez constante de 30 km/h. Durante los siguientes 20 km su rapidez es de 40 km/h los !ltimos 20 km los realiza a una rapidez constante de "0 km/h. #$u%l es la magnitud de la velocidad media en km/h del auto durante todo el viaje& a' 1.2 (' 3).0 3).0 c' 3*.3 3*.3 d' 40.0 40.0 e' 4".2 4".2
Resp:
c)
2. Una partícu ícula se mueve a lo larg argo de la trae aectoria mostra trada en la +igura, partie tiendo del pun punto - con rapidez constante de 20 m/s llega al punto al ca(o de 2s seguidamente descri(e una traectoria semicircular de radi o 10 m con rapidez B C constante de 30 m/s. A Determ ermine el mdulo de la R velocidad media de la partícula en su recorrido total. a' 1.) 1.) m/s m/s (' 2*. 2*. m/s m/s c' 23.4 23.4 m/s m/s d' 10. 10. m/s m/s e' 1".4 1".4 m/s m/s
Resp:
a)
3. Un trap trapec ecis ista ta se suel suelta ta de la posi posici cin n most mostra rada da en la +igura. Despreciando la resistencia del aire, determine la magnitu magnitud d de la veloci velocidad dad media media del trapec trapecist ista a entre entre los puntos - sa(iendo 5ue el tiempo empleado en regresar a su posicin inicial +ue de 3 s. a' 11." 11."4 4 m/s m/s (' .3 .3 m/s m/s 60° c' *.22 *.22 m/s m/s d' . . m/s m/s e' ".)) ".)) m/s m/s m 0 1
Resp:
e) A
B
4. 6ara el pro(lema anterior, determine la rapidez media del trapecista durante los 3 s. a' 1".21 m/s (' 13. m/s c' 11."4 m/s d' 0 m/s e' .* m/s
Resp:
e)
7. Dos partículas - se encuentran en las posiciones indicadas en la +igura a t0. 7i las partículas se mueven con velocidades de 20 m/s 10 m/s respectivamente. #$u%l es la distancia total recorrida por las partículas al instante de encontrarse& a' 400 m A B (' "00 m c' )00 m 0 - 200 m 100 m d' 00 m e' 1200 m Resp: d) 8. Un tren demora s en pasar +rente a un o(servador +ijo en tierra 24 s en atravesar completamente un t!nel de 30 m de largo, con la misma rapidez. #$u%l es la longitud del tren& a' 1" m (' 10* m c' 114 m d' 120 m e' 130 m Resp: d) 9. Dos partículas se encuentran en las posiciones x18"i'm x2820i'm en el instante t0. 7i las partículas se mueven en direcciones contrarias con rapidez constante de 2 m/s 4 m/s respectivamente. Determine la posicin el tiempo en 5ue las partículas se cruzan. a' "i 2." s (' 10i 2." s c' )."i 1." s d' 1"i " s e' 1)i s
Resp:
b)
10. Un carro parte de - a 0 km/h. 9tro carro sale de , al mismo tiempo, a 0 km/h. 7i los dos carros se dirigen el uno hacia el otro, encuentre a 5u: distancia se encuentran los carros un minuto antes de chocar. a' 0." km (' 1.0 km c' 1." km d' 2." km e' ;alta conocer la separacin entre - . Resp: d) 11. Dos partículas se hallan en las posiciones indicadas al instante t0. 7i se mueven con velocidades como se muestran en la +igura, determine el instante en 5ue se hallar%n e5uidistantes del punto -. a' " s 20 m/s 10 m/s (' 10 s c' 1" s A d' 20 s 300 m e' 2" s Resp: b) 12. Dos partículas, - , inicialmente separadas una distancia de 1"0 m entre sí, parten simult%neamente al tiempo t0, tal como se muestra en la +igura. $onsidere 5ue la partícula tiene una rapidez constante de 20 m/s, en tanto 5ue la partícula -, tiene una rapidez constante de 40 m/s.
a distancia entre los puntos - es de *40 km un automvil sale de - hacia dos horas despu:s sale de un segundo automvil, para hacer el mismo viaje.
14. Un tren de carga 5ue va a 42 km/h es seguido tres horas despu:s por un tren de pasajeros, 5ue parte del mismo punto inicial tiene velocidad de 0 km/h. #a distancia entre los puntos - es 120 km. Un tren de pasajeros sale de - hacia al mismo instante sale un tren de carga de hacia -.
x(m) A
0
t(s)
10 B
17.
2
A
3
t t 4
18.
19.
