problemas MRU MRUA y caida libre (parte #2).

INSTITUTO ORIENTE
QUINTOS DE BACHILLERATO
PROBLEMAS MRU, MRUA Y CAIDA LIBRE (PARTE #2)
1. ¿Cuál debe ser la rapidez promedio para viajar 330 km
en 4.25 h?
12. Un automóvil deportivo acelera desde el reposo hasta
100 km/h en 6.2 s. ¿Cuál es su aceleración en m/s2?
2.
13. En carretera, determinado automóvil es capaz de
acelerar aproximadamente 1.7 m/s2. Con esta
aceleración ¿Cuánto tardará en pasar de 90 km/h a
110 km/h?
A una rapidez promedio de 25.0 km/h, ¿Qué distancia
recorrerá un ciclista en 110 min?
3. Un pájaro puede volar a 25 km/h, ¿Cuánto tardará en
volar 18 km?
4. Si conduces a 110 km/h y miras hacia un lado durante
2.5 s, ¿Qué distancia recorrerás durante este periodo
de divagación?
5. ¿Cuánto es 55 mi/h en (a) km/h, (b) m/s y (c) ft/s?
6. Una persona trota ocho vueltas completas alrededor de
una pista de cuarto de milla en un tiempo total de 13.5
min. Calcula (a) la rapidez media y (b) la velocidad
media en m/s.
7. Un caballo se aleja de su entrenador trotando sobre
una línea recta, y recorre 150 m en 14 s. Después gira
abruptamente y recorre la mitad de lo que había
desplazado en 4.5 s. Calcula (a) su rapidez promedio y
(b) su velocidad promedio para el recorrido completo,
utilizando la dirección en que se aleja del entrenador
como positiva.
8. Calcula la rapidez promedio y la velocidad promedio de
un viaje redondo completo en el cual los primeros 200
km son cubiertos a 90 km/h, después se tiene un
descanso de una hora para almorzar y los 200 km
finales son recorridos a 50 km/h.
9. Un aeroplano viaja 2,400 km a una rapidez de 800
km/h. Luego se encuentra con viento de proa y viaja a
1,000 km/h durante los siguientes 1,800 km. ¿Cuál fue
el tiempo total del recorrido? ¿Cuál fue la rapidez
media del avión durante este viaje?
10. Dos locomotoras se acercan entre si sobre vías
paralelas. Cada una tiene una rapidez de 120 km/h con
respecto al piso. Si inicialmente están a 8.5 km de
distancia, ¿Cuánto tiempo pasara para que se
encuentren?
11. Una pelota que viaja con rapidez constante pega en los
bolos al final de la mesa de 16.5 m de longitud. El
jugador oye el sonido de la bola que pega contra los
bolos 2.5 s después de que la bola salio de sus manos.
¿Cuál es la rapidez de ésta? La rapidez del sonido es
de 340 m/s.
14. Una atleta acelera desde el reposo hasta alcanzar una
rapidez de 10.0 m/s en 1.3 s. ¿Cuál es su aceleración
(a) en m/s2 y (b) en km/h2?
15. Según un anuncio, un automóvil deportivo puede
frenar en una distancia de 50 m desde una rapidez de
90 km/h, ¿Cuál es su aceleración en m/s2? ¿Cuántas
“g” vale esta aceleración (g = 9.80 m/s2).
16. Un automóvil acelera de 10 m/s a 25 m/s en 6.0 s.
¿Cuál es la aceleración? ¿Qué distancia recorre en este
tiempo? Supón una aceleración constante.
17. Un automóvil desacelera desde una velocidad de 20
m/s hasta el reposo en una distancia de 85 m, ¿Cuál es
su aceleración, que supondremos constante?
18. Un aeroplano ligero debe alcanzar una rapidez de 30
m/s antes del despegue. ¿Qué distancia necesita
recorrer si la aceleración (constante) es de 3.0 m/s?
19. Una corredora de velocidad puede arrancar y alcanzar
prácticamente
su
máxima
rapidez
(de
aproximadamente 11.5 m/s) durante los primeros 15
m de la carrera. ¿Cuál es la aceleración promedio de
esta corredora y cuanto tiempo le lleva alcanzar dicha
rapidez?
20. Un automóvil desacelera desde una velocidad de 25
m/s hasta el reposo en 5.00 s. ¿Qué distancia recorrió
en ese tiempo?
21. Al detenerse un automóvil se derrapa y deja unas
marcas en el pavimento de 250 m de longitud.
Suponiendo una desaceleración de 9.00 m/s2, que es
más o menos la máxima para neumáticos de hule en
pavimento seco, calcula la velocidad del automóvil
antes de aplicar los frenos.
22. Un automóvil viaja a 40 km/h y desacelera a una tasa
constante de 0.50 m/s2. Calcula (a) la distancia que
recorre hasta que se detiene, (b) el tiempo que tarda
en detenerse y (c) la distancia que recorre durante el
primero y quinto segundos.
23. Un automóvil que viaja a 90 km/h choca con un árbol.
Su extremo delantero se comprime y el conductor llega
al reposo después de recorrer 0.70 m. ¿Cuál fue la
desaceleración media del conductor durante el
choque? Expresa la respuesta en términos de “g”,
dado que 1.00 g = 9.80 m/s2.
