Ejercicios resueltos de Cinemática: Movimiento rectilíneo uniforme.
Resolver los siguientes problemas:
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:
x4 = (4 cm/s).t4 + 9,5 cm
x4 = (4 cm/s).2,5 s + 9,5 cm
x4 = 19,5 cm
Problema n° 6) Una partícula se mueve en la dirección del eje x y en sentido de los x > 0.
Sabiendo que la velocidad es 2 m/s, y su posición es x0 = -4 m, trazar las gráficas x = f(t) y v
= f(t).
Desarrollo
Datos:
v = 2 m/s
x0 = -4 m
Problema n° 7) Un auto recorre el camino ABC de la siguiente forma:
- Tramo AB, con velocidad de 60 km/h durante 2 horas,
- Tramo BC, con velocidad de 90 km/h durante 1 Hora,
- La velocidad media del auto en el recorrido AC será:
a) 80 km/h
b) 75 km/h
c) 70 km/h
d) 65 km/h
e) ninguna es correcta.
Desarrollo
Las fórmulas son para todos los casos:
V = Δx/t
Hallamos la distancia recorrida en cada tramo:
AB:
ΔxAB = V.t
ΔxAB = 60 km/h.2 h
ΔxAB = 120 km
BC:
ΔxBC = V.t
ΔxBC = 90 km/h.1 h
ΔxBC = 90 km
Sumamos la distancia total:
ABC = 120 km + 90 km = 210 km
Sumamos el tiempo total:
t = 2 h + 1 h = 3 h
Aplicamos la ecuación de la velocidad:
VABC = ΔxABC/tABC
VABC = 210 km/3 h
VABC = 70 km/h
Responder el siguiente cuestionario:
Pregunta n° 1) ¿Cuál de los dos movimientos representados tiene mayor velocidad?, ¿por
qué?
El movimiento 1 es el más rápido (teniendo en cuenta que se comparan en la misma gráfica).
Porque v = x/t
Para el caso 1: v1 = x1/t1
Para el caso 2: v2 = x2/t2
Para compara hacemos t = t1 = t2.
Entonces para un mismo lapso de tiempo notamos que x1 > x2.
Pregunta n° 2) ¿Es cierto que si en un movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es el
doble que en otro, la gráfica
x = f(t), trazada en un mismo par de ejes, tiene el doble de pendiente que en el primer caso?,
¿por qué?
Si, ya que: v = x/t
Si v1 = x1/t1.
Si v2 = x2/t2.
Por ejemplo para v1 sea el doble que v2 significa que:
v1 = 2.v2
Para compara hacemos t1 = t2.
Reemplazamos:
v1 = x1/t1 (pendiente del movimiento 1).
v2 = x2/t1 (pendiente del movimiento 2).
Aplicamos la igualdad:
v1 = 2.v2
x1/t1 = 2.x2/t1
x1 = 2.x2
Nos dice que recorre el doble de espacio en el mismo lapso de tiempo.
Pregunta n° 3) ¿Qué relación existe entre pendiente y tangente trigonométrica?
La pendiente es la razón entre el desplazamiento en el eje "x" y el período de tiempo en el eje
"t" entre dos punto de la gráfica de velocidad.
Esta gráfica tiene una inclinación determinada por un ángulo (α), la tangente de α es la
velocidad.
tg α = Δx/Δt = v.

PROBLEMAS DE M.R.U.

  • 1.
    Ejercicios resueltos deCinemática: Movimiento rectilíneo uniforme. Resolver los siguientes problemas: 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
  • 2.
    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
  • 3.
    Sumado a laposición 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: x4 = (4 cm/s).t4 + 9,5 cm x4 = (4 cm/s).2,5 s + 9,5 cm x4 = 19,5 cm Problema n° 6) Una partícula se mueve en la dirección del eje x y en sentido de los x > 0. Sabiendo que la velocidad es 2 m/s, y su posición es x0 = -4 m, trazar las gráficas x = f(t) y v = f(t). Desarrollo Datos: v = 2 m/s x0 = -4 m Problema n° 7) Un auto recorre el camino ABC de la siguiente forma: - Tramo AB, con velocidad de 60 km/h durante 2 horas, - Tramo BC, con velocidad de 90 km/h durante 1 Hora, - La velocidad media del auto en el recorrido AC será: a) 80 km/h b) 75 km/h c) 70 km/h d) 65 km/h e) ninguna es correcta. Desarrollo Las fórmulas son para todos los casos: V = Δx/t Hallamos la distancia recorrida en cada tramo:
  • 4.
    AB: ΔxAB = V.t ΔxAB= 60 km/h.2 h ΔxAB = 120 km BC: ΔxBC = V.t ΔxBC = 90 km/h.1 h ΔxBC = 90 km Sumamos la distancia total: ABC = 120 km + 90 km = 210 km Sumamos el tiempo total: t = 2 h + 1 h = 3 h Aplicamos la ecuación de la velocidad: VABC = ΔxABC/tABC VABC = 210 km/3 h VABC = 70 km/h Responder el siguiente cuestionario: Pregunta n° 1) ¿Cuál de los dos movimientos representados tiene mayor velocidad?, ¿por qué? El movimiento 1 es el más rápido (teniendo en cuenta que se comparan en la misma gráfica). Porque v = x/t Para el caso 1: v1 = x1/t1 Para el caso 2: v2 = x2/t2 Para compara hacemos t = t1 = t2. Entonces para un mismo lapso de tiempo notamos que x1 > x2. Pregunta n° 2) ¿Es cierto que si en un movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es el doble que en otro, la gráfica x = f(t), trazada en un mismo par de ejes, tiene el doble de pendiente que en el primer caso?, ¿por qué? Si, ya que: v = x/t Si v1 = x1/t1. Si v2 = x2/t2. Por ejemplo para v1 sea el doble que v2 significa que: v1 = 2.v2 Para compara hacemos t1 = t2. Reemplazamos:
  • 5.
    v1 = x1/t1(pendiente del movimiento 1). v2 = x2/t1 (pendiente del movimiento 2). Aplicamos la igualdad: v1 = 2.v2 x1/t1 = 2.x2/t1 x1 = 2.x2 Nos dice que recorre el doble de espacio en el mismo lapso de tiempo. Pregunta n° 3) ¿Qué relación existe entre pendiente y tangente trigonométrica? La pendiente es la razón entre el desplazamiento en el eje "x" y el período de tiempo en el eje "t" entre dos punto de la gráfica de velocidad. Esta gráfica tiene una inclinación determinada por un ángulo (α), la tangente de α es la velocidad. tg α = Δx/Δt = v.