Guía Movimiento II movimientos con velocidad constante

Nº__
Guía práctica
Movimiento II: movimientos con velocidad constante
Física
Estándar Anual
Ejercicios PSU
1.
2.
Respecto a los conceptos de velocidad y rapidez media, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
la rapidez media es una magnitud escalar.
la velocidad media es una magnitud vectorial.
en todo movimiento la magnitud de la velocidad media coincide con la rapidez media.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
I, II y III
En un movimiento rectilíneo uniforme siempre se cumple que
A)
B)
C)
D)
E)
3.
Ciencias Básicas
Programa
la posición no cambia en el tiempo.
la velocidad es variable.
el camino recorrido es mayor que el módulo del desplazamiento.
el módulo del desplazamiento es igual a la longitud de la trayectoria.
el desplazamiento es nulo.
que la longitud de la trayectoria.
El módulo del vector desplazamiento siempre es
De las siguientes alternativas, aquella que completa la oración correctamente es
igual
menor o igual
mayor o igual
menor
mayor
GUICES013CB32-A16V1
A)
B)
C)
D)
E)
Cpech
1
Ciencias Básicas Física
4.
Un cuerpo experimenta movimiento rectilíneo uniforme, siendo su ecuación itinerario: xf = 2 [m] + 10 m · t.
s
Considerando que el cuerpo se mueve sobre un eje coordenado positivo hacia la derecha, es correcto
afirmar que
I)
II)
III)
la posición inicial del cuerpo es 2 [m] a la derecha del origen.
m
la rapidez del móvil es 10 s .
la posición final del cuerpo, al cabo de 3 segundos de movimiento, es 32 [m] a la derecha
del origen.
A)
B)
C)
D)
E)
5.
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
I, II y III
Un móvil se desplaza por un camino rectilíneo durante 6 segundos, moviéndose según lo muestra
el siguiente gráfico de velocidad / tiempo.
v
m
s
3
6
t [s]
Respecto de esta información, es correcto afirmar que en dicho tiempo
2
Cpech
I)
II)
III)
el movimiento es uniforme.
la velocidad es constante durante el trayecto.
la distancia recorrida es 18 [m].
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
I, II y III
GUÍA PRÁCTICA
6.
Un tren se mueve en línea recta. La posición del tren en diversos instantes está dada por la tabla
de valores adjunta.
t [s]
x [m]
0
0
2
7
4
14
6
21
8
28
Basándose en la información de la tabla, y que la rapidez media se puede calcular como el
cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo que demora en recorrerla, ¿cuál es la
rapidez media del tren entre t = 2 [s] y t = 6 [s]?
7.
A)
m
14 s
B)
20
m
s
C)
7 m
2 s
D)
2 m
7 s
E)
17 m
6 s
Respecto del problema anterior, si se representan gráficamente la velocidad v y la posición
x, en función del tiempo t, ¿cuál(es) de los siguientes gráficos representa(n) correctamente el
movimiento del tren?
v
x [m]
v m
s
m
s
t [s]
I)
A)
B)
C)
D)
E)
t [s]
t [s]
II)
III)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
Cpech
3
Ciencias Básicas Física
8.
Un vehículo recorre un camino horizontal de longitud 3L, tal como lo muestra la figura adjunta.
A
B
L
C
L
D
L
El primer tramo, AB, lo recorre con rapidez constante v, el segundo tramo, BC, lo recorre con
rapidez constante 2v y el tercer tramo, CD, con rapidez constante 3v. Si la rapidez se puede
calcular como el cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo que demora en
recorrerla, ¿cuánto tiempo le toma al vehículo completar el tramo AD?
9.
10.
4
A)
3L
2v
D)
11L
6v
B)
11L
2v
E)
L
2v
C)
11L
v
Si la distancia entre dos puntos, A y B, es de 120 [km] por la carretera y en línea recta es de solo
30 [km], la diferencia entre la rapidez media y el módulo de la velocidad media, para un automóvil
que viaja desde A hasta B demorando 1,5 horas en el trayecto, es
A)
80
km
h
D)
20
km
h
B)
60
km
h
E)
0
km
h
C)
50 km
h
Una motocicleta viaja con movimiento rectilíneo uniforme, recorriendo los 100 [m] que separan los
puntos x e y del camino con una rapidez media de 20 m . Considerando lo anterior, la rapidez de
s
la motocicleta en un punto z, a 40 metros del extremo x, es
A)
m
2 s
D)
20 m
s
B)
3
m
s
E)
100 m
s
C)
5 m
s
Cpech
GUÍA PRÁCTICA
11.
