Movimiento Rectilinio Uniforme

Movimiento Rectilíneo Uniforme

1. Si un cuerpo inicialmente se encuentra a 10 metros a la izquierda del origen del sistema de referencia y se mueve con una rapidez de 4 m/s, ¿cual es su ecuación de movimiento?

2. Un tren viaja de la siguiente manera: en los primeros 60 min se desplaza con velocidad v, en los siguientes 30 min lleva una velocidad de 3v, en los 90 min que le siguen viaja con una velocidad v/2; en los 120 min finales, se mueve con una velocidad de v/3.

a) Dibuje una gráfica velocidad-tiempo para este recorrido.

b) ¿Qué distancia recorre el tren en el viaje? Respuesta: (235min)v

c) ¿Cuál es la velocidad promedio del tren en el viaje completo? Respuesta: 0.78v

3. Una rápida tortuga puede desplazarse a 10 cm/s, y una liebre puede correr 20 veces más rápido. En una carrera, los dos corredores inician al mismo tiempo, pero la liebre se detiene a descansar durante 2 min y, por ello, la tortuga gana por un caparazón (20 cm)

a) ¿Qué tanto duró la carrera? Respuesta: 126.21 s

b) ¿Cuál fue su longitud? Respuesta: 1262.1 m

4. Un corredor cubre la carrera de 100 m en 10.3 s. Otro corredor llega en segundo lugar en un tiempo de 10.8 s. Suponiendo que los corredores se desplazaron a su velocidad promedio en toda la distancia, determine la separación entre ellos cuando el ganador cruza la meta. Respuesta: 4.63 m.

5. Un automóvil sube una colina a una rapidez constante de 40 km/h y en el viaje de regreso desciende a una rapidez constante de 60 km/h. Calcule la rapidez promedio del viaje redondo. Respuesta: 48 km/h

6. Usted va conduciendo un auto de la escuela a casa a 65 mph uniformemente a lo largo de 130 millas. Empieza a llover, baja la velocidad a 55 mph y llega a casa después de conducir 3 horas y 20 minutos.

a) ¿Qué tan lejos está su casa de la escuela?

b) ¿Cuál fue la rapidez promedio?

7. Un automóvil que viaja a 90 km/h va 100 m atrás de un camión que viaja a 75 km/h ¿Cuánto tiempo le tomará al automóvil alcanzar al camión?

8. Un auto y un camión se dirigen a Nogales, salen al mismo tiempo y en la misma dirección. El camión sale de Hermosillo y el auto de Guaymas, ciudades que están separadas por 125 km.

El auto desarrolla una velocidad constante de 100 km/hr y el camión una velocidad constante de 80 km/hr. El auto alcanzará al camión por ir más rápido.

a. ¿Cuánto tiempo tarda en alcanzarlo.

b. ¿A que distancia de Hermosillo ocurre el alcance?

c. ¿Cuánto tiempo tarda el auto en pasar por Hermosillo?

d. Haga una sola gráfica de posición contra tiempo para ambos cuerpos en movimiento e interprete el punto donde se intesectan ambas rectas.

9. Un auto viaja a razón de 25 km/h durante 4 minutos, después a 50 km/h durante 8 minutos y al final del viaje a razón de 20 km/h durante 2 minutos.

Encuentre:

a) La distancia total recorrida en km.

b) La velocidad media de todo el viaje.

10. Un caballo se aleja de su entrenador galopando en línea recta una distancia de 160m en 17 s. Luego regresa abruptamente y galopa la mitad de la distancia en 6.8 s. Calcule

a) La rapidez promedio

b) La velocidad promedio para todo el viaje, usando “alejándose de su entrenador” como el sentido positivo del galope.

11. Dos locomotoras se acercan entre sí sobre vías paralelas. Cada una tiene una rapidez de 95 km/h con respecto a la vía. Si inicialmente están separadas entre sí 8.5 km ¿Cuánto tiempo pasará antes de que se encuentren?

12. Aplicando los conocimientos de movimiento rectilíneo uniforme, analice y extraiga toda la información que le sea posible de la siguiente gráfica que representa la historia del movimiento de un cuerpo.

Por ejemplo:

a) La distancia recorrida por el cuerpo en los siguientes intervalos de tiempo:

0 a 2 s.

2 a 5 s.

5 a 7 s.

b) La distancia cubierta por el cuerpo en el intervalo de tiempo de 0 a 7 s.

c) La velocidad media o uniforme en cada uno de esos intervalos de tiempo.

d) La dirección del movimiento en esos mismos intervalos.

e) Las ecuaciones de movimiento en cada intervalo de tiempo (teniendo cuidado en el intervalo de 0 a 7 s. donde se supone que el cuerpo se mueve desde la posición marcada con el punto A hasta la posición marcada con el punto D, uniendo dichos puntos mediante una recta).

