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                                                    FISICA
                                          PROBLEMAS - MODULO I


1.   Un plano inclinado de inclinación de inclinación 2º y longitud 30 m., termina en un tramo
     horizontal. Por el plano inclinado se lanza un cuerpo con velocidad inicial de 1,5 m/s. ¿Con qué
     velocidad abandona el cuerpo el plano inclinado, y qué distancia horizontal recorrerá todavía, si la
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     aceleración en el movimiento horizontal es de 5 cm/s .?

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2.   Un electrón incide sobre una pantalla de televisión con una velocidad de 3.10 m/s. Suponiendo
     que ha sido acelerado desde el reposo a través de una distancia            de 0, 04 m., hallar su
                                               14
     aceleración promedio. Resp.: 1,125.10 .


3.   Un cuerpo se mueve sobre una recta, estando dada su distancia al origen en un instante
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     cualquiera por la ecuación: x = 8t - 3t en la que x se mueve en cm y te en segundos. A: Calcular
     la velocidad media del cuerpo en el instante comprendido entre t = 0 y t = 1 segundos y en el
     intervalo entre t = 0 y t = 4 segundos. B: Calcular la velocidad instantánea en los instantes
     t = 1 seg., y t = 4 segundos. C: Encontrar el instante o instantes en los cuales el cuerpo está en
     reposo. D: Determinar la aceleración en los instantes t = 1 seg., y t = 4 segundos.


4.   Un avión, al partir, recorre 600 m, en 15 s. Suponiendo una aceleración constante, calcular la
     aceleración y la velocidad de partida.


5.   Un hombre parado en el techo de un edificio lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una
     velocidad de 40 ft/s. La pelota llega al suelo 4,25 s más tarde. Calcule: A.        La máxima altura
     alcanzada por la pelota. B.    La altura del edificio. C.   La velocidad con que la pelota toca el
     suelo.   D.   Calcule la posición de la pelota a los 4 s de haber sido lanzada. E.        Calcule el
     tiempo que tardó la pelota en pasar por frente a su punto de lanzamiento.


6.   Encontrar gráficamente la resultante de dos fuerzas: F1 = 10 N y F2 = 14 N aplicadas en un
     mismo punto cuando: a) El ángulo entre ellas es de 30º y b) El ángulo entre las fuerzas es de
     130º. Haga un grafico, utilizando una escala conveniente que demuestre los resultados exactos.


7.   El tiempo de reacción del conductor medio de un automóvil es, aproximadamente 0,7 seg., (el
     tiempo de reacción es el intervalo que transcurre entre la percepción de una señal para parar y la
                                                                                                       2
     aplicación de los frenos). Si un automóvil puede experimentar una deceleración de 4,8 m/s ,
     calcular la distancia total recorrida antes de detenerse, una vez percibida la señal: a) Cuando la
     velocidad es de 30 Km/h; b) Cuando es de 60 Km/h.
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8.    Un globo que eleva verticalmente con una velocidad de 4,8 m/s., abandona un saco de lastre en
      el instante en que el globo se encuentra a 19,2 m sobre el suelo: A) Calcular la posición y la
      velocidad del saco de lastre al cabo de los tiempo siguientes de ser abandonado: ¼ de seg.; ½
      de seg.; 1 seg., y 2 seg.; B) ¿Al cabo de cuántos segundos de ser abandonado llegará a tierra?
      C) ¿Cuál será su velocidad en el instante de tocar tierra?



9.    La posición de un cuerpo móvil sobre el eje X está dada por la relación   x 10 5 t 2 ; estando x
      medida en cm., y t en segundos; A) Encontrar por derivación, las expresiones de su velocidad y
      aceleración; B) ¿Cuál es su velocidad inicial?   C) ¿Cuál es su posición inicial? D) ¿Cuál es su
      velocidad cuando t = 10 s?



