Física I (Biólogos y geólogos)

Física
Guía 1. Cinemática
I. Unidades
1) Expresar las siguientes magnitudes usando los prefijos:
a) 1.000.000 vatios, b) 0,002 gramos, c) 3 x 10-6 metros, 30000 segundos
2) Escribir cada una de las siguientes magnitudes sin usar prefijos:
a) 40 μW, b) 4 ns, c) 3 MW, d) 25 Km
3) La velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s. ¿Cuál es la velocidad de un avión supersónico que se
mueve con una velocidad doble a la del sonido? Dar las respuestas en Kilómetros por hora y millas por
hora.
4) Completar las siguientes expresiones:
a) 1,296 x 105 Km/h2 = _________ Km/h.s
b) 1,296 x 105 Km/h2 = _________ m/s2
II.
Movimiento Rectilíneo
5) Un cometa que viaja directamente hacia el Sol es detectado por primera vez en x i = 3,0 x 1012 m
respecto al Sol. Exactamente un año después se encuentra en xf = 2,1 x 1012 m. Determinar su
desplazamiento y velocidad media.
6) Habitualmente tardamos 10 min en ir de casa a la escuela situada a 5 Km de distancia, yendo por una
calle recta. Si un día, salimos de casa 15 min antes del comienzo de la clase, pero nos encontramos con
un semáforo estropeado que hace que la velocidad durante los 2 primeros kilómetros sea de 20 Km/h,
¿llegaremos a tiempo?
7) Dos trenes separados 75 Km se aproximan uno al otro por vías paralelas, moviéndose cada uno de ellos
a 15 km/h. Un pájaro vuela de un tren al otro en el espacio que los separa, hasta que se cruzan. ¿Cuál
es la distancia total recorrida por el pájaro si este vuela a 20 km/h?
8) Un leopardo puede acelerar de 0 a 96 km/h en 2 seg, mientras que una moto requiere 4,5 seg. Calcular
las aceleraciones medias del leopardo y de la moto, y compararlas con la aceleración de caída libre
debida a la gravedad, g = 9,81 m/s2.
9) Un coche se mueve a 45 km/h en el tiempo t=0. El coche acelera de forma constante a razón de 10
Km/(h.seg).
a) ¿Cuál es su velocidad cuando t=2 seg.
b) ¿En que momento el coche se mueve a 70 Km/h?
10) Un niño lanza hacia arriba una pelota con una velocidad inicial de 15 m/s. Considerando que su
aceleración es 9,81 m/s2 hacia abajo (despreciamos la resistencia del aire),
a) ¿Cuánto tiempo tardará la pelota en alcanzar su punto mas alto?
b) ¿Cuál es la altura máxima alcanzada?
c) Suponiendo que la pelota la recoge a la misma altura de la que ha salido, ¿Cuánto tiempo permanece
en el aire?
11) Un automovilista que conduce de noche ve de pronto un auto detenido y frena hasta detenerse con una
aceleración de 5 m/s2 (una aceleración que reduce la velocidad suele llamarse desaceleración). ¿Cuál es
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Física
la distancia de frenado del vehículo si su velocidad inicial es de, a) 15 m/s o b) 30 m/s?
12) Un coche que va a 100 km/h choca contra una pared de hormigón rígida. ¿Cuál es su aceleración si se
estima una deformación del auto de 0,75 m?
13) En un tubo de rayos catódicos un electrón se acelera desde el reposo con una aceleración de 5,33 x
1012 m/s2 durante 0,15 μs. Después, el electrón se mueve con velocidad constante durante 0,2 μs.
Finalmente alcanza el reposo con una aceleración de -2,67 x 1013 m/s2. ¿Qué distancia recorre el
electrón?
14) Un coche lleva una velocidad de 25 m/s (≈90 Km/h) en una zona escolar. Un coche de policía que está
parado, arranca cuando el infractor le adelanta y acelera con una velocidad constante de 5 m/s 2.
a) ¿Cuánto tiempo tarda el coche de policía en alcanzar al vehículo infractor?
b) ¿Qué velocidad lleva el coche de policía cuando le alcanza?
III.
Movimiento en dos Dimensiones
15) Un niño lanza una pelota al aire con una velocidad inicial de 25 m/s, Formando un angulo de 36º con la
horizontal. Posteriormente, otro estudiante lo recoge. Determinar:
a) el tiempo total que la pelota está en el aire
b) La distancia total horizontal recorrida.
16) Un helicóptero deja caer un paquete con suministros a las victimas de una inundación que se hallan en
una balsa. Cuando el paquete se lanza, el helicóptero se encuentra a 100 m por encima de la balsa,
volando a 25 m/ y formando un ángulo de 36,9º sobre la horizontal.
a) Durante cuanto tiempo estará el paquete en el aire?
b) ¿Dónde caerá el paquete?
c) Si el helicóptero vuela a velocidad constante, ¿Cuál será su posición en el instante en que el paquete
llega al suelo?
17) Un policía persigue a un consumado ladrón de joyas a través de los tejados de la ciudad. Ambos están
corriendo a la velocidad de 5 m/s cuando llegan a un espacio vacío entre dos edificios que tiene 4 m de
anchura y un desnivel de 3 m. El ladrón, que tiene algunos conocimientos de física, salta a 5 m/s con
una inclinación de 45º y salva el hueco con facilidad. El policía nunca estudió física y piensa que lo
mejor sería saltar con el máximo de velocidad horizontal, de modo que salta a 5 m/s horizontalmente.
a) ¿Conseguirá salvar el obstáculo?
b) ¿A que distancia del borde del segundo edificio llegó el ladrón?
18) Un río de orillas rectas y paralelas tiene una anchura de 0,76 Km. La corriente del río baja a 4 Km y es
paralela a los márgenes. El barquero que conduce una barcaza que puede alcanzar una velocidad
máxima de 4 Km/h en aguas quietas desea ir de A a B, donde AB es perpendicular a la orilla. El
barquero debe:
a) dirigir la barcaza directamente a través del río, perpendicular a la orilla siguiendo AB
b) poner un rumbo de 53º dirigido aguas arriba respecto la dirección AB
c) poner un rumbo de 37º dirigido aguas arriba respecto la dirección AB
d) renunciar ya que es imposible ir de A hasta B con una nave de estas características
e) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
19) Un satélite se nueve con velocidad constante en una órbita circular alrededor del centro de la tierra y
cerca de la superficie de la tierra. Si su aceleración es g=9,81 m/s2, determinar:
a) su velocidad escalar
b) el tiempo que invierte en una revolución completa. (radio de la tierra r= 6370 Km)
20) Una centrifugadora gira a 15.000 rev/min
a) Calcular la aceleración centrípeta en un tubo con una muestra situado a 15 cm del eje de rotación.
b) Para conseguir la velocidad máxima de rotación, la centrifugadora acelera durante 1 min y 15 s.
Calcular el módulo de la aceleración tangencial mientras acelera, suponiendo que esta sea constante.
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