Física- Movimiento en Dos Dimensiones

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Problemas de Física de Resnick, Halliday, Krane

(Problemas propuestos por el profesor Francisco Oseguera Arzate)

Indice

1. Mediciones

2. Movimiento en Dos Dimensiones

3. Vectores (Introducción a los Espacios Vectoriales)

4. Movimiento Bidimensional

5. Posición, velocidad y aceleración (Problemas Resueltos)

6. Movimiento circular Uniforme

7. Leyes de Newton: Fuerza y Movimiento

8. Leyes de Newton (Problemas Propuestos)

9. Dinámica de Partículas

10. Trabajo y Energía Cinética (Dinámica III)

11. Energía Potencial y Teorema de la Conservación de la Energía

12. Sistema de Partículas: Impulso y Momentum

13. Colisiones

14. Movimiento Ondulatorio (Problemas Resueltos)

15. Energía cinética de la rotación e inercia de la rotación

16. Movimientos de rotación y de traslación combinados

17. Inercia de rotación de los cuerpos sólidos

18. Referencias

1. Mediciones

IPN-UPIICSA                                                   SOLUCIONES                                          Mecánica Clásica

1. El micrómetro (1m) es muchas veces llamado micra. (A) ¿cuántas micras hay en 1.0 km. B) ¿Qué fracción de un centímetro es igual a 1.0 m? (C) ¿Cuántas micras hay en 1.0 yd?

1. Ya que 1 km = 1x 103 & 1 m = 1 x 106 m entonces;  (103m)(106m/m) = 109 m
2. Ya que 1 cm = 10-2m entonces; (10-2m)(106m/m) = 104m
3. Ya que 1 yd = 3 ft, entonces; (3ft)(.3048m/ft) = 0.9144m

2.    La Tierra es aproximadamente una esfera de radio 6.37x106m (A) ¿Cuál es su circunferencia en kilómetros? (B) ¿Cuál es su área en kilómetros cuadrados? (C) ¿Cuál es su volumen en kilómetros cúbicos?

1. Ya que 1m = 1000 m, entonces (6.37 x 106m)(1km/1000m) = 6370 km. Entonces, obtenemos por medio de la fórmula 2R, entonces (2)((6370km) = 40.023 x 103 km
2. El área de una esfera esta dada por 4R2  entonces; A(Ct) = 4(6370km)2 = 5.10 x 108 km2
3. V(c) = 4/3R3 = 4/33= 1.082 x 1012 km3

3.    La Antártida tiene una forma casi semicircular con un radio de 2000 kilómetros. El espesor promedio de la capa de hielo que la cubre es de 3000 m ¿Cuántos centímetros cúbicos de hielo contiene la Antártida? (Desprecie la curvatura de la Tierra)

Si la Antártida tiene un radio = 2000 km y el espesor promedio = 3000 m, entonces, calcular el volumen de la Antártida, entonces: V(A) = ()(R2)(T) /2

R=(2000km)(1000m/1km)(100cm/1m)

T=(3000m)(100cm/1m)

Sustituir los valores en la fórmula:. V(A) = ()(2 x 109cm)2(3 x 105) /2 = 1.9 x 1023

1. Ingenieros Hidráulicos a menudo usan, como una unidad de volumen de agua, el acre – pie, definido como el volumen de agua para cubrir un acre de tierra a una profundidad de 1 ft. Una severa tempestad descarga 2.0 in. De lluvia en 30 minutos sobre un pueblo de área 26 km2. ¿Qué  volumen de agua, en acre – pie, cae sobre el pueblo?

Si un acre = 43,560 ft2, entonces, (43,560ft2)(1ft) = 43,560ft3 y 2in = 1/6ft

El volumen sería:. (26km2)(1/6ft) = (26km2)(3281ft/km)2(1/6ft) = 4.66 x 107 ft3 entonces

4.66 x 107 ft3/(43,560acre-pie) = 1.1 x 103 acre – ft.

1. Una cierta marca de pintura para casa demanda cubrir 460 ft2/gal. (A) Expresar esta cantidad en metros cuadrados por litro. (B) Expresar esta cantidad en unidades del SI (ver Apéndices A y D). (C) ¿Cuál es la inversa de la cantidad original, y cuál es su significado físico?

1. Si un ft = 3.281m  entonces; (460 ft2/gal)(.3048m/ft)2(1 gal/23in3)(in3/(1.639 x 10-2L) = 11.3 m3/L
2. Si 1m3 =  1000 L entonces; (11.3m3/L)(1000L/m3)=1.13 x 104 m-1

1. Expresar la velocidad de la luz, 3.0x108 m/s, en (A) pies por nanosegundo y (B) milímetros por picosegundo.

1. Si la velocidad C = 3.0 x 108 m/s entonces; (3.0 x 108 m/s)(3.281ft/1m)(s/109) = 0.98 ft/ns
2. Si la velocidad C = 3.0 x 108 m/s entonces; (3.0 x 108 m/s)(3.281ft/1m)(s/1012) = 0.30 mm/ps

1. ¿Cuántos segundos hay en un año (= 365.25 días)?

SI un año tiene 365.25 días, entonces; (1 año)(365.25 días/1año)(24hr/1día)(60min/1hr)(60s/min) = 31557600 segundos

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1. Una unidad astronómica (UA) es la distancia promedio de la tierra al Sol, que aproximadamente es de 1.5x108. La Velocidad de la luz es alrededor de 3.0x108 m/s. Expresar la velocidad de la luz en términos de unidades astronómicas por minuto.

RESPUESTA:

Si una UA = 1.5 x 108 km y C = 3.0 x 108 m/s entonces; (3.0 x 108 m/s)(1 km/103 m)(UA/1.5 x 108 km) = .12 UA/min

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