Cinematica

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS

Curso de Nivelación de FÍSICA 0A

TAREA #2

1. Un auto viaja en línea recta una distancia de 20 km a una rapidez constante de 30 km/h. Durante los siguientes 20 km su rapidez es de 40 km/h y los últimos 20 km los realiza a una rapidez constante de 50 km/h. ¿Cuál es la magnitud de la velocidad media en km/h del auto durante todo el viaje?

a) 1.2

b) 37.0

c) 38.3

d) 40.0

e) 45.2

Resp: c)

2. Una partícula se mueve a lo largo de la trayectoria mostrada en la figura, partiendo del punto A y con rapidez constante de 20 m/s llega al punto B al cabo de 2s; seguidamente describe una trayectoria semicircular de radio R=10 m con rapidez constante de 30 m/s. Determine el módulo de la velocidad media de la partícula en su recorrido total.

a) 19.7 m/s

b) 28.6 m/s

c) 23.4 m/s

d) 10.6 m/s

e) 15.4 m/s

Resp: a)

3. Un trapecista se suelta de la posición mostrada en la figura. Despreciando la resistencia del aire, determine la magnitud de la velocidad media del trapecista entre los puntos A y B sabiendo que el tiempo empleado en regresar a su posición inicial fue de 3 s.

a) 11.54 m/s

b) 9.36 m/s

c) 8.22 m/s

d) 6.66 m/s

e) 5.77 m/s

Resp: a)

4. Para el problema anterior, determine la rapidez media del trapecista durante los 3 s.

a) 15.21 m/s

b) 13.96 m/s

c) 11.54 m/s

d) 0 m/s

e) 6.98 m/s

Resp: b)

7. Dos partículas A y B se encuentran en las posiciones indicadas en la figura a t=0. Si las partículas se mueven con velocidades de 20 m/s y 10 m/s respectivamente. ¿Cuál es la distancia total recorrida por las partículas al instante de encontrarse?

a) 400 m

b) 500 m

c) 700 m

d) 900 m

e) 1200 m

Resp: d)

8. Un tren demora 6 s en pasar frente a un observador fijo en tierra y 24 s en atravesar completamente un túnel de 360 m de largo, con la misma rapidez. ¿Cuál es la longitud del tren?

a) 15 m

b) 108 m

c) 114 m

d) 120 m

e) 130 m

Resp: d)

9. Dos partículas se encuentran en las posiciones x1=(5i)m y x2=(20i)m en el instante t=0. Si las partículas se mueven en direcciones contrarias con rapidez constante de 2 m/s y 4 m/s respectivamente. Determine la posición y el tiempo en que las partículas se cruzan.

a) 5i; 2.5 s

b) 10i; 2.5 s

c) 7.5i; 1.5 s

d) 15i; 5 s

e) 17i; 6 s

Resp: b)

10. Un carro parte de A a 60 km/h. Otro carro sale de B, al mismo tiempo, a 90 km/h. Si los dos carros se dirigen el uno hacia el otro, encuentre a qué distancia se encuentran los carros un minuto antes de chocar.

a) 0.5 km

b) 1.0 km

c) 1.5 km

d) 2.5 km

e) Falta conocer la separación entre A y B.

Resp: d)

11. Dos partículas se hallan en las posiciones indicadas al instante t=0. Si se mueven con velocidades como se muestran en la figura, determine el instante en que se hallarán equidistantes del punto A.

a) 5 s

b) 10 s

c) 15 s

d) 20 s

e) 25 s

Resp: b)

12. Dos partículas, A y B, inicialmente separadas una distancia de 150 m entre sí, parten simultáneamente al tiempo t=0, tal como se muestra en la figura. Considere que la partícula B tiene una rapidez constante de 20 m/s, en tanto que la partícula A, tiene una rapidez constante de 40 m/s. El tiempo que deberá transcurrir para que nuevamente estén separadas 150 m es:

a) 7.5 s

b) 5.0 s

c) 18.0 s

d) 12.0 s

e) 15.0 s

Resp: e)

13. La distancia entre los puntos A y B es de 840 km; un automóvil sale de A hacia B y dos horas después sale de A un segundo automóvil, para hacer el mismo viaje. El segundo automóvil mantiene una velocidad 10 km/h mayor que la del primer automóvil y llega a B media hora después que el primer automóvil. Calcule la velocidad de cada automóvil. Resp: 70km/h y 80km/h

14. Un tren de carga que va a 42 km/h es seguido tres horas después por un tren de pasajeros, que parte del mismo punto inicial y tiene velocidad de 60 km/h. ¿En cuántas horas el tren de pasajeros alcanzará al de carga y a qué distancia del punto de partida?

Resp: 7h y 420km

15. La distancia entre los puntos A y B es 120 km. Un tren de pasajeros sale de A hacia B y al mismo instante sale un tren de carga de B hacia A. El tren de pasajeros llega a B una hora después de haberse cruzado con el de carga, y el tren de carga llega a A dos horas y cuarto después de haberse cruzado con el de pasajeros. Determine las velocidades de los trenes y el punto de encuentro respecto a A.

Resp: 36km/h y 48km/h

16. El gráfico adjunto representa el movimiento de dos partículas, A y B, en línea recta, las que se mueven con velocidades de 10 m/s y –6 m/s respectivamente. De acuerdo a la información dada en el gráfico, la separación de las partículas a t=0 es:

a) 40 m

b) 60 m

c) 100 m

d) 140 m

e) 160 m

Resp: e)

17. El gráfico adjunto representa el movimiento de dos carros por una carretera recta. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones está de acuerdo con el gráfico?

a) En t1 el móvil B no se mueve.

b) En t2 A y B tienen la misma velocidad.

c) En t2 A se mueve en contra del sistema referencial.

d) En t3 A y B tienen la misma velocidad.

e) En t4 B se mueve delante de A.

Resp: d)

18. El gráfico que se muestra representa el movimiento de una partícula en línea recta. Si durante los 15 s que la partícula estuvo en movimiento la rapidez media fue el doble que la magnitud de la velocidad media, el valor de v1 es:

a) 7.5 m/s

b) 15.0 m/s

c) 2.5 m/s

d) 5.0 m/s

e) 10.0 m/s

Resp: a)

19. El gráfico adjunto representa el movimiento de una partícula en línea recta. Si la rapidez media y la magnitud de la velocidad media para todo el recorrido fueron de 20 m/s y 5 m/s, determine los valores de v1 y v2.

V1(m/s) V2(m/s)

a) 15.25 -29.5

b) 29.5 -15.5

c) 18.75 -22.5

d) 15.25 -12.5

e) 17.75 -10.5

Resp: c)

20. ¿Cuál es la aceleración en m/s2 que debe imprimírsele a un móvil para que su velocidad final sea igual a 4 veces su velocidad inicial al cabo de 10 s y después de recorrer 100 m?

a) 1.2

b) 1.8

c) 2.4

d) 12

e) 18

Resp: a)

21. Un auto parte del reposo del punto A y se desplaza en línea recta con una aceleración constante de 2 m/s2. Después de 10 s otro auto parte del reposo desde el mismo punto y alcanza al primer vehículo en 30 s. ¿Cuál es la aceleración del segundo auto?

a) 17.42 m/s2

b) 3.56 m/s2

c) 3.01 m/s2

d) 2.67 m/s2

e) 1.13 m/s2

Resp: b)

22. Dos móviles en línea recta parten al mismo tiempo de posiciones diferentes según las ecuaciones x=32+5t y x=5t+2t2.En qué tiempo se encontrarán los móviles?

a) 1 s

b) 2 s

c) 3 s

d) 4 s

e) Nunca se encuentran

Resp: d)

23. Dos partículas parten al mismo instante desde el origen de un sistema de coordenadas. La 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 4 s, 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

Resp: e)

24. Dos vehículos se encuentran separados una distancia de 500 m. Si los vehículos se aceleran al mismo tiempo desde el reposo y en direcciones contrarias a razón de 1.5 m/s2 y 3.5 m/s2 respectivamente, los vehículos se encontrarán al cabo de:

a) 22.3 s

b) 18.2 s

c) 16.2 s

d) 14.2 s

e) 10.0 s

Resp: d)

25. Si la ecuación de movimiento de una partícula es x-6t2=5+3t, donde x está en metros y t en segundos. El tiempo que se demora en duplicar su velocidad inicial es:

a) 0.25 s

b) 3 s

c) 4 s

d) 0.75 s

e) 36 s

Resp: a)

26. Dos vehículos se encuentran sobre una carretera recta, uno frente al otro, parten del reposo y aceleran acercándose a razón de 3m/s2 y 5 m/s2, respectivamente. Al cabo de 10 s se encuentran separados 100 m. ¿Qué distancia estaban separados antes de emprender el viaje si se cruzan en el camino?

a) 500 m

b) 150 m

c) 200 m

d) 300 m

e) 400 m

Resp: d)

27. El tiempo que tarda en reaccionar un conductor medio entre el instante en que percibe una señal de parar y la aplicación de los frenos es de 0.5 s. Si el automóvil experimenta una desaceleración de 5 m/s2, la distancia total recorrida, hasta

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