Ejercicios De Fisica

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Física General I

Tarea 2: Movimiento Rectilíneo y Movimiento en 2 y 3 dimensiones

I.F. Gabriela Rascón Soto

17 de septiembre de 2013

1.- El maquinista de un tren de pasajeros que viaja a 25m/s avista un tren cuyo cabuz está a 200m mas delante de la misma vía. El tren de carga viaja en la misma dirección a 15m/s. El maquinista del tren de pasajeros aplica de inmediato los frenos, causando una aceleración constante de -0.1m/s2, mientras el tren de carga sigue son una rapidez constante. Sea x=0 el punto donde está el frente del tren de pasajeros cuando el maquinista aplica los frenos.

¿Chocan los trenes? No, pues la distancia que recorre el tren de carga es mayor a la que recorre el de pasajeros en el tiempo que le toma frenarse por completo.

Si es así, ¿Dónde ocurrirá?

Dibuje en una sola grafica las posiciones del frente del tren de pasajeros y del cabuz del tren de carga.

t = (-25m/s)/〖-0.01m/s〗^2 = 250s

X1 = 0m + (25m/s)(250s) + 1/2(-0.01m/s2)(250s)2

X1 = 650m – 3125m

X1 = 3125m

X2 = (15m/s)(250s)

X2 = 3750s

2.- Se suelta una canica desde el borde de un tazón semiesférico cuyo diámetro es de 50cm y rueda de abajo hacia arriba del borde opuesto en 10seg. Obtenga la rapidez media y la velocidad media de la canica.

Vmed = (0.5m-0)/(10s-0) = 0.05m/s

rmed = (0.78m-0)/(10s-0) = 0.078m/s

3.- La velocidad de un paracaidista como función del tiempo es V = Vf + (VO + VF) e-t/2.5seg, donde t = 0 corresponde al instante en que se abre el paracaídas, Vo = 200km/hr es la velocidad antes de que abra el paracaídas y Vf = 18km/hr es la velocidad terminal. ¿?Que aceleración experimenta el paracaidista inmediatamente después de que se abra el paracaídas?

Vx = (5m/s) + (5.55m/s – 5 m/s) e-t/2.5seg

ax = (-50.55m/s)/2.5s = -20.22m/s2

4.- Una pelota de caucho se lanza de modo vertical hacia abajo desde una altura de 1.5m y rebota hasta la misma altura con una velocidad de igual magnitud que la inicial en un tiempo total de 0.9seg. ¿Cuál fue la velocidad inicial hacia abajo? ¿Cuál era la velocidad inmediatamente antes de chocar con el suelo?

Vox + 1/2(-9.81 m/s2)(0.45s) = (-1.5m)/0.45s

Vox – 2.2m/s = -3.33m/s

Vox = -3.33m/s + 2.2m/s

Vox = -1.13m/s

Vx = -1.13m/s + (-9.81m/s2)(0.45s)

Vx = -1.13m/s – 4.44 m/s

Vx = -5.54m/s

5.- Se lanza una piedra de la azotea de un edificio con rapidez Vo y un ángulo αo con respecto a la horizontal. La altura del edificio es h. Puede despreciarse la resistencia del aire. Calcule la magnitud de la velocidad de la piedra justo antes de tocar el suelo, y demuestre que es independiente de αo.

Vx = √(〖V_ox〗^2+2gh)

No depende del ángulo pues al momento de alcanzar el mismo nivel del que fue lanzada su velocidad será la misma que su velocidad inicial, y a partir de ahí se tomaría como tiro vertical.

6.- Los componentes de la posición de un cuerpo como función del tiempo están dadas por x = 5t+4t, y = 3t2+2t3 y z = 0 donde x y y están en metros y t en segundos. ¿Cuál es el vector de velocidad en función del tiempo? ¿Cuál es el vector de aceleración en función del tiempo? ¿Cuál es la rapidez en t = 2seg?

Vx = 5+8t

Vy = 6t + 6t2

ax = 8

ay = 6 + 12t

7. Conforme un barco se acerca al muelle a 45cm/s, es necesario lanzar hacia el barco una pieza importante para que pueda atracar. El equipo se lanza a 15m/s a 60°, por encima de la horizontal desde lo alto de una torre en la orilla del agua, 8.75m por encima de la cubierta del barco. Para que el equipo caiga justo enfrente del barco, ¿A qué distancia D del muelle debería estar el barco cuando se lance el equipo? Se desprecia la resistencia del aire.

8. La Tierra gira sobre su eje una vez en un día sideral de 23hrs 56min. Calcule la aceleración centrípeta de un punto ubicado en una latitud de 45° y de un punto ubicado en el ecuador.