El siguiente gráfico representa la posición x, en función del tiempo t, de un jugador de fútbol que
se desplaza con movimiento rectilíneo respecto al centro de la cancha.
x [m]
12
0
–5
5
3
10
30
15
20 21
40
45
t [s]
27
–15
Considerando la información contenida en el gráfico, ¿cuál de las siguientes alternativas es
correcta?
A)
B)
C)
D)
E)
12.
El camino recorrido por el jugador es 27 [m].
El desplazamiento es –15 [m] î.
El camino recorrido en los primeros 3 [s] es mayor que en los siguientes 2 [s].
El jugador está detenido entre t = 5 [s] y t = 10 [s].
El módulo de la velocidad media total es igual a la rapidez media total del jugador.
El gráfico de la figura representa la posición x, en función del tiempo t, de un cierto móvil.
x [m]
10
0
4
t [s]
Respecto de la información contenida en él, ¿cuál de las siguientes alternativas es correcta?
A)
B)
El móvil recorre 40 metros en 4 segundos.
m
El cuerpo viaja a 2,5 s .
C)
El cuerpo se encuentra en reposo.
D)
El móvil experimenta un MRU.
E)
El cuerpo recorre distancias iguales en tiempos iguales.
Cpech
5
Ciencias Básicas Física
13.
En el gráfico adjunto se representa el movimiento de una partícula sobre el eje x, en función del
tiempo t.
x [m]
10
0
6 7
2
4
t [s]
–10
De la información contenida en el gráfico, es correcto concluir que la velocidad media del móvil es
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
14.
m
5 s î entre t = 0 [s] y t = 2 [s].
m
0 s î entre t = 2 [s] y t = 4 [s].
m
–10
î entre t = 6 [s] y t = 7 [s].
s
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
I, II y III
km
. Dos horas después otro móvil
h
km
, y en la misma
comienza a moverse con MRU desde el mismo punto, con una rapidez de 120
h
dirección y sentido. Si al cabo de 6 horas de iniciado el movimiento del primer móvil el segundo
Un móvil comienza a moverse con MRU y una rapidez de 80
móvil lo alcanza, es correcto afirmar que en ese lapso
6
Cpech
I)
II)
III)
el móvil que parte primero recorre 480 [km].
el móvil que parte después recorre 320 [km].
el desplazamiento de ambos móviles es el mismo.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
GUÍA PRÁCTICA
15.
16.
Un automóvil se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme sobre el eje x. Si tarda 6 segundos
desde una posición inicial, ubicada a 4 metros a la derecha del origen, hasta una posición final a
16 metros en el mismo sentido, ¿cuál es la rapidez media y la distancia recorrida por el automóvil
en ese tiempo?
A)
m
2 s y 4 [m]
B)
2
C)
2 m y 16 [m]
s
D)
4
m
y 12 [m]
s
E)
4
m
y 16 [m]
s
m
y 12 [m]
s
Los automóviles de la figura se desplazan con MRU en la dirección del eje x, con la rapidez y
sentido que se muestran.
70
km
h
Q
R
P
60 km
h
S
80 km
h
km
40
h
Eje x
Considerando la información mostrada en la figura, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es
INCORRECTA?
A)
B)
km
.
h
km
La velocidad con que percibe el automóvil S al automóvil R es 40 h î.
La rapidez con que percibe el automóvil R al automóvil S es 40
C)
La rapidez con que percibe el automóvil Q al automóvil S es 110 km .
h
D)
La velocidad con que percibe el automóvil P al automóvil Q es –130 km î.
h
E)
La rapidez con que percibe el automóvil P al automóvil S es –20 km .
h
Cpech
7
Ciencias Básicas Física
17.
La figura indica la posición de un móvil en diferentes instantes. Su recorrido empieza en A, avanza
hasta B, en donde gira y regresa a C. Luego vuelve a girar y se detiene, finalmente, en D.
10 km
16 km
8 km
A
C
D
B
Considerando las distancias que se muestran en la figura y un eje positivo hacia la derecha, de
las siguientes afirmaciones:
I)
II)
III)
La distancia recorrida es 76 [km].
