PROBLEMAS DE FISICA I.docx

7/22/2019 PROBLEMAS DE FISICA I.docx

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Elaborado por: M.C. Eugenio Rangel Len.

PROBLEMAS DE FISICA I. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME Y MOVIMIENTO UNIFORMEMENTEACELERADO, CAIDA LIBRE, TIRO VERTICAL, TIRO PARABLICO Y MOVIMIENTO CIRCULAR.

Movimiento Rectilneo Uniforme

Problema 1. Un mvil recorre 98 km en 2 h, calcular:

a) Su velocidad.

b) Cuntos kilmetros recorrer en 3 h con la misma velocidad?

Problema 2. Se produce un disparo a 2.04 km de donde se encuentra un polica, cunto tarda el polica enorlo si la velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s?

Problema 3. La velocidad de sonido es de 330 m/s y la de la luz es de 300,000 km/s. Se produce unrelmpago a 50 km de un observador.

a) Qu recibe primero el observador, la luz o el sonido?

b) Con qu diferencia de tiempo los registra?

Problema 4. Cunto tarda en llegar la luz del sol a la Tierra?, si la velocidad de la luz es de 300.000 km/s y

el sol se encuentra a 150,000,000 km de distancia.

Problema 5 (RETO). Un auto de frmula 1, recorre la recta de un circuito, con velocidad constante. En eltiempo t1= 0,5 s y t2= 1,5 s, sus posiciones en la recta son x1= 3.5 m y x2= 43.5 m. Calcular:

a) A qu velocidad se desplaza el auto?

b) En qu punto de la recta se encontrara a los 3 s?

Problema 6. Cul ser la distancia recorrida por un mvil a razn de 90 km/h, despus de un da y medio deviaje?

Problema 7. Cul de los siguientes mviles se mueve con mayor velocidad: el (a) que se desplaza a 120km/h o el (b) que lo hace a 45 m/s?

Problema 8. Cul es el tiempo empleado por un mvil que se desplaza a 75 km/h para recorrer unadistancia de 25000 m?

Problema 9. Qu tiempo emplear un mvil que viaja a 80 km/h para recorrer una distancia de 640 km?

Movimiento Uniformemente Acelerado.

Problema 10. Un automvil que viaja a una velocidad constante de 120 km/h, demora 10 s en detenerse.Calcular:

a) Qu espacio necesit para detenerse?

b) Con qu velocidad chocara a otro vehculo ubicado a 30 m del lugar donde aplic los frenos?

Problema 11. Un ciclista que va a 30 km/h, aplica los frenos y logra detener la bicicleta en 4 segundos.Calcular:

a) Qu desaceleracin produjeron los frenos?

b) Qu espacio necesito para frenar?

Problema 12. Un avin, cuando toca pista, acciona todos los sistemas de frenado, que le generan unadesaceleracin de 20 m/s, necesita 100 metros para detenerse. Calcular:

a) Con qu velocidad toca pista?


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b) Qu tiempo demor en detener el avin?

Problema 13. Un camin viene disminuyendo su velocidad en forma uniforme, de 100 km/h a 50 km/h. Sipara esto tuvo que frenar durante 1500 m. Calcular:

a) Qu desaceleracin produjeron los frenos?

b) Cunto tiempo emple para el frenado?

Problema 14. La bala de un rifle, cuyo can mide 1.4 m, sale con una velocidad de 1400 m/s. Calcular:

a) Qu aceleracin experimenta la bala?

b) Cunto tarda en salir del rifle?

Problema 15. Un mvil que se desplaza con velocidad constante, aplica los frenos durante 25 s, y recorreuna distancia de 400 m hasta detenerse. Determinar:

a) Qu velocidad tena el mvil antes de aplicar los frenos?

b) Qu desaceleracin produjeron los frenos?

Problema 16. Un auto marcha a una velocidad de 90 km/h. El conductor aplica los frenos en el instante enque ve un pozo y reduce la velocidad hasta 1/5 de la inicial en los 4 s que tarda en llegar al pozo. Determinar

a qu distancia del obstculo el conductor aplico los frenos, suponiendo que la aceleracin fue constante.

Problema 17. Un automvil parte del reposo con una aceleracin constante de 3 m/s, determinar:

a) Qu velocidad tendr a los 8 s de haber iniciado el movimiento?

b) Qu distancia habr recorrido en ese lapso?