10.   La posición de un cuerpo móvil sobre el eje x está dada por:          x 10 t 2 5 t    estando   x
      medida en cm., y t en segundos; A) Encontrar por derivación las expresiones de su velocidad y
      aceleración; B) ¿Cuál es su velocidad inicial? C) ¿En qué momento tiene el cuerpo velocidad
      nula? D) ¿Dónde se encuentra en este momento? E) ¿En qué instante es x = 0? F) Calcular la
      velocidad en cada uno de esos instantes.



11.   La velocidad de un cuerpo móvil sobre el eje Y está dada por la expresión         v 10 2 t 2 ,
      estando v medida en cm/s., y t en segundos; el cuerpo se encuentra 20 cm., delante del origen,
      cuando t = 0, A) Encontrar la aceleración del cuerpo cuando t =0 y cuando t = 2 seg. ¿Tiene el
      movimiento aceleración constante? B) Encontrar la posición del móvil en los instantes anteriores.


12.   La aceleración de un cuerpo móvil sobre el eje x             está dada por la expresión   a   4t ,
      estando, a , medida en cm/s ., y t en segundos. El cuerpo está en reposo en el punto x = 10 cm.
                                   2


      Cuando t = 0. Encontrar su velocidad y posición en cualquier instante.



13.   La aceleración de una motocicleta está dada por     a    A t B t 2 , con A = 1,2 m/s3 y B = 0,12
         4
      m/s . La moto esta en reposo en el origen en t = 0. A) Obtenga su posición y velocidad como
      funciones de t. B) Calcule la velocidad máxima que alcanza.


14.   Se lanza un huevo casi verticalmente hacia arriba desde de un punto cerca de la cornisa de un
      edificio; al bajar, apenas libra la cornisa y pasa un punto a 50 metros por debajo de su punto de
      partida 6 seg., después de abandonar la mano que lo lanzó. Puede ignorarse la resistencia del
      aire. A) ¿Qué rapidez inicial tiene el huevo? B) ¿Qué altura alcanza sobre el punto de
      lanzamiento? C) ¿Qué magnitud tiene su velocidad en el punto más alto? D) ¿Qué magnitud y
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      dirección tiene su aceleración en el punto más alto? E) Trace las curvas (a-t); (v-t) y (Y-t) para el
      movimiento.


15.   Si una pulga puede saltar 0,520 metros hacia arriba, ¿Qué rapidez tiene al separarse del suelo?
      ¿Cuánto tiempo está en el aire?


16.   Una pelota de golf es lanzada con una velocidad de 200 ft/s y un ángulo de 37º por encima de la
      horizontal, y cae sobre un green situado a una distancia horizontal de 800 pies del tee. ¿Cuál era
      la elevación del green sobre el tee? ¿Cuál era la velocidad de la pelota al chocar con el green?


17.   Una pelota de baseball abandona el bate a una altura de 1,2 metros por encima del suelo,
      formando un ángulo de 45º con la horizontal y con tal velocidad que el alcance horizontal sea de
      120 m. A la distancia de 108 m de la plataforma de lanzamiento se encuentra una valla de 9 m de
      altura, ¿Pasará la pelota por encima de ésta?

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18.   Un tren subterráneo acelera con un ritmo de 1,2 m/s partiendo del reposo en una estación,
      durante la mitad de la distancia a la siguiente estación; después desacelera al mismo ritmo
      durante la mitad final del recorrido. Si las estaciones están separadas por 1.100 m. Calcule: A) El
      tiempo de recorrido entre las estaciones y B) Las máximas rapidez del tren. R.: 60,6 s. 36,4 m/s.


19.   Un paracaidista, después de saltar del avión, desciende 50 m sin fricción del aire. Cuando se
                                                                2
      abre el paracaídas se retarda su caída a razón de 2 m/s , alcanzando el suelo con una rapidez de
      3 m/s.   Calcule: A) El tiempo que está el paracaidista en el aire. B) La altura a la que se
      encontraba el avión en el momento del salto. R.: 17 s. 290 m.


