TEMA 3. CINEMÁTICA (Problemas Propuestos)

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
EXTENSION CENTRO SUR ANACO FÍSICA I

INGENIERÍA EN SISTEMAS

TEMA 3. CINEMÁTICA

Problemas Propuestos

M. Farías



1. Desde lo alto de una torre cuya altura es 12 m, se lanza hacia arriba una piedra formando un ángulo 60º con la horizontal. La velocidad inicial de la piedra es 36 km/h, y el lanzador está a una distancia d = 3 m del borde de la torre. Calcular: A) ¿Cuál es la trayectoria de la piedra? B) Su altura máxima sobre el suelo. C) A qué distancia del pie de la torre chocará contra el suelo. D) Su velocidad cuando se estrelle contra el suelo.

2. Dos partículas se aceleran desde el reposo al mismo instante a razón de 5 m/s2 y 3 m/s2 respectivamente. Si las partículas se encuentran al cabo de 10 segundos. La distancia que estaban separadas al instante de partir fue: a) 50 m b) 100 m c) 125 m d) 150 m e) 200 m.

3. Un tocadiscos de los antiguos giraba a 45 r.p.m, ¿cuántas vueltas daba el disco en 20 minutos?: a) 45 b) 90 c) 900 d) 9000

4. Dos vehículos parten del reposo y de la misma posición moviéndose en línea recta, el uno se acelera a razón de 2 m/s2 y el otro a 4 m/s2. Si los vehículos se encuentran después de haber viajado 1000 m. ¿Después de cuánto tiempo que salió el primero partió el segundo?. a) 3.15 s b) 9.26 s c) 6.26 s d) 11.30 s e) 10.62 s 12.

5. Dos vehículos se mueven en línea recta con velocidad constante y en la misma dirección, con velocidades de 20 m/s y 30 m/s. Si al instante t=0 los vehículos están separados 200 m y si uno de ellos le da alcance al otro. ¿En cuánto tiempo lo logra? a) 20.0 s b) 16.6 s c) 10.6 s d) 6.6 s e) 4.0 s

6. Dos vehículos A y B se mueven con velocidad constante y en la misma dirección; VA= 15 m/s y VB= 20 m/s. Si los vehículos se encuentran separados 100 m.¿ Qué aceleración deberá imprimir el vehículo A para que le de alcance al vehículo B al cabo de 10 segundos? a) 1,0 m/s2 b) 2,0 m/s2 c) 3,0 m/s2 d) 4,0 m/s2 e) 5,0 m/s2

7. Un auto se mueve con velocidad constante de 20 m/s acercándose a una intersección donde existe un semáforo. En el instante en que el vehículo se encuentra a 80m de la intersección, el semáforo cambia a rojo. El conductor reacciona y aplica los frenos dos segundos después de ver la luz roja, deteniéndose 4 segundos después. El auto se detendrá a) 20 m antes del semáforo b) 20 m después del semáforo c) 40 m antes del semáforo d) 40 m después del semáforo e) exactamente bajo el semáforo 6.

8. Dos partículas parten al mismo instante desde el origen de un sistema de coordenadas, una parte en dirección vertical con rapidez constante de 4 m/s. La otra parte desde el reposo y se mueve en dirección perpendicular a la anterior con una aceleración de 8 m/s2 durante los primeros 4s, para luego continuar moviéndose con velocidad constante. Desde el instante en que partieron, al cabo de cuánto tiempo las partículas estarán separadas 0.15 km. a) 2.2 s. b) 3.3 s. c) 4.4 s. d) 5.5 s. e) 6.6 s.

9. Un automovilista viaja a 20 m/s cuando observa que un semáforo situado a 150 m delante de él cambia a rojo. El semáforo está en rojo durante 10 segundos. Si desea cruzar el semáforo en el instante en que cambia a verde sin detenerse, calcular la desaceleración uniforme que requiere el automóvil y la velocidad del automóvil cuando pase el semáforo.

10. Dos partículas se encuentran en reposo y en la misma posición. Si a t=0 se aceleran en direcciones contrarias encontrándose separadas 150 m al cabo de 5 s. Determine la magnitud de su aceleración sabiendo que uno de ellos se acelera el doble que la otra. a) 2 m/s2 4 m/s2 b) 3 m/s2 c)6 m/s2 d) 5 m/s2 e) 12 m/s2 f)8 m/s2 g)10 m/s2

11. Una piedra se suelta desde la terraza de un edificio de 80 m de altura. Dos segundos después se lanza una segunda piedra desde la misma posición ¿Con qué velocidad inicial se debería lanzar la segunda piedra, para que dé alcance a la primera justo en el instante en que ésta llega al suelo? a) 38,2 m/s b) 35,8 m/s c) 33,6 m/s d) 32,1 m/s e) 29,2 m/s

12. Un satélite artificial tarda 4 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra. Su velocidad angular será: a) 0,5 π rad/día b) 5 rad/s c) 0,5 π rad/s d) 0,5 vueltas/min

13. Un cohete lanzado verticalmente con aceleración a. Después de 10 segundos de haber partido se apagan los motores. La aceleración del cohete mientras los motores estuvieron prendidos es: a) 7.2 m/s2 v (m/s) b) 6.2 m/s2 c) 4.9 m/s2 d) 2.5 m/s2

14. Un astronauta en cierto planeta lanza una esfera verticalmente hacia arriba con una velocidad de 72 km./h y encuentra que regresa a su punto de partida en 7 segundos. El valor de la aceleración de la gravedad en este planeta es a) 1,2 m/s2 b) 2,8 m/s2 c) 5,7 m/s2 d) 9,5 m/s2 e) No se puede determinar

15. Un automóvil con ruedas de 80 centímetros de diámetro parte del reposo y acelera unifórmemente hasta alcanzar 20 m/s en 9,0 segundos. Calcule la magnitud de la aceleración angular y de la velocidad angular final de una rueda.

16. Un cuerpo se lanza verticalmente y hacia arriba, pasa dos veces por un mismo punto ubicado a 8.6 m desde el suelo en un intervalo de tiempo de 3 segundos. La velocidad inicial del cuerpo es: a) 30 m/s b) 25 m/s c) 20 m/s d) 14 m/s e) 10 m/s

17. Desde la terraza de un edificio de 50 m de altura se lanza verticalmente y hacia arriba un objeto con una velocidad de 20 m/s. Al mismo instante y desde la calle se lanza otro objeto en forma vertical con una velocidad de 30 m/s . Los objetos se encontraran al cabo de a) 2 s b) 3 s Vo1= 20 m/s c) 4 s d) 5 s e) 6 s.

18. Una ruleta está girando a razón de 3,5 revoluciones por segundo cuando se empieza a detener en forma uniforme y tarda 15 segundos parar por completo. ¿Cuántas vueltas da antes de detenerse?

19. Desde lo alto de un edificio de 75 m de altura se lanza verticalmente hacia arriba una esfera con una velocidad inicial de 10 m/s. La velocidad inicial con que debe lanzarse verticalmente hacia abajo otra esfera desde un edificio de 150 m de altura para que lleguen juntos al suelo si se lanzan al mismo tiempo es: a) 35 m/s b) 25 m/s c) 15 m/s d) 5 m/s e) no puede determinarse

20. Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba desde el nivel de la calle con una rapidez de 20 m/s y es atrapada por una persona desde una ventana que se encuentra a 12 m de altura. Si la pelota es atrapada cuando va de bajada, el tiempo que la pelota estuvo en el aire fue a) 0,73 s b) 0,95 s c) 2,24 s d) 3,35 s e) 3,90 s

21. Las ruedas de un coche tienen 80 cm de diámetro y dan 10 vueltas en un segundo. ¿A qué velocidad lineal se mueve un punto del borde de la rueda? a) 8 m/s b) 25 m/s c) 40 m/s d) 12 m/s

22. Se lanza verticalmente una pelota alcanzando una altura máxima de 80 m, Dos segundos después de haber sido lanzada la primera una segunda pelota es lanzada en la misma dirección, de la misma posición y con la misma velocidad inicial. La distancia a la que se cruzan las pelotas desde el punto de partida es a) 80 m. b) 75 m. c) 60 m. d) 45 m. e) 25 m. 14.

23. Un muchacho se encuentra en una ventana a 10 m del suelo y deja caer un objeto. Otro muchacho ubicado en el suelo lanza al mismo instante otro objeto con una velocidad de 10 m/s. La altura sobre el piso a la que se cruzan los objetos es: a) 3,1 m b) 3,5 m c) 1.87 m d) 6,1 m e) 5,1 m

24. Un helicóptero se mueve horizontalmente a una altura de 500 m y con velocidad de 50 m/s. Un objeto se lanza horizontalmente desde el helicóptero y perpendicular al movimiento de él con una velocidad de 20 m/s. La distancia horizontal que avanzará el objeto al llegar al suelo es a) 202 m. b) 505 m. c) 544 m. d) 620 m. e) 707 m.

25. Un proyectil es disparado desde una superficie horizontal con una velocidad inicial de 100 m/s y un ángulo de elevación de 37º. El proyectil golpea una pared ubicada a una distancia d medida desde el punto de lanzamiento. Si el proyectil impacta la pared horizontalmente, el valor de d es: a) 650 m b) 490 m c) 430 m d) 390 m e) 330 m

26. Un avión vuela a una altura de 1000 m con una aceleración de 0.5 m/s2. Al pasar sobre el observador A lleva una velocidad de 150 m/s, en ese preciso instante deja caer un objeto. La distancia a la que se encuentra el avión medida desde el observador en el instante en que el objeto dejado caer llega al suelo es a) 2050 m. b) 2121 m. c) 2345 m. d) 2390 m. e) 2480 m.

27. Dos personas corren en una pista. Uno mantiene una rapidez constante de 4 m/s. El otro, que es más rápido, arranca 6 segundos después que el primero y lo alcanza 20 segundos después. ¿Cuál fue la rapidez media del corredor más rápido desde el instante que partió hasta que lo alcanzó al otro corredor? a) 4 m/s b) 5.2 m/s c) 17.3 m/s d) 26 m/s e) 32 m/s.

28. Una rueda de 40 cm de radio gira a razón de 50 vueltas/minuto. Su velocidad angular en radianes/segundo será: a) 2 rad/s b) 5,2 rad/s c) 1,25 rad/s d) 4 rad/s

29. Una rueda da 10 vueltas en 5 segundos, su período es por tanto: a) 5 s b) 10 s c) 0,5 s d) 2 s

30. Un niño juega con un triciclo cuyas ruedas tienen un radio de 10 cm. Es capaz de recorrer 942 m en 6 minutos. ¿cuántas vueltas dan las ruedas del triciclo en ese recorrido?: a) 15 vueltas b) 150 vueltas c) 1500 vueltas d) 942 vueltas

31. Un disco cuyo diámetro es de 3 m está girando con rapidez angular de 15 rad/s. Determine: a) La frecuencia de rotación. b) El número de vueltas que dá el disco en 1 minuto. c) La velocidad lineal de un punto en el borde

32. Una piedra atada a una cuerda gira en un círculo de 1,5 metros de radio. En un determinado instante lleva una velocidad angular de 20 rad/s y 12 segundos después 50 rad/s. Calcule la magnitud de la velocidad tangencial de la piedra en cada caso. ¿Experimenta la piedra aceleración tangencial?