Problema 18 (RETO). Un polica se encuentra en su patrulla, en reposo, la orilla de la carretera. En unmomento determinado pasa una ambulancia a una velocidad de 144 km/h, a la que decide seguir. Laambulancia mantiene su velocidad constante, mientras que la patrulla acelera durante 20 s hasta que llega alos 162 km/h, velocidad que mantiene constante hasta alcanzar a la ambulancia. Determinar:

a) Cunto tiempo tarda en alcanzar la patrulla a la ambulancia?

b) Qu distancia recorri en ese tiempo?

Problema 19 (RETO). Dos pelotas que inicialmente se encuentran separadas 20 m se mueven una hacia laotra. Una de estas lo hace a una velocidad constante de 10 cm/s, mientras que la otra, que iba inicialmente auna velocidad de 4 cm/s acelera de manera constante a razn de 2 cm/s

2. Determinar:

a) El tiempo que tardan en alcanzarse.

b) la distancia que recorren cada una de las pelotas.

Cada Libre y Tiro Vertical.

Problema 20. Se lanza un cuerpo verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 7 m/s.

a) Cul ser su velocidad luego de haber descendido 3 s?

b) Qu distancia habr descendido en esos 3 s?

c) Cul ser su velocidad despus de haber descendido 14 m?d) Si el cuerpo se lanz desde una altura de 200 m, en cunto tiempo alcanzar el suelo?

e) Con qu velocidad lo har?

Problema 21. Se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 100 m/s, luego de 4s de efectuado el lanzamiento su velocidad es de 60 m/s.

a) Cul es la altura mxima alcanzada?

b) En qu tiempo alcanzar su altura mxima?

c) Cunto tarda en volver al punto de partida desde que se lanz el cuerpo?


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d) Cunto tarda en alcanzar alturas de 300 m y 600 m?

Problema 22 (RETO). Un observador situado a 40 m de altura ve pasar un cuerpo hacia arriba con una ciertavelocidad y al cabo de 10 s lo ve pasar hacia abajo, con una velocidad igual en mdulo pero de distintosentido.

a) Cul fue la velocidad inicial del mvil?

b) Cul fue la altura mxima alcanzada?

Problema 23. Se lanza una pelota hacia arriba y se recoge a los 2 s, calcular:

a) Con qu velocidad fue lanzada?

b) Qu altura alcanz?

Problema 24 (RETO). Un nio dispara una piedra con una honda, verticalmente hacia arriba, desde la plantabaja de un edificio. Un amigo ubicado en el piso 7 (21 m), ve pasar la piedra con una velocidad de 3 m/s.Calcular:

a) A qu altura llega la piedra respecto del suelo?

b) Qu velocidad tendr la piedra al segundo de haber sido lanzada?

c) Cunto tardar en llegar desde el 7 piso a la altura mxima?

Problema 25 (RETO). Se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba, alcanzando una velocidad de 8 m/s alllegar a un tercio de su altura mxima.

a) Qu altura mxima alcanzar?

b) Cul es su velocidad inicial?

c) Cul es la velocidad media durante el primer segundo del movimiento?

Problema 26 (RETO). Desde un globo, a una altura de 175 m sobre el suelo y ascendiendo con unavelocidad de 8 m/s, se suelta un objeto. Calcular:

a) La altura mxima alcanzada por ste.

b) La posicin del objeto al cabo de 5 s.

c) La velocidad del objeto al cabo de 5 s.

d) El tiempo que tarda en llegar al suelo.

Tiro Parablico

Problema 27. Se lanza un proyectil con una velocidad inicial de 200 m/s y una inclinacin, sobre la horizontal,de 30. Suponiendo despreciable la prdida de velocidad con el aire, calcular:

a) Cul es la altura mxima que alcanza la bala?

b) A qu distancia del lanzamiento alcanza la altura mxima?

c) A qu distancia del lanzamiento cae el proyectil?

Respuesta: a) 509.68 m, b) 1,765 m, c) 3,530 m

Problema 28 (RETO). Se dispone de un can que forma un ngulo de 60 con la horizontal. El objetivo seencuentra en lo alto de una torre de 26 m de altura y a 200 m del can. Determinar:

a) Con qu velocidad debe salir el proyectil?

b) Con la misma velocidad inicial desde que otra posicin se podra haber disparado?