20.   Un globo asciende con una rapidez 12 m/s hasta una altura de 80 m sobre el suelo y entonces se
      deja caer desde él un paquete. Calcular: A) El tiempo que tardo el paquete en llegar al suelo. B)
      La velocidad con que se estrella el paquete. C. Su posición a los 5 s. D. El tiempo cuando el
      paquete está 5 m por encima del punto de lanzamiento.


21.   Un automóvil que se mueve con aceleración constante recorre en 6 s la distancia de 180 pies que
      hay entre dos puntos. Su rapidez cuando pasa por el segundo punto es de 45 pies/s. Calcular: A)
      La rapidez en el primer punto. B) Su aceleración. C) A que distancia anterior al primer punto
                                                       2
      estaba en reposo el auto. R.: 15 pies/s. 5 pies/s . 23 pies.


22.   En el siguiente ejercicio encontrar componentes de las fuerzas dadas, el vector fuerza resultante
      y la dirección de dicho vector:
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                                                      Y


                       F2 = 15 N

                                                                           F1 = 20 N


                                                                30º
                 -X                                                           X
                                                          45º
                                            60º

                                                30º
                                                                      F4 = 12 N


                                       F3 = 8 N

                                                  -Y

23.   ¿Qué inclinación debe dársele a un cañón que lanza un proyectil con una velocidad de 200 m/s.,
      para que dé en un blanco situado a 4 km de distancia. Calcular, además la posición del proyectil
      a los 2 segundos, y el tiempo de vuelo.


24.   Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba. Tiene una velocidad de 32 Ft/s cuando ha
      alcanzado la mitad de su altura máxima. A. ¿A que altura sube? B. ¿Cuál es su velocidad y su
      aceleración un segundo después de lanzado? C. ¿Cuál es su velocidad y su aceleración tres
      segundos después de lanzado? D. ¿Cuál es su velocidad media durante en primer medio
      segundo?


25.   Una partícula se mueve a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación: x    2 3t - t 2 , donde x
      está en metros y t en segundos. En t = 3 segundos, calcule: A: La posición de la partícula. B: Su
      velocidad y C: su aceleración.