El desplazamiento total es 24 [km].
El desplazamiento cuando el móvil avanza desde B hasta C es 26 [km]î.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
D)
E)
18.
solo I.
solo II.
solo I y II.
solo I y III.
solo II y III.
La rapidez media de un móvil, al recorrer la primera mitad de la distancia total de un viaje, es
m
m
de 10 s , y en la segunda mitad es de 40
. ¿Cuál es la rapidez media del viaje?
s
8
A)
m
10 s
B)
m
12 s
C)
m
16 s
D)
20
E)
25 m
s
Cpech
m
s
GUÍA PRÁCTICA
Enunciado para las preguntas 19 y 20.
Un barco se mueve con rapidez v2 respecto al mar en reposo. Sobre la embarcación, una persona
B se desplaza con rapidez v3, mientras otra persona, A, observa la situación parada en la orilla de
una isla cercana. Una tercera persona, C, se encuentra sentada en un segundo barco, que se mueve
con rapidez v4 respecto del mar en reposo. Si producto de una corriente el agua del mar comienza a
moverse con una rapidez constante v1, tal como lo muestra la figura, y considerando un sistema de
referencia positivo hacia la derecha, responda.
A
v3
v2
19.
C
v1
¿Con qué rapidez y sentido ve desplazarse la persona A a la persona B?
A)
B)
C)
D)
E)
20.
v4
B
v1 + v2 + v3
v1 + v2 – v3
v2 – v3
v2 + v3
v1 + v3
¿Con qué rapidez y sentido observa la persona B a la persona C?
A)
B)
C)
D)
E)
v1 + v2 – v3+ v4
v1 + v2 – v3 – v4
v3 – v2 – v4
v2 – v4
v3 – v4
Cpech
9
Ciencias Básicas Física
21.
De acuerdo a los datos del gráfico adjunto de posición x, en función del tiempo t, la distancia entre
los móviles a los 20 segundos de comenzado el movimiento es
x [m]
A)
14 [m]
B)
20 [m]
15
C) 30 [m]
D) 50 [m]
6
E)
80 [m]
0
22.
6
t [s]
El gráfico adjunto muestra la posición x, en función del tiempo t, de un móvil que se desplaza en
línea recta.
x [m]
6
4
0
3
9
17
t [s]
Considerando la información contenida en el gráfico, es correcto afirmar que el móvil
10
Cpech
I)
II)
III)
entre t = 0 y t = 3 segundos experimenta un MRU.
entre t = 3 y t = 9 segundos recorre 6 metros.
entre t = 9 y t = 17 segundos, recorre distancias iguales en tiempos iguales.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y III
I, II y III
GUÍA PRÁCTICA
23.
24.
En todo movimiento rectilíneo uniforme, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
el móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales.
la velocidad del móvil es constante.
la rapidez media es igual al módulo de la velocidad media.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y III
I, II y III
Dos cuerpos, A y B, se desplazan con movimiento rectilíneo uniforme. Si el cuerpo A recorre
20 metros en 2 segundos y el cuerpo B tiene una rapidez de 36 km , entonces se cumple que
h
m
I) la rapidez del móvil A es 10
.
s
II) para un mismo intervalo de tiempo, el cuerpo B recorre mayor distancia.
III)
la trayectoria de ambos cuerpos es una línea recta.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
D)
E)
25.
solo I.
solo III.
solo I y III.
solo II y III.
I, II y III.
Un cuerpo se mueve sobre el eje x, hacia la derecha, recorriendo 12 metros en 3 segundos.
Si inicialmente se encontraba a 3 metros a la izquierda del origen, y experimenta movimiento
rectilíneo uniforme, ¿cuál de las siguientes expresiones corresponde a su ecuación itinerario?