Respuesta: a) 49.46 m/s, b) 17 m

Problema 29. Un can que forma un ngulo de 45 con la horizontal, lanza un proyectil a 20 m/s, a 20 m deeste se encuentra un muro de 21 m de altura. Determinar:

a) A qu altura del muro hace impacto el proyectil?


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b) Qu altura mxima lograr el proyectil?

c) Qu alcance tendr?

d) Cunto tiempo transcurrir entre el disparo y el impacto en el muro?

Respuesta: a) 9.75 m, b) 10.2 m, c) 40.82 m, d) 1.41 s

Problema 30. Un mortero dispara sus proyectiles con una velocidad inicial de 800 km/h, qu inclinacin

debe tener el mortero para que alcance un objetivo ubicado a 4000 m de este?

Problema 31. Un piloto, volando horizontalmente a 500 m de altura y 1080 km/h, lanza una bomba. Calcular:

a) Cunto tarda en or la explosin?

b) A qu distancia se encontraba el objetivo?

Problema 32. Un avin que vuela a 2000 m de altura con una velocidad de 800 km/h suelta una bombacuando se encuentra a 5000 m del objetivo. Determinar:

a) A qu distancia del objetivo cae la bomba?

b) Cunto tarda la bomba en llegar al suelo?

c) Dnde esta el avin al explotar la bomba?

Problema 33. Un proyectil es disparado desde un acantilado de 20 m de altura en direccin paralela al ro,ste hace impacto en el agua a 2000 m del lugar del disparo. Determinar:

a) Qu velocidad inicial tena el proyectil?

b) Cunto tard en tocar el agua?

Problema 34. Una pelota esta rodando con velocidad constante sobre una mesa de 2 m de altura, a los 0.5 sde haberse cado de la mesa esta a 0.2 m de ella. Calcular:

a) Qu velocidad traa?

b) A qu distancia de la mesa estar al llegar al suelo?

c) Cul era su distancia al suelo a los 0.5 s?

Problema 35 (RETO). Un avin vuela horizontalmente con velocidad VA = 900 km/h a una altura de 2000 m,suelta una bomba que debe dar en un barco cuya velocidad es VB = 40 km/h con igual direccin y sentido.Determinar:

a) Qu tiempo tarda la bomba en darle al barco?

b) Con qu velocidad llega la bomba al barco?

c) Qu distancia recorre el barco desde el lanzamiento hasta el impacto?

d) Cul ser la distancia horizontal entre el avin y el barco en el instante del lanzamiento?

e) Cul ser la distancia horizontal entre el avin y el barco en el instante del impacto?

Movimiento Circular Uniforme y Uniformemente Acelerado

Problema 36. a) Cul es la velocidad angular de un punto dotado de M.C.U. si su perodo es de 1.4 s?

b - Cul es la velocidad tangencial si el radio es de 80 cm? Respuesta: a) 4,48 /s, b) 358,4 cm/s

Problema 37. Si un motor cumple 8000 R.P.M., determinar:

a) Cul es su velocidad angular?

b) Cul es su perodo? Respuesta: a) 837.76 /s, b) 0.007 s

Problema 38. Un mvil dotado de M.C.U. da 280 vueltas en 20 minutos, si la circunferencia que describe esde 80 cm de radio, hallar:

a) Cul es su velocidad angular?


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b) Cul es su velocidad tangencial?

c) Cul es la aceleracin centrpeta? Respuesta: a) 1.47 rad/s, b) 117.29 cm/s, c) 171.95 cm/s

Problema 39. Un volante de 20 cm de radio posee una velocidad tangencial de 22.3 m/s. Hallar:

a) Cul es su frecuencia?

b) Cul es su nmero de R.P.M.? Respuesta: a) 17,75 v/s, b) 1065 R.P.M.

Problema 40 (RETO). Un Una llanta de 80 cm de dimetro rueda cuesta abajo por una calle inclinadapartiendo del reposo con una aceleracin lineal de 2m/s

2. Determinar:

a) La velocidad lineal a los 5 s.

b) La velocidad angular a los 5 s.

c) El nmero de giros que ha dado la rueda en ese tiempo.

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