2 problemas física módulo i

  • 1.
    1 FISICA PROBLEMAS - MODULO I 1. Un plano inclinado de inclinación de inclinación 2º y longitud 30 m., termina en un tramo horizontal. Por el plano inclinado se lanza un cuerpo con velocidad inicial de 1,5 m/s. ¿Con qué velocidad abandona el cuerpo el plano inclinado, y qué distancia horizontal recorrerá todavía, si la 2 aceleración en el movimiento horizontal es de 5 cm/s .? 6 2. Un electrón incide sobre una pantalla de televisión con una velocidad de 3.10 m/s. Suponiendo que ha sido acelerado desde el reposo a través de una distancia de 0, 04 m., hallar su 14 aceleración promedio. Resp.: 1,125.10 . 3. Un cuerpo se mueve sobre una recta, estando dada su distancia al origen en un instante 2 cualquiera por la ecuación: x = 8t - 3t en la que x se mueve en cm y te en segundos. A: Calcular la velocidad media del cuerpo en el instante comprendido entre t = 0 y t = 1 segundos y en el intervalo entre t = 0 y t = 4 segundos. B: Calcular la velocidad instantánea en los instantes t = 1 seg., y t = 4 segundos. C: Encontrar el instante o instantes en los cuales el cuerpo está en reposo. D: Determinar la aceleración en los instantes t = 1 seg., y t = 4 segundos. 4. Un avión, al partir, recorre 600 m, en 15 s. Suponiendo una aceleración constante, calcular la aceleración y la velocidad de partida. 5. Un hombre parado en el techo de un edificio lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 40 ft/s. La pelota llega al suelo 4,25 s más tarde. Calcule: A. La máxima altura alcanzada por la pelota. B. La altura del edificio. C. La velocidad con que la pelota toca el suelo. D. Calcule la posición de la pelota a los 4 s de haber sido lanzada. E. Calcule el tiempo que tardó la pelota en pasar por frente a su punto de lanzamiento. 6. Encontrar gráficamente la resultante de dos fuerzas: F1 = 10 N y F2 = 14 N aplicadas en un mismo punto cuando: a) El ángulo entre ellas es de 30º y b) El ángulo entre las fuerzas es de 130º. Haga un grafico, utilizando una escala conveniente que demuestre los resultados exactos. 7. El tiempo de reacción del conductor medio de un automóvil es, aproximadamente 0,7 seg., (el tiempo de reacción es el intervalo que transcurre entre la percepción de una señal para parar y la 2 aplicación de los frenos). Si un automóvil puede experimentar una deceleración de 4,8 m/s , calcular la distancia total recorrida antes de detenerse, una vez percibida la señal: a) Cuando la velocidad es de 30 Km/h; b) Cuando es de 60 Km/h.
  • 2.
    2 8. Un globo que eleva verticalmente con una velocidad de 4,8 m/s., abandona un saco de lastre en el instante en que el globo se encuentra a 19,2 m sobre el suelo: A) Calcular la posición y la velocidad del saco de lastre al cabo de los tiempo siguientes de ser abandonado: ¼ de seg.; ½ de seg.; 1 seg., y 2 seg.; B) ¿Al cabo de cuántos segundos de ser abandonado llegará a tierra? C) ¿Cuál será su velocidad en el instante de tocar tierra? 9. La posición de un cuerpo móvil sobre el eje X está dada por la relación x 10 5 t 2 ; estando x medida en cm., y t en segundos; A) Encontrar por derivación, las expresiones de su velocidad y aceleración; B) ¿Cuál es su velocidad inicial? C) ¿Cuál es su posición inicial? D) ¿Cuál es su velocidad cuando t = 10 s? 10. La posición de un cuerpo móvil sobre el eje x está dada por: x 10 t 2 5 t estando x medida en cm., y t en segundos; A) Encontrar por derivación las expresiones de su velocidad y aceleración; B) ¿Cuál es su velocidad inicial? C) ¿En qué momento tiene el cuerpo velocidad nula? D) ¿Dónde se encuentra en este momento? E) ¿En qué instante es x = 0? F) Calcular la velocidad en cada uno de esos instantes. 11. La velocidad de un cuerpo móvil sobre el eje Y está dada por la expresión v 10 2 t 2 , estando v medida en cm/s., y t en segundos; el cuerpo se encuentra 20 cm., delante del origen, cuando t = 0, A) Encontrar la aceleración del cuerpo cuando t =0 y cuando t = 2 seg. ¿Tiene el movimiento aceleración constante? B) Encontrar la posición del móvil en los instantes anteriores. 12. La aceleración de un cuerpo móvil sobre el eje x está dada por la expresión a 4t , estando, a , medida en cm/s ., y t en segundos. El cuerpo está en reposo en el punto x = 10 cm. 2 Cuando t = 0. Encontrar su velocidad y posición en cualquier instante. 