Guía De física Examen UNAM

FISICA.

1.- CINEMÁTICA.

1.1.- Características de los fenómenos mecánicos.

Cinemática= "Parte de la física que estudia el movimiento prescindiendo de las fuerzas que lo producen".

La cinemática se ocupa de la descripción del movimiento sin tener en cuenta sus causas. La velocidad (la tasa de variación de la posición) se define como la razón entre el espacio recorrido (desde la posición x1hasta la posición x2) y el tiempo transcurrido.

v = e/t (1)

siendo:

e: el espacio recorrido y

T: el tiempo transcurrido.

La ecuación (1) corresponde a un movimiento rectilíneo y uniforme, donde la velocidad permanece constante en toda la trayectoria.

Aceleración

Se define como aceleración a la variación de la velocidad con respecto al tiempo. La aceleración es la tasa de variación de la velocidad, el cambio de la velocidad dividido entre el tiempo en que se produce. Por tanto, la aceleración tiene magnitud, dirección y sentido, y se mide en m/s², gráficamente se representa con un vector.

a = v/t

1.2.- Movimiento rectilíneo uniforme.

Movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.)

Existen varios tipos especiales de movimiento fáciles de describir. En primer lugar, aquél en el que lavelocidad es constante. En el caso más sencillo, la velocidad podría ser nula, y la posición no cambiaría en el intervalo de tiempo considerado. Si la velocidad es constante, la velocidad media (o promedio) es igual a la velocidad en cualquier instante determinado. Si el tiempo t se mide con un reloj que se pone en marcha con t = 0, la distancia e recorrida a velocidad constante v será igual al producto de la velocidad por el tiempo. En el movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es constante y la aceleración es nula.

v = e/t

v = constante

a = 0

2) Movimiento uniformemente variado (M.U.V.)

3) Tiro vertical

4) Caída libre

5) Tiro parabólico

6) Tiro oblicuo

7) Movimiento circular en el plano

8) Péndulo físico

Problema n° 1) ¿A cuántos m/s equivale la velocidad de un móvil que se desplaza a 72 km/h?

Desarrollo

Datos:

v = 72 km/h

Problema n° 2) Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de 1.200 cm/s durante 9 s, y luego con velocidad media de 480 cm/s durante 7 s, siendo ambas velocidades del mismo sentido:

a) ¿cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16 s?.

b) ¿cuál es la velocidad media del viaje completo?.

Desarrollo

Datos:

v1 = 1.200 cm/s

t1 = 9 s

v2 = 480 cm/s

t2 = 7 s

a) El desplazamiento es:

x = v.t

Para cada lapso de tiempo:

x1 = (1200 cm/s).9 s

x1 = 10800 cm

x2 = (480 cm/s).7 s

x2 = 3360 cm

El desplazamiento total es:

Xt = X1 + x2

Xt = 10800 cm + 3360 cm

Xt = 14160 cm = 141,6 m

b) Como el tiempo total es:

tt = t1 + t2 = 9 s + 7 s = 16 s

Con el desplazamiento total recien calculado aplicamos:

Δv = xt/tt

Δv = 141,6 m/16 s

Δ v = 8,85 m/s

Problema n° 3) Resolver el problema anterior, suponiendo que las velocidades son de distinto sentido.

Desarrollo

a) Si son de distinto sentido:

Xt = X1 - x2

Xt = 10800 cm - 3360 cm

Xt = 7440 cm = 74,4 m

b)

Δv = xt/tt

Δv = 74,4 m/16 s

Δ v = 4,65 m/s

Problema n° 4) En el gráfico, se representa un movimiento rectilíneo uniforme, averigüe gráfica y analíticamente la distancia recorrida en los primeros 4 s.

Desarrollo

Datos:

v = 4 m/s

t = 4 s

v = x/t

x = v.t

x = 4 m/s.4 s ⇒x = 16 m

Problema n° 5) Un móvil recorre una recta con velocidad constante. En los instantes t1 = 0 s y t2 = 4 s, sus posiciones son x1 = 9,5 cm y

x2 = 25,5 cm. Determinar:

a) Velocidad del móvil.

b) Su posición en t3 = 1 s.

c) Las ecuaciones de movimiento.

d) Su abscisa en el instante t4 = 2,5 s.

e) Los gráficos x = f(t) y v = f(t) del móvil.

Desarrollo

Datos:

t1 = 0 s

x1 = 9,5 cm

t2 = 4 s

x2 = 25,5 cm

a) Como:

Δv = Δx/Δt

Δv = (x2 - x1)/(t2 - t1)

Δv = (25,5 cm - 9,5 cm)/(4 s - 0 s)

Δv = 16 cm/4 s

Δv = 4 cm/s

b) Para t3 = 1 s:

Δv = Δx/Δt

Δx = Δv.Δt

Δx = (4 cm/s).1 s

Δx = 4 cm

Sumado a la posición inicial:

x3 = x1 + Δx

x3 = 9,5 cm + 4 cm

x3 = 13,5 cm

c)

x = 4 (cm/s).t + 9,5 cm

d) Con la ecuación anterior para t4 = 2,5 s:

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