Taller 2 Fisica - movimiento en una direccion PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE PALMIRAFISICA 1. Taller 2: Movimiento en una dimensión. Prof.: Oscar Checa CerónMarco Antonio Ramirez Alzate C:2 Cuando Carlos viaja en una autopista, pasa por la marca de 260 km. Después sigue moviéndose hasta la marca de 150 km. y luego se devuelve hasta la ...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE PALMIRA FISICA 1. Taller 2: Movimiento en una dimensión. Prof.: Oscar Checa Cerón Marco Antonio Ramirez Alzate C:118060 2.1 Cuando Carlos viaja en una autopista, pasa por la marca de 260 km. Después sigue moviéndose hasta la marca de 150 km. y luego se devuelve hasta la marca 175 km. ¿Cuál es su desplazamiento resultante respecto a la marca de 260 km.?

2.2 Un gato negro se encuentra en una posición final de 3.6 m en dirección 240º respecto a x, después de realizar un desplazamiento de 120 cm en 135º respecto de x. Determine su posición inicial.

2.3 La luz del Sol llega a la Tierra en 8.3 min. La rapidez de la luz es de 3 x108m/s. Calcular la distancia de la Tierra al Sol.

2.4 Usted y un amigo conducen recorriendo 50 km. Usted viaja a 90 km/h y su amigo a 95 km/h. ¿Cuánto tiempo tiene que esperarlo su amigo al final del viaje?

2.5 Ana conduce calle abajo a 55 km/h. Repentinamente un niño atraviesa la calle. Si Ana demora 0.75 s en reaccionar y aplicar los frenos, ¿cuántos metros alcanza a moverse antes de comenzar a frenar?

2.6 Una partícula se mueve a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación x(t)=(3t2-2t+3)m. Calcular a) la rapidez promedio entre t = 2s y t = 3s, y b) la velocidad instantánea en t = 2s

y t = 3s, c) la aceleración promedio entre t = 2s y t = 3s y d) la aceleración instantánea en t = 2s y t = 3s.

2.6 B

2.6 C

2.7 Un móvil parte desde el reposo en el instante t = 5 s y acelera hacia la derecha a razón de 2 m/s2 hasta t = 10 s. A continuación, mantiene su velocidad constante durante 10 s. Finalmente frena hasta detenerse, lo que logra hacer 3 segundos más tarde. a) Determinar a qué distancia del punto de partida se encuentra en t = 10 s. b) ¿Con qué velocidad se mueve en ese instante? c) ¿A qué distancia de la partida se encuentra cuando empieza a frenar? d) ¿Dónde se detiene respecto al punto de partida? e) Escriba las ecuaciones correspondientes a: a(t), v(t), x(t) para cada etapa del movimiento.

2.7 B

2.8 Un auto ingresa en Concepción al puente nuevo a San Pedro con una rapidez de 54 km/h, la que mantiene constante mientras recorre el puente. En el mismo instante en San Pedro otro auto ingresa lentamente al puente con una rapidez inicial de 10.8 km/h hacia Concepción, acelerando a 1 m/s2. Si la longitud del puente es de 1838 m. Calcular a) la posición donde se cruzan, b) la rapidez del auto de San Pedro en el instante en que se cruzan, ¿qué comentario puede hacer de este resultado? 2.9 En la figura 2.9 se muestra el gráfico rapidez/tiempo para una partícula que se mueve en dirección positiva del eje x. a) calcular el desplazamiento de la partícula, b) hacer el gráfico aceleración/tiempo, c) determinar las ecuaciones de movimiento en cada intervalo de tiempo, d) calcular su posición en los instantes 5, 10 y 20 segundos.

Figura 2.9. 2.10 En la figura 2.7 se muestra el gráfico rapidez/tiempo para una partícula que se mueve en dirección del eje x. a) Dibujar el gráfico posición vs tiempo, b) calcular el desplazamiento de la partícula, c) hacer el gráfico aceleración vs tiempo, d) calcular su posición en los instantes 5, 10, 20, 25, 30 y 40 segundos, e) calcular el cambio de rapidez en los intervalos 0 y 5, 5 y 20, 20 y 25, 25 y 40 segundos.

Figura 2.10.

P3.16. Imagine que está en la ribera oeste de un río que fluye al norte a 1.2 m>s. Usted nada con rapidez de 1.5 m>s relativa al agua, y el río tiene 60 m de ancho. ¿Qué trayectoria relativa a tierra le permitirá cruzar el río en el menor tiempo? Explique su razonamiento

3.21. Gane el premio. En una feria, se gana una jirafa de peluche lanzando una moneda a un platito, el cual está sobre una repisa más arriba del punto en que la moneda sale de la mano y a una distancia horizontal de 2.1 m desde ese punto (figura 3.41). Si lanza la moneda con velocidad de 6.4 m>s, a un ángulo de 60° sobre la horizontal, la moneda caerá en el platito. Ignore la resistencia del aire. a) ¿A qué altura está la repisa sobre el punto donde se lanza la moneda? b) ¿Qué componente vertical tiene la velocidad de la moneda justo antes de caer en el platito?

3.21 B

3.23. Un hombre está parado en la azotea de un edificio de 15.0 m y lanza una piedra con velocidad de 30.0 m>s en un ángulo de 33.08 sobre la horizontal. Puede despreciarse la resistencia del aire. Calcule a) la altura máxima que alcanza la piedra sobre la azotea; b) la magnitud de la velocidad de la piedra justo antes de golpear el suelo; y c) la distancia horizontal desde la base del edificio hasta el punto donde la roca golpea el suelo. d) Dibuje las gráficas x-t, y-t, vx-t y vy-t para el movimiento

33.23 C

3.23 D

3.32. El radio de la órbita terrestre alrededor del Sol (suponiendo que fuera circular) es de y la Tierra la recorre en 365 días. a) Calcule la magnitud de la velocidad orbital de la Tierra en m>s. b) Calcule la aceleración radial de la Tierra hacia el Sol en m>s 2 . c) Repita los incisos a) y b) para el movimiento del planeta Mercurio (radio orbital 5 5.79 3 107 km, periodo orbital 5 88.0 días)

3.32 C

3.33. Una rueda de la fortuna de 14.0 m de radio gira sobre un eje horizontal en el centro (figura 3.42). La rapidez lineal de un pasajero en el borde es constante e igual a 7.00 m>s. ¿Qué magnitud y dirección tiene la aceleración del pasajero al pasar a) por el punto más bajo de su movimiento circular? b) ¿Por el punto más alto de su movimiento circular? c) ¿Cuánto tarda una revolución de la rueda? 3.34. La rueda de la figura 3.42, que gira en sentido antihorario, se acaba de poner en movimiento. En un instante dado, un pasajero en el borde de la rueda que está pasando por el punto más bajo de su movimiento circular tiene una rapidez de 3.00 m>s, la cual está aumentando a razón de 0.500 m>s 2 . a) Calcule la magnitud y la dirección de la aceleración del pasajero en este instante. b) Dibuje la rueda de la fortuna y el pasajero mostrando sus vectores de velocidad y aceleración

3.54. Conforme un barco se acerca al muelle a 45.0 cm>s, es necesario lanzar hacia el barco una pieza importante para que pueda atracar. El equipo se lanza a 15.0 m>s a 60.0° por encima de la horizontal desde lo alto de una torre en la orilla del agua, 8.75 m por encima de la cubierta del barco (figura 3.46). Para que el equipo caiga justo enfrente del barco, ¿a qué distancia D del muelle debería estar el barco cuando se lance el equipo? Se desprecia la resistencia del aire

3.56. Se utiliza una manguera para llenar de agua un contenedor cilíndrico

grande de diametro D y altura 2D. La manguera lanza el agua a 45° sobre la horizontal, desde el mismo nivel que la base del tanque, y está a una distancia de 6D (figura 3.47) de éste. ¿Para qué intervalo de rapideces de lanzamiento (v0) el agua entrará en el contenedor? Ignore la resistencia el aire, y exprese su respuesta en términos de D y de g.

3.58. Pateando un gol de campo. En fútbol americano, después de anotar un touchdown, el equipo tiene la oportunidad de ganar un punto más pateando el balón por encima de una barra sostenida entre dos postes. La barra está colocada en posición horizontal a 10.0 ft por encima del suelo, y el balón se

patea desde nivel del suelo a una distancia horizontal de 36.0 ft con respecto a la barra (figura 3.48). Las reglas del fútbol se indican en unidades inglesas pero, para este problema, realice la conversión a unidades del SI. a) Hay un ángulo mínimo por encima del suelo, de tal forma que si el balón se lanza por debajo de este ángulo, jamás podrá saltar por encima de la barra, sin importar la rapidez que le imprima la patada. ¿Cuál es ese ángulo? b) Si el balón se patea a 45.08 por encima de la horizontal, ¿cuál debe ser su rapidez inicial para apenas alcanzar a librar la barra? Exprese su respuesta en m>s y km>h...