13. La aceleración de una motocicleta está dada por a A t B t 2 , con A = 1,2 m/s3 y B = 0,12 4 m/s . La moto esta en reposo en el origen en t = 0. A) Obtenga su posición y velocidad como funciones de t. B) Calcule la velocidad máxima que alcanza. 14. Se lanza un huevo casi verticalmente hacia arriba desde de un punto cerca de la cornisa de un edificio; al bajar, apenas libra la cornisa y pasa un punto a 50 metros por debajo de su punto de partida 6 seg., después de abandonar la mano que lo lanzó. Puede ignorarse la resistencia del aire. A) ¿Qué rapidez inicial tiene el huevo? B) ¿Qué altura alcanza sobre el punto de lanzamiento? C) ¿Qué magnitud tiene su velocidad en el punto más alto? D) ¿Qué magnitud y
  • 3.
    3 dirección tiene su aceleración en el punto más alto? E) Trace las curvas (a-t); (v-t) y (Y-t) para el movimiento. 15. Si una pulga puede saltar 0,520 metros hacia arriba, ¿Qué rapidez tiene al separarse del suelo? ¿Cuánto tiempo está en el aire? 16. Una pelota de golf es lanzada con una velocidad de 200 ft/s y un ángulo de 37º por encima de la horizontal, y cae sobre un green situado a una distancia horizontal de 800 pies del tee. ¿Cuál era la elevación del green sobre el tee? ¿Cuál era la velocidad de la pelota al chocar con el green? 17. Una pelota de baseball abandona el bate a una altura de 1,2 metros por encima del suelo, formando un ángulo de 45º con la horizontal y con tal velocidad que el alcance horizontal sea de 120 m. A la distancia de 108 m de la plataforma de lanzamiento se encuentra una valla de 9 m de altura, ¿Pasará la pelota por encima de ésta? 2 18. Un tren subterráneo acelera con un ritmo de 1,2 m/s partiendo del reposo en una estación, durante la mitad de la distancia a la siguiente estación; después desacelera al mismo ritmo durante la mitad final del recorrido. Si las estaciones están separadas por 1.100 m. Calcule: A) El tiempo de recorrido entre las estaciones y B) Las máximas rapidez del tren. R.: 60,6 s. 36,4 m/s. 19. Un paracaidista, después de saltar del avión, desciende 50 m sin fricción del aire. Cuando se 2 abre el paracaídas se retarda su caída a razón de 2 m/s , alcanzando el suelo con una rapidez de 3 m/s. Calcule: A) El tiempo que está el paracaidista en el aire. B) La altura a la que se encontraba el avión en el momento del salto. R.: 17 s. 290 m. 20. Un globo asciende con una rapidez 12 m/s hasta una altura de 80 m sobre el suelo y entonces se deja caer desde él un paquete. Calcular: A) El tiempo que tardo el paquete en llegar al suelo. B) La velocidad con que se estrella el paquete. C. Su posición a los 5 s. D. El tiempo cuando el paquete está 5 m por encima del punto de lanzamiento. 21. Un automóvil que se mueve con aceleración constante recorre en 6 s la distancia de 180 pies que hay entre dos puntos. Su rapidez cuando pasa por el segundo punto es de 45 pies/s. Calcular: A) La rapidez en el primer punto. B) Su aceleración. C) A que distancia anterior al primer punto 2 estaba en reposo el auto. R.: 15 pies/s. 5 pies/s . 23 pies. 22. En el siguiente ejercicio encontrar componentes de las fuerzas dadas, el vector fuerza resultante y la dirección de dicho vector:
  • 4.
    4 Y F2 = 15 N F1 = 20 N 30º -X X 45º 60º 30º F4 = 12 N F3 = 8 N -Y 23. ¿Qué inclinación debe dársele a un cañón que lanza un proyectil con una velocidad de 200 m/s., para que dé en un blanco situado a 4 km de distancia. Calcular, además la posición del proyectil a los 2 segundos, y el tiempo de vuelo. 24. Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba. Tiene una velocidad de 32 Ft/s cuando ha alcanzado la mitad de su altura máxima. A. ¿A que altura sube? B. ¿Cuál es su velocidad y su aceleración un segundo después de lanzado? C. ¿Cuál es su velocidad y su aceleración tres segundos después de lanzado? D. ¿Cuál es su velocidad media durante en primer medio segundo? 25. Una partícula se mueve a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación: x 2 3t - t 2 , donde x está en metros y t en segundos. En t = 3 segundos, calcule: A: La posición de la partícula. B: Su velocidad y C: su aceleración.