24. Un automovilista que viaja con una rapidez de 120
km/h pasa frente a una patrulla de policía que esta
estacionada El oficial de policía empieza a seguir al
automóvil con exceso de velocidad con una aceleración
constante de 10 km/h/s. ¿Cuánto tiempo le llevara al
oficial de policía alcanzar al automovilista, suponiendo
que mantenga su rapidez constante? ¿A que rapidez
ira la patrulla de policía en ese momento?
25. Una persona conduce un automóvil a 50 km/h y se
acerca a un crucero justo cuando enciende la luz
amarilla del semáforo. Sabe que esa luz amarilla solo
dura 2.0 s antes de cambiar al rojo, y esta a 30 m de
la acera más cercana del cruce. ¿Debe tratar de frenar
o debe acelerar? El crucero tiene 12 m de ancho y la
desaceleración máxima del automóvil es de – 6.0 m/s2.
Asimismo, el vehículo tarda 7.0 s en acelerar de 50
km/h a 70 km/h. No tomes en cuenta la longitud del
vehículo ni el tiempo de reacción.
26. Un corredor espera completar la carrera de 10,000 m
en menos de 30.0 min. Después de exactamente 27.0
min todavía le quedan 1,100 m por cubrir. ¿Durante
cuántos segundos debe el corredor acelerar a 0.20
m/s2 a fin de lograr el tiempo deseado?
27. Se deja caer una piedra desde la orilla de un barranco.
Se la ve pegar en el suelo después de 4.2 s. ¿Qué
altura tiene el barranco?
28. Calcula (a) ¿Cuánto tiempo le llevó a King Kong caer
desde la cima del edificio del Empire State (380 m de
altura)? y (b) su velocidad en el momento justo antes
de su “aterrizaje”.
29. Una pelota de béisbol se arroja verticalmente al aire
con una velocidad de 30 m/s. (a) ¿Qué altura alcanza?
(b) ¿Cuánto tiempo tarda en regresar al suelo?
30. Un canguro salta hasta una altura de 2.8 m. ¿Cuánto
tiempo pasa en el aire antes de llegar al suelo?
31. Un beisbolista atrapa una pelota 3.6 s después de
lanzarla verticalmente hacia arriba. ¿A qué velocidad la
lanzo y qué altura alcanzó?
32. Los mejores rebotadores de baloncesto profesional
tienen un salto vertical (es decir, el movimiento vertical
de un punto fijo de su cuerpo) de aproximadamente
120 cm. (a) ¿Cuál es su rapidez de “despegue” inicial
del suelo? (b) ¿Cuánto tiempo permanece en el aire?
33. Un helicóptero asciende verticalmente a una rapidez
de 5.50 m/s; a una altura de 100 m sobre el terreno,
se deja caer un paquete desde su ventana. ¿Cuánto
tiempo tarda el paquete en llegar al terreno?
34. Se deja caer una piedra desde el techo de un edificio
alto; después de 1.50 s se deja caer una segunda. ¿A
que distancia están las piedras cuando la segunda ha
alcanzado una velocidad de 12.0 m/s?
35. Una piedra se arroja verticalmente hacia arriba con
una rapidez de 22.0 m/s. (a) ¿A que rapidez se mueve
cuando alcanza una altura de 15.0 m? (b) ¿Cuánto
tiempo necesita para alcanzar esa altura? (c) ¿Por qué
hay dos respuestas en (b)?
36. Una piedra que cae tarda 0.3 s para pasar delante de
una ventana de 2.2 m de altura. ¿A que altura sobre la
ventana comenzó a caer la piedra?
37. Se deja caer una piedra desde un acantilado y 3.4 s
después se oye que choca contra el mar. La velocidad
del sonido es de 340 m/s. ¿Qué altura tiene el
acantilado?
38. Supón que ajustas la boquilla de la manguera de tu
jardín para tener un chorro de agua con bastante
presion. Apuntas verticalmente hacia arriba y la altura
de la boquilla resulta de 1.5 m sobre el piso. Cuando
mueves rapidamente la boquilla apartándola de la
vertical, oyes que el agua choca contra el piso cerca de
ti, durante 2 s. ¿Cuál es la velocidad del agua al salir
de la boquilla?
39. Por una ventana se ve que una pelota de béisbol pasa
hacia arriba. La ventana esta a 2.5 m sobre la calle, y
cuando pasa por allí, la pelota va a 12 m/s. si la pelota
fue arrojada desde la calle, (a) ¿Cuál fue su velocidad
inicial? (b) ¿Qué altura alcanzó? (c) ¿Cuándo fue
arrojada? (d) ¿Cuándo regreso a la calle?
40. Los pelícanos repliegan sus alas y caen libremente
hacia abajo cuando se zambullen para pescar. Supón
que un pelicano inicia su zambullida desde una altura
de 16 m y que no puede cambiar su trayectoria una
vez iniciada. Si a un pez le toma 2.00 s maniobrar para
escapar, ¿a qué altura mínima debe notar al pelicano
para poder escapar? Supón que el pez esta en la
superficie del agua.