V
2
20. #$u%l es la aceleracin en m/s2 5ue de(e imprimírsele a un mvil para 5ue su velocidad +inal sea igual a 4 veces su velocidad inicial al ca(o de 10 s despu:s de recorrer 100 m& a' 1.2 (' 1.* c' 2.4 d' 12 e' 1*
Resp:
a)
21. Un auto parte del reposo del punto - se desplaza en línea recta con una aceleracin constante de 2 m/s2. Despu:s de 10 s otro auto parte del reposo desde el mismo
punto alcanza al primer vehículo en 30 s. #$u%l es la aceleracin del segundo auto& a' 1).42 m/s2 (' 3." m/s2 c' 3.01 m/s2 d' 2.) m/s2 e' 1.13 m/s2
Resp:
b)
22. Dos mviles en línea recta parten al mismo tiempo de posiciones di+erentes seg!n las ecuaciones B32C"t B"tC2t2.
Resp:
d)
23. Dos partículas parten al mismo instante desde el origen de un sistema de coordenadas. >a una parte en direccin vertical con rapidez constante de 4 m/s. >a otra parte desde el reposo se mueve en direccin perpendicular a la anterior con una aceleracin de * m/s 2 durante los primeros 4 s, para luego continuar movi:ndose con velocidad constante. Desde el instante en 5ue partieron al ca(o de cu%nto tiempo las partículas estar%n separadas 0.1" km. a' 2.2 s (' 3.3 s c' 4.4 s d' "." s e' . s
Resp:
e)
24. Dos vehículos se encuentran separados una distancia de "00 m. 7i los vehículos se aceleran al mismo tiempo desde el reposo en direcciones contrarias a razn de 1." m/s 2 3." m/s2 respectivamente, los vehículos se encontrar%n al ca(o de= a' 22.3 s (' 1*.2 s c' 1.2 s d' 14.2 s e' 10.0 s
Resp:
d)
2". 7i la ecuacin de movimiento de una partícula es BA t2"C3t, donde B est% en metros t en segundos.
Resp:
a)
2. Dos vehículos se encuentran so(re una carretera recta, uno +rente al otro, parten del reposo aceleran 2 2 acerc%ndose a razn de 3m/s " m/s , respectivamente. -l ca(o de 10 s se encuentran separados 100 m. #Eu: distancia esta(an separados antes de emprender el viaje si se cruzan en el camino& a' "00 m (' 1"0 m c' 200 m d' 300 m e' 400 m
Resp:
d)
2).
Resp:
b)
2*.
representa
el
t(s)
12
20
25
d' ?)4 m e' ? 4 m
Resp:
b)
2.
Resp:
v(m/s) 10
t(s) 12
15
-15
d)
30. >os gr%+icos mostrados representan el movimiento de una partícula en línea recta la x(m) v(m/s) 50 20 velocidad de la partícula a t0 es= a' 10.0 m/s 4 t(s) (' 11.) m/s -10 4 t(s) c' 1.2 m/s d' 2".1 m/s e' 3".0 m/s
Resp:
a)
31. Dos partículas se mueven en direcciones contrarias, con aceleraciones como se indica en la +igura. #$u%l de los siguientes gr%+icos representaría mejor el movimiento de las partículas&
x
x (a)
x (b)
(c)
t x
t
t
x (d)
(e) a t
Resp:
a
t
c)
32. >a gr%+ica velocidad vs tiempo v(m/s) representa el movimiento de una partícula en línea recta. Gndi5ue cu%l de las opciones siguientes es la incorrecta. t(s) 5 10 15 20 a' >a velocidad inicial es cero. ('
Resp:
d)
33. #$u%l de las siguientes proposiciones es verdadera& a'
t es continua, entonces en alg!n instante de este intervalo la velocidad de(e ser cero. d' 7i la velocidad media tiene un valor positivo, entonces el desplazamiento puede ser negativo. e' >a velocidad media la velocidad instant%nea son iguales en un IU@ durante un intervalo de tiempo Ht.
Resp:
c)
34. $on relacin a la de+inicin de aceleracin, #cu%l de las siguientes opciones es +alsa& a' 7i un cuerpo movi:ndose en línea recta con velocidad constante, cam(ia la direccin de su movimiento, el cuerpo eBperimentar% aceleracin. (' Un cuerpo con velocidad negativa puede tener aceleracin positiva. c'
Resp: c) 3". Una partícula se mueve en línea recta eBperimenta un desplazamiento positivo con aceleracin negativa, entonces, a' >a partícula tiene velocidad inicial negativa. (' >a partícula en alg!n instante puede tener velocidad negativa. c' >a partícula en alg!n instante puede detenerse. d' a' (' son correctas. e' (' c' son correctas. Resp: e) 3. Una partícula se mueve en línea recta eBperimenta un desplazamiento negativo con aceleracin positiva. #$u%les de las siguientes proposiciones son verdaderas& G. 7u rapidez se est% incrementando. GG. 7e detendr% en alg!n instante. GGG. 7u rapidez est% disminuendo. G@. Juvo velocidad inicial negativa. @. 7u velocidad en alg!n instante puede ser positiva a' GG, G@ @ (' G, GG, GGG c' GG G@ d' GG, GGG G@ e' G, GGG G@
Resp:
a)
3). #$u%les de las siguientes proposiciones son +alsas& G.Un cuerpo con aceleracin constante puede cam(iar su direccin de movimiento. GG. Un cuerpo con aceleracin constante puede eBperimentar desplazamiento nulo. GGG.Un cuerpo con aceleracin constante puede cam(iar la direccin de la velocidad. [email protected] cuerpo con aceleracin constante mantiene su direccin de movimiento. @.Un cuerpo con aceleracin constante duplica la distancia recorrida con respecto al tiempo, con relacin a uno con velocidad constante. a' G G@ ('GG @ c'GG G@ d'G@ @ e'GG, G@ @
Resp:
d)
3*.
Resp:
e)
3.
v(m/s)
0
2
4
6
8
t(s)
a' (' c' d' e'
2 4 * 0
s. s. s. s. s.
Resp:
c)
40. >os siguientes enunciados hacen re+erencia al movimiento de una partícula en línea recta, de ellos determine cu%les son verdaderos. G. 7i el desplazamiento es positivo, la aceleracin siempre es positiva. GG. 7i la traectoria no es rectilínea, la partícula est% acelerada. GGG.
Resp:
II y III
41. Un o(jeto se mueve en línea recta so(re una carretera horizontal. Del vehículo se lanza un o(jeto verticalmente hacia arri(a.
Resp:
d)
CI! "I#R$ 42.a velocidad +inal de la piedra sería el do(le en la tierra si caese de la misma altura K. d'
a' -m(os cuerpos llegan al suelo con la misma velocidad. (' os cuerpos llegan al suelo a intervalo de 82v 0/g' segundos. d' a aceleracin siempre est% en la direccin del movimiento. (' >a aceleracin siempre se opone a la velocidad. c' >a aceleracin siempre est% dirigida hacia a(ajo. d' >a aceleracin siempre est% dirigida hacia arri(a. e' >a aceleracin se dirige de acuerdo a la direccin del movimiento. Resp: c) 4. Una maceta se deja caer desde una ventana 5ue est% en un 5uinto piso. a maceta llega primero al piso con una velocidad maor 5ue la del vaso (' >a maceta toca el piso al mismo tiempo 5ue el vaso, pero la rapidez de la maceta es maor c' >a maceta el vaso tocan el piso al mismo instante con la misma velocidad d' os o(jetos se encontrar%n al ca(o de a' 2 s (' 3s c' 4s d' "s e' s Resp: d) 4*. Una persona 5ue est% dentro de una ha(itacin ve pasar por la ventana un o(jeto. >a ventana tiene 1.3 m de altura el o(jeto se demora en pasar 0.22 seg. >a altura desde donde se dejo caer el o(jeto es= a' 3.2" m (' 3.0" m c' 2.*" m d' 2.4 m e' 1.1 m Resp: e) 4. Una caja cae desde el reposo desde una altura de 20 m. Nusto en el instante antes de tocar el suelo, un o(jeto se lanza desde la caja verticalmente hacia arri(a con una velocidad de 2" m/s 8con respecto a la caja'. Determine el tiempo 5ue el o(jeto tardar% en volver al suelo. Use g 10 m/s 2 a' 0." s (' 1 s c' 1.)3 s d' 2.0 s e' 2." s
Resp:
b)
"0. 7e deja caer un cuerpo simult%neamente se lanza hacia a(ajo otro o(jeto con una velocidad de 2 m/s. 7i 3 segundos antes 5ue uno de los cuerpos to5ue el suelo est%n separados 1* metros, indi5ue la altura desde donde se deja caer el cuerpo. a' )"0m (' )30 m c' )0 m d' 41" m e' 24 m Resp: b) "1. Un cohete se acelera verticalmente hacia arri(a desde el reposo a razn de 1" m/s 2. Despu:s de " segundos de ha(er despegado, se desprende un tornillo de su +uselaje. Determine el tiempo 5ue tarda el tornillo en llegar al suelo a partir del momento en 5ue se desprenda del +uselaje. a' .1 s (' *." s c' 10.3 s d' 13." s e' 1).2 s Resp: "2.Un glo(o acelera a un dardo velocidad glo(o, en a' 3.1* s Resp: e)
se suelta desde el suelo desde el reposo el glo(o se razn de 4 m/s 2. Dos segundos despu:s se lanza verticalmente en la misma direccin en 5ue se mueve el glo(o con una de 10 m/s. Determine el tiempo, despu:s de ha(er soltado el 5ue el dardo lo alcanza. (' 2.0" s c' 1."1 s d' 1.0 s e' unca lo alcanza
"3. Desde lo alto de un acantilado de 140 m, se lanza verticalmente un o(jeto hacia a(ajo con velocidad de 3m/s.
