Fisica

FISICA GENERAL EJERCICIOS RESUELTOS

GERLEIN YESITH GOMEZ BELTRAN

TUTOR LORENZO LAUREANO LOZANO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA – UNAD INGENIRIA DE SISTEMA ABRIL DE 2012

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME "Un objeto que se mueve a 5 km/h, ¿Qué espacio recorre en 1 minuto?" RESOLUCIÓN:

De la fórmula, conocemos la velocidad, el tiempo y el espacio inicial “s0”, que aunque nose especifica, debemos dar por supuesto que vale cero (no nos interesa nada más que lo que ocurre en el minuto que nos piden). El problema es que debemos trabajar con unidades en S.I. (sistema internacional), el tiempo en segundos, la velocidad en m/s. Utilizando factores de conversión para convertir las unidades, que aunque en el primer caso es demasiado fácil, puede ayudar a entender elfuncionamiento de los factores:

MOVIEMINTO UNIFORMENTE ACELERADO Un cuerpo parte del reposo y, al cabo de 2 s, alcanza una velocidad de 10 m/s. a) ¿Qué aceleración tiene? b) ¿Qué espacio habrá recorrido en ese tiempo? Solución: 1º paso: Anotamos los datos v0 = 0 t = 2 s = 10 m/s

2º paso: Pasamos las unidades a S.I. No es necesario en este problema, porque todo está en S.I. 3º paso: Identificamosel tipo de movimiento y escribimos sus ecuaciones. M.R.U.A. a = ( – v0) / t

s = v0 ·t + (a· )/2 4º paso: Sustituimos los datos conocidos. a = (10 – 0)/2 s=0·2+a· /2

5º paso: Despejamos las incógnitas. a = 10/2 = 5 m/ s = a · 4/2 = 5 · 4/2 = 10 m Un tren se desplaza a 25 m/s. Al aproximarse a una estación, el maquinista va frenando con una aceleración de - 0’5 m/ hasta pararse.

Calcula eltiempo que tarda en detenerse. Solución: 1º paso: Anotamos los datos v0 = 25 m/s a = - 0’5 m/ =0 2º paso: Pasamos las unidades a S