13. Analice la siguiente gráfica y calcule la distancia recorrida por el cuerpo.

14. Sobre una carretera recta, un cuerpo A moviéndose con velocidad constante, se encuentra en t = 0 s en el origen; y en el tiempo t = 1 s en la posición x = 1 m. Sobre la misma carretera, otro cuerpo B también moviéndose con velocidad constante, se encuentra en t = 0 s en x = 5 m y en el tiempo t = 1 s en x = 3 m.

a) ¿En que instantes la distancia entre los dos cuerpos es de 1 m?

b) Describa el movimiento de ambos cuerpos.

15. ¿Qué distancia recorre su automóvil se desplaza hacia delante a 70 mi/h (112 km/hr) durante 1 s del tiempo que usted tarda en ver un accidente a un lado de la carretera?

Modelo Físico

16. Un avión a propulsión de alto rendimiento que practica maniobras para evadir el radar, sigue un vuelo horizontal de 35 m sobre el nivel del suelo. De repente, se encuentra un terreno que se eleva suavemente a 4.30, pendiente difícil de detectar. ¿En cuanto tiempo debe el piloto hacer una corrección para que el avión no choque contra el suelo? La rapidez del aire es de 1300 km/h (existe un error en la redacción debe ser: del avión).

Modelo Físico

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

1. Dos autos viajan inicialmente con la misma velocidad sobre una carretera recta. El primero lleva una delantera de 100 m. al segundo auto. Este segundo auto desarrolla una aceleración constante de 2.4 m/s2, y la aceleración del primero es de 1.8 m/s2

a) Determine el tiempo necesario para que el segundo auto alcance al primero.

2. En el instante en que se enciende la luz verde en un crucero, un automóvil arranca con una aceleración constante de 1.83 m/s2. En el mismo instante, un camión que lleva una velocidad constante de 9.14 m/s. alcanza al automóvil y lo pasa.

a) ¿A que distancia del semáforo alcanzará el automóvil al camión?

b) ¿Que velocidad llevará el automóvil en ese momento?

3. Un coche que inicialmente se mueve con una velocidad constante, acelera a razón de 1 m/s2 durante 12 s. Si el coche recorrió en estos 12 s. una distancia de 190 m.

a) ¿Cuál era la velocidad del coche cuando empezó a acelerar?

4. Un automóvil que se mueve con una velocidad inicial de 100 Km/h frena completamente en 15s

a) ¿Cuál es su aceleración?

b) ¿Que distancia recorre?

c) ¿Cuales son sus ecuaciones de movimiento? (con valores numéricos).

5. Un automóvil viaja a una velocidad constante de 30.0 m/s (=60 mi/h) y pasa por un anuncio detrás del cual se oculta un policía de la guardia civil. Un segundo después de que el auto pasa, el policía inicia la persecución con una aceleración constante de 3.00 m/s2. ¿Cuánto tarda el policía en superar el automóvil?

6. Una pelota acelera a 0.5 m/s2 mientras se mueve hacia abajo en un plano inclinado de 9 m de largo. Cuando alcanza la parte inferior, la pelota rueda sobre otro plano donde, después de moverse 15 m se detiene.

a) ¿Cuál es la velocidad de la pelota en la parte inferior del primer plano?

b) ¿Cuánto tiempo tarda en rodar sobre el primer plano?

c) ¿Cuál es la aceleración a lo largo del segundo plano?

d) ¿Cuál es la velocidad de la pelota a 8m a lo largo del segundo plano?

7. En t = 0 s un auto está detenido en un semáforo. Al encenderse el verde, el auto acelera a razón constante hasta alcanzar una rapidez de 20 m/s 8 segundos después de arrancar. El auto continúa con rapidez constante durante 40 m. Luego el conductor ve un semáforo en rojo en el siguiente cruce y frena a razón constante. El auto para en el semáforo, a 180 m de donde estaba en t = 0 s.

a) Dibuje las curvas x vs. t; y v vs. t y a vs. t EXACTAS para el movimiento del coche.

8. Un tren de 75 m de largo acelera uniformemente desde el reposo. Si el tren pasa frente a un trabajador ferroviario situado 140 m vía abajo con una rapidez de 25 m/s. ¿Cuál será la rapidez del último vagón al pasar frente al trabajador?

9. Un avión recorre 420 m en una pista antes de despegar. Parte del reposo, se mueve con aceleración constante y está en el aire en 16 s.

a) Cual es su rapidez cuando despega?

10. Cuando un semáforo se pone en verde, un coche que esperaba en el cruce arraca con aceleración constante de 2 m/s2. En ese instante un camión con rapidez constante de 18 m/s alcanza y adelanta al coche.

a) A que distancia de su punto de partida el coche alcanza al camión?

b) Que rapidez tiene el coche en ese momento?

11. Una partícula en movimiento rectilíneo uniformemente acelerado tiene una velocidad de v1 = 10 m/s en el instante t1 = 2 s. y una velocidad v2 = 30 m/s en el instante t2 = 7 s.

a) ¿Cuál es la aceleración de la partícula?

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