(Considere el eje x positivo hacia la derecha)
A)
xf = 3 [m] + 4 m · t
s
B)
xf = 3 [m]
4 m ·t
s
C)
xf = 3 [m]
4 m ·t
s
D)
xf = 3 [m] + 4 m · t
s
E)
xf = 4 [m]
3 m ·t
s
Cpech
11
Ciencias Básicas Física
Tabla de corrección
Ítem
12
Cpech
Alternativa
Habilidad
1
Comprensión
2
Reconocimiento
3
Comprensión
4
Aplicación
5
Aplicación
6
Aplicación
7
Comprensión
8
ASE
9
Aplicación
10
Comprensión
11
Aplicación
12
Comprensión
13
Aplicación
14
Aplicación
15
Aplicación
16
Aplicación
17
Comprensión
18
Aplicación
19
Aplicación
20
Aplicación
21
ASE
22
Comprensión
23
Reconocimiento
24
Aplicación
25
Comprensión
GUÍA PRÁCTICA
Resumen de contenidos
La Cinemática es una rama de la Física que se encarga del estudio del movimiento de los cuerpos, sin
preocuparse de las causas que lo originan.
La posición de un cuerpo es el lugar que ocupa en un sistema de referencia, en un instante
dado.
El movimiento es el cambio de posición que experimenta un cuerpo a través del tiempo, respecto de
un sistema arbitrario de referencia.
0m
10 m
20 m
30 m
40 m
Posición respecto
del punto de
referencia
Punto de
referencia
El movimiento es relativo, pues depende del sistema de referencia que se utilice para observarlo.
Clasificación de los movimientos según el sistema de referencia
•
•
Movimiento relativo: El sistema de referencia con el cual se observa el movimiento está, a su
vez, en movimiento.
Movimiento absoluto: El sistema de referencia con el cual se observa el movimiento está en
reposo.
Trayectoria: Es la curva que va trazando un cuerpo al moverse.
La longitud de la trayectoria se denomina camino o distancia recorrida y es una magnitud escalar. Se
representa por “d”.
Desplazamiento: Es el vector que une la posición inicial con la final de un movimiento. Es una magnitud
vectorial que se representa por d . Su módulo se puede calcular como | d | = | xf xi |, donde xi es el
vector posición inicial y xf es el vector posición final del móvil.
nto
B
a
spl
De
ie
zam
Trayectoria
A
Cpech
13
Ciencias Básicas Física
Clasificación de los movimientos según su trayectoria
•
•
Movimiento rectilíneo: la trayectoria que describe el móvil es una línea recta
Movimiento curvilíneo: la trayectoria que describe el móvil es una curva.
Rapidez y velocidad media
Aun cuando ambas se expresan en la misma unidad de medida, la rapidez es una magnitud escalar y
la velocidad es vectorial.
La rapidez (v) es una magnitud que relaciona la distancia recorrida y el tiempo demorado. Se calcula
de la siguiente forma:
S.I. C.G.S
m
cm
Distancia recorrida
d
Rapidez =
o v=
s
s
Tiempo
t
La velocidad ( v ) es una magnitud que relaciona el cambio de posición (desplazamiento) y el tiempo
demorado. Se calcula de la siguiente forma:
S.I. C.G.S
m
cm
Desplazamiento
d
Velocidad =
o v=
s
s
Tiempo
t
Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)
Se caracteriza por ser un movimiento con velocidad constante y trayectoria rectilínea. El móvil recorre
distancias iguales en tiempos iguales.
En este movimiento, la posición del móvil (xf) en un determinado tiempo (t), está dada por la siguiente
expresión, llamada ecuación itinerario:
xf = xi + v · t
Comportamiento gráfico de un MRU
Gráfico posición / tiempo
El gráfico queda representado por una línea recta, ascendente o descendente, la cual indica que el
móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales, como por ejemplo:
x [m]
xi
t [s]
El valor de la pendiente de la recta en el gráfico posición / tiempo corresponde a la rapidez del móvil.
14
Cpech
GUÍA PRÁCTICA
Gráfico velocidad / tiempo
El gráfico queda representado por una línea recta, paralela al eje horizontal, la cual indica que la
velocidad es constante en el tiempo. Por ejemplo:
v
m
s
v
Área = d
t [s]
El área bajo la recta representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo.
Movimiento relativo
La percepción de movimiento que experimenta un
observador depende del sistema de referencia que utilice
para observarlo. En el ejemplo, la lámpara del tren está
inmóvil para el maquinista, pero se encuentra en movimiento
para el niño que observa a un costado.
Otro ejemplo: en el metro...
En el interior de un vagón "nadie
se mueve".
Pero desde el exterior "todos se
mueven" con el tren.
Cpech
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Prohibida su reproducción total o parcial.