guia de problemas nº1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE FISICA
GUIA DE PROBLEMAS Nº1
PROBLEMA Nº1 Un auto de carreras originalmente en reposo, tiene una aceleración constante de
4m/s2. Cuando alcanza la rapidez de 200Km/h, frena con una desaceleración constante hasta que se
detiene. Determinar la desaceleración y el tiempo total transcurrido de movimiento, si la distancia es
de 500m.
PROBLEMA Nº2 Un coche parte del reposo y se mueve con aceleración constante por una carretera
recta, plana y horizontal hasta alcanzar una rapidez de 30m/s que mantiene a continuación. Si durante
el tercer segundo a partir del arranque, el coche recorre 7,5m; determinar el desplazamiento 20s
después de la partida.
PROBLEMA N°3 Una partícula parte del origen con una velocidad inicial en la dirección x, se
mueve durante 6s con una aceleración constante a = -15i m/s2. Si en ese instante la velocidad es
30m/s en el sentido de las x negativas, determinar: a) La velocidad inicial v0, b) el desplazamiento total
de la partícula y c) la distancia total recorrida por ella.
PROBLEMA Nº4
La gráfica x = x(t) representa el movimiento de una partícula en línea recta.
a) Establecer el tipo de movimiento en cada intervalo de tiempo. b) Graficar vx = vx (t). c) Graficar
ax = ax(t).
x
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t
PROBLEMA Nº5 Un tren suburbano parte del reposo en una estación y acelera durante 10s a razón
de 1,20m/s2. Después se mueve con velocidad constante durante 30s y por fin desacelera hasta que se
detiene en la siguiente estación al cabo de 5s más. Hallar gráfica y analíticamente la distancia total
recorrida. Graficar x = x(t) , vx = vx(t) y ax = ax(t).
PROBLEMA Nº6 Una partícula se mueve en línea recta con aceleración constante. Se mide el
desplazamiento s a partir de una posición de la partícula que no es la que ocupa en el instante t = 0.
Cuando t = 10s, s = 30m y cuando t = 20s, s = 50m. Luego la rapidez es de 1m/s cuando t = 0.
Hallar la aceleración y la distancia recorrida por la partícula durante los primeros 5s.
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PROBLEMA Nº7 Un trineo partiendo del reposo se mueve a lo largo de una pista recta de tal manera
que acelera en la forma indicada en la figura hasta un tiempo t = 10s, después desacelera a razón
constante. Trazar la gráfica de vx = vx(t) y determinar el tiempo necesario para detener el trineo.
ax (m/s2)
10
t’
10
0
t(s)
-2
PROBLEMA Nº8
El coche A está detenido frente a un semáforo. Se enciende la luz verde y A
arranca. Al hacerlo el coche B que se mueve a velocidad constante, lo pasa. Las gráficas v x = vx(t) se
muestran en la figura. a) ¿Cuánto tardará A en alcanzar la velocidad de B?. b) ¿En qué instante
alcanza A a B? . c) ¿Qué distancia habrán recorrido desde el semáforo al producirse el encuentro?.
vx (m/s)
30
Coche A
20
Coche B
10
t(s)
0
2
4
6
8
10
PROBLEMA Nº9 Un coche de policía equipado con radar, detecta a un coche viajando a 108Km/h.
El coche de policía arranca en su persecución 30s después de detectarlo y acelera hasta 180Km/h en
20 s. Suponiendo que las velocidades se mantienen en una carretera recta, ¿ a qué distancia del puesto
de observación terminará la persecución?.
PROBLEMA Nº10 Se deja caer una piedra desde lo alto de un edificio. El sonido de la piedra al
chocar con el suelo se escucha 6,5s más tarde. Si la rapidez del sonido es de 336m/s, calcular la altura
del edificio.
PROBLEMA Nº11 Un hombre que va viajando hacia arriba en un elevador de carga, accidentalmente
deja caer un paquete fuera del elevador cuando está a 20m del suelo. Si el elevador mantiene una
rapidez constante hacia arriba de 5m/s, determinar a qué altura del suelo está en el instante en que el
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paquete choca contra el suelo. Graficar vy = vy(t) para el paquete durante el tiempo que está en
movimiento.
PROBLEMA Nº12
Un ascensor sube con una aceleración hacia arriba de 1,2m/s 2. En el instante en
que su velocidad es de 2,4m/s hacia arriba, cae un tornillo del techo de la cabina situado a 2,7m sobre
el piso del ascensor. Hallar el tiempo transcurrido hasta que el tornillo se encuentra con el piso del
ascensor.
PROBLEMA Nº13 Desde la tierra se lanza una pelota hacia el aire. Se observa que la velocidad a una
altura de 9,1m es v = 7,6 i+ 6,1j en m/s. a) ¿Cuál es la altura máxima a la que llega la pelota?.
b)¿Cuál es la distancia horizontal recorrida por la pelota?. c) ¿Cuál es la velocidad de la pelota justo
en el instante que llega al suelo?.
PROBLEMA Nº14 Un objeto se lanza hacia arriba con un ángulo de 37º con la horizontal con
velocidad de 10m/s desde la parte superior de un edificio de 20m de altura. ¿En que lugar tocará el
suelo?.
PROBLEMA Nº15 Un niño lanza una pelota comunicándole una rapidez de 10m/s de manera que su
dirección forma con el horizonte un ángulo de 45°. La pelota choca contra una pared que se encuentra
a una distancia x = 3m del niño. Determinar : a) ¿cuándo se produce el choque con la pared?;
¿mientras la pelota asciende o desciende?. b) ¿A qué altura chocará la pelota contra la pared (medida a
partir de la altura desde la que fue lanzada)?. c) ¿Cuál será la velocidad de la pelota en el momento de
chocar contra la pared?.
PROBLEMA Nº16 Un muchacho arroja horizontalmente, desde un puente de 5m de altura, una bola
de nieve con una rapidez de 12m/s con el objeto de impactarle a un camión de 6m de largo que va
viajando en la calle debajo del puente. Si el camión mantiene una rapidez constante de 10m/s. ¿Cuál
será el tiempo mínimo que deberá esperar el muchacho, a partir de que la punta del camión pasa
debajo de él, para arrojar la bola y pegarle al camión?. ¿ Y cuál será el tiempo máximo?.
PROBLEMA Nº17 Un cañón que está situado en lo alto de un arrecife de 12m de altura dispara un
proyectil con una velocidad de 24m/s formando un ángulo de 30º por encima de la horizontal. Si un
auto se dirige directamente al arrecife con una velocidad de 60Km/h a lo largo de un camino
horizontal; ¿a qué distancia se debe encontrar el auto del arrecife en el instante en que es disparado el
proyectil para que se produzca el impacto?.
PROBLEMA Nº18 Determinar el radio de curvatura de la trayectoria de un proyectil en el preciso
instante en que su aceleración tangencial a t = -1,21 m/s2 y su altura h = 30,4m. Si cuando t = 0,
v0 = 50m/s y  0 = 30º respecto a la horizontal.
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PROBLEMA Nº19 La gráfica representa la variación del módulo de la velocidad en función del
tiempo para una partícula que describe una trayectoria circular. En el instante t = 1s, el vector
aceleración forma un ángulo de 30º con la dirección radial. Determinar el radio de la trayectoria.
V(m/s)
15
10
5
0
0,5
1,0
1,5
t(s)
PROBLEMA Nº20 Un tren pasa por una estación a 30m/s. Una bola rueda sobre el piso del tren con
una velocidad de 15m/s dirigida: a) en la dirección del movimiento del tren, b) en la dirección opuesta
y c) en la dirección perpendicular a la del tren. Encontrar, en cada caso, la velocidad de la bola con
respecto a un observador parado en la plataforma de la estación.
PROBLEMA Nº21 Un avión “A” vuela con una velocidad de 100m/s en una dirección de 60º al E del
N, mientras que otro avión “B” lo hace con una velocidad de 80m/s en una dirección de 30º al O del S
determinar la velocidad del avión “A” con respecto al avión “B”.
PROBLEMA Nº22 Un tren de 350m de longitud viajando a una rapidez constante de 40m/s, cruza
una carretera, como se indica en la figura. Si un automóvil (A) está viajando a 45m/s y se encuentra a
400m del cruce en el instante en que el frente del tren alcanza el cruce, determinar: a) la velocidad
relativa del tren respecto al automóvil. b) La distancia entre el automóvil y el extremo del último
vagón del tren en ese instante.
400m
A
45º
350m
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