Cinemática movimiento rectilíneo

Universidad de Cartagena
Departamento de Física
Taller – Física I
Ingeniería Química

Cinemática del movimiento rectilíneo

1. Un automóvil en reposo es alcanzado por un camión que viaja a una velocidad constante de 54 Km/h. El automóvil arranca a moverse justo en el momento en que el camión lo rebasa y aumenta su velocidad uniformemente durante 10 s hasta que alcanza los 90 Km/h. Si elautomóvil mantiene esta velocidad constante, determinar cuándo y dónde va a alcanzar al camión. Haga diagramas claros, explicite sus ejes y su origen, tenga cuidado con las unidades. Si le es posible, utilice métodos gráficos.

2. Un camión va por una carretera recta a una velocidad de 36 Km/h. Un auto viene 50m atrás viajando a 72 Km/h en la misma dirección y en ese momento aplica los frenosdesacelerando a 0.5 m/s2 mientras que el camión continúa moviéndose a velocidad constante. Realice un diagrama que ilustre el eje y el origen. Escriba las condiciones iniciales. Exprese la posición del auto (Xa) y la del camión (Xc) en un instante t. ¿Alcanzará el auto el camión? Si es así, ¿en qué instante o instantes?

3. Suponga que la aceleración retardatriz máxima de frenado de un automóviles 0.8g (Donde g es la aceleración de la gravedad) en un pavimento horizontal, seco y limpio. Halle la distancia de frenado de emergencia, medida desde el punto en que el conductor ve por primera vez el peligro, para un automóvil que viaja a 100 Km/h. Suponga que el tiempo de reacción del conductor es ¾ s a partir del instante en que ve el peligro y aplica los frenos.

4. Dos autos A y Bse mueven en la misma dirección con velocidades VA y VB respectivamente. Cuando el auto A está a una distancia d detrás de B, el auto A, que viaja a mayor velocidad que B, aplica los frenos, causando una aceleración de frenado constante a. Demuestre que para que exista un choque, es necesario que

VA – VB ( (2ad)1/2

5. Un autobús sale del punto A desde el reposo y acelera a razón de 0.8m/s2hasta que alcanza una velocidad de 12m/s. Continúa a esta velocidad durante algún tiempo y luego aplica los frenos hasta detenerse en el punto B, 42m más delante de donde se aplicaron los frenos. Si la distancia entre A y B es 300m y la desaceleración se considera uniforme, determínese el tiempo que tardó el autobús para ir de A a B.
Ayuda: Haga un análisis gráfico y explicite todas las relacionesgráficas entre las magnitudes cinemáticas.

6. Un lanzador de béisbol puede lanzar la bola a 140 Km/h. Estime la aceleración durante el lanzamiento. Es decir, calcule dicha aceleración haciendo estimativos y aproximaciones de un lanzamiento real. Simule un lanzamiento y estime.
Sugerencia: suponga que el la distancia que recorre la bola en la mano del lanzador es 3m.

7. De la superficie dela tierra se lanza un cuerpo en dirección radial con una velocidad V0 a una distancia R del centro del planeta. Si la aceleración debida a la atracción gravitacional es ax = -K/x2, donde K es una constante. ¿A qué altura por encima de la superficie llega el cuerpo?

8. Un objeto oscila colgado de un resorte. Cuando el objeto está en una posición x, la aceleración es a = -Kx. Si el objetoparte desde el reposo en una posición x(0) = A, halle: a) la velocidad en función de la posición, b) la posición en función del tiempo.

Los problemas que siguen involucran cuerpos que caen cerca de la superficie de la Tierra. Aceptamos como una buena aproximación que la aceleración de caída en estas circunstancias es 9.8 m/s2. Se utiliza la letra g para designar esta aceleración.

9. Un niñolanza una pelota hacia arriba con una velocidad inicial de 15m/s. Un segundo más tarde lanza una segunda bola hacia arriba con la misma velocidad inicial.
Defina claramente su eje coordenado, su origen y las condiciones iniciales de cada una de las pelotas. Encuentre expresiones generales de la velocidad y la posición de cada una de las bolas en función del tiempo. Encuentre también la...