Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingenieria Mecánica Eléctrica

Academia de FísicaFísica I

Guía Primer Parcial

Grupo 1CV14 Fecha de entrega: 15/septiembre/2014

Responda las siguientes preguntas, lo mas conciso posible:

1. ¾Por qué no hay unidades básicas para área y para volumen en el Sistema Internacional de Unidades?

2. ¾Puede la longitud medirse a lo largo de una línea curva?. Si se puede, ¾cómo?

3. Roberto le gana a Judith por 10m en una carrera de los 100m. Roberto. queriendo darle a Judith unaoportunidad igual, acuerda correr con ella de nuevo pero arrancar desde 10m atrás de la línea de arranque.Le da esto a Judith, en realidad una oportunidad igual?

4. Cuando la velocidad es constante, ¾puede la velocidad promedio en cualquier intervalo de tiempo diferir dela velocidad instantánea en cualquier instante? De ser así, dé un ejemplo; si no, explique por qué.

5. ¾Puede la velocidad de un objeto invertir la dirección cuando su aceleración es constante? De ser así, dé unejemplo; si no, explique por qué.

6. ¾Cuáles serian algunos ejemplos de caídas de objetos en los que no sería razonable despreciar la resistenciadel aire?

7. Una persona de pie en el borde de un acantilado a cierta altura sobre el nivel del suelo arroja una pelotahacía arriba a una velocidad inicial vo y luego arroja otra pelota hacía abajo con la misma velocidad inicial.¾Cuál de ellas, si hay alguna, tiene la velocidad mayor cuando llegue al suelo?. Desprecie la resistencia delaire.

8. Si m es una piedra ligera y M es una piedra pesada, según aristóteles M caería más rápidamente quem. Galileo intentó demostrar que la creencia de Aristóteles era lógicamente inconsistente con el siguienteargumento. Átense m y M juntas formando una piedra doble. Así, al caer, m debería retrasar la caída de M ,puesto que tiende a caer más lentamente, y la combinación caería más rápido que m pero más lentamenteque M ; sin embargo según Aristóteles el doble cuerpo (m+M) es más pesado que M y, por lo tanto, deberíacaer más rápido que M . Si aceptamos el razonamiento de Galileo como correcto, ¾podemos concluir que My m deben caer a la misma velocidad?¾qué experimento sería necesario en este caso? Si usted cree que elrazonamiento de Galileo es incorrecto, explique por qué.

Resolver con lujo de detalle, las siguientes problemas:

1. Un año luz es una medida de longitud (no una medida de tiempo) igual a la distancia que la luz recorre enun año. Calcular la equivalencia entre año luz y metros, y hallar la distancia a la estrella Próxima Centauri(4× 1016m) en años�luz.

2. La roca porosa a través de la cual se mueve el agua subterránea es llamada manto acuífero. El volumen V deagua que, en un tiempo t, se mueve a través de un área A de la sección transversal del manto acuífero estádado por

V

t= KA

H

L

donde H es el declive del manto acuífero a lo largo de la distancia horizontal L. Esta relación se llama leyde Darcy. La cantidad K es la conductividad hidráuilica del manto acuífero. ¾Cuáles son las unidades de K?

3. El lanzador de los medias rojas de boston, lanzó una bola rápida a una velocidad horizontal de 160km/hr.¾Qué tanto le tomó a la bola llegar a la base de home, que está a una distancia de 18.4m?

4. La posición de un objeto que se mueve en línea recta está dada por x = 3t−4t2+ t3. (a) ¾Cuál es la posicióndel objeto en t = 0, 1, 2, 3, 4s (b) ¾Cuál es el desplazamiento del objeto entre t = 0 y t = 2s?¾Y entre t = 0y t = 4s?¾Cuál es la velocidad promedio en el intervalo de tiempo entre t = 2 y t = 4s?¾Y entre t = 0 yt = 3s?

5. Calcule la velocidad promedio en los dos casos siguientes: (a) Usted camina 240ft a razón de 4ft/s y luegocorre 240ft a razón de 10ft/s. (b) Usted camina durante 1min a razón de 4ft/s y luego corre durante 1mina razón de 10ft/s a lo largo de una pista recta.

6. La posición de una partícula que se mueve a lo largo del eje x está dada por x =9.75 +1.50t3. Considere elintervalo de tiempo t = 2 a t = 3 y calcule (a)la velocidad promedio; (b) la velocidad instantánea en t = 2;(c) la velociadad instantánea en t = 3; (c)la velocidad instantána en t =2.5 y (e)la velocidad instantáneacuando la partícula está a medio camino entre sus posiciones en t = 2 y t = 3.

7. Para cada una de las siguientes situaciones, trace una grá�ca que sea una descripción posible de la posiciónen funión del tiempo de una partícula que se mueve a lo largo del eje x. En t = 1s, la partícula tiene(a)velocidad cero y aceleración positiva; (b)velocidad cero y aceleración negativa; (c)velocidad negativa yacelración positiva;(d)velocidad negativa y aceleración negativa.

8. Si la posición de un objeto está dada por x = 2t3, halle (a)la velocidad promedio y la aceleración promedioentre t = 1 y t = 2s, y (b)las velocidades instantáneas y las aceleraciones instantáneas en t = 1 y t = 2s

9. La posición de una partícula a lo largo del eje x depende del tiempo de acuerdo con al ecuación

x = At2 −Bt3

donde x está en metros y t en segundos.(a)¾Qué unidades deberán tener A y B?. Para lo siguiente, haga quesus valores numéricos sean 3 y 1, (b)¾En que tiempo llegara la partícula a su posición x positiva máxima?.

10. Un vehículo cohete se mueve en el espacio libre con una aceleración constante de 9.8m/s2. (a)Si arranca delreposo, ¾qué tanto le tomara adquirir una velocidad de un décimo de la velocidad de la luz?¾Qué tan lejosviajara al hacerlo así?

11. Un automóvil que viaja a 56km/hr está a 34m de una barrera cuando el conductor pisa de golpe los fre-nos. Cuatro segundos más tarde el automóvil golpea la barrera. (a)¾uál fue la desaceleración constante delautomóvil antes del impacto?(b)¾A qué velocidad viajaba el carro en el momento del impacto?

12. Un jugador de baloncesto, a punto de encestar la pelota, salta 76cm verticalmente. ¾Cuánto tiempo invierteel jugador (a)en los últimos 15cm de su salto y (b)en los primeros 15cm de su salto? Ayuda esto a explicarel por qué estos jugadores parecen quedar suspendidos en el aire, en la cima de su salto

04/Septiembre/2014 Profr.: M. en C. Pablo Arturo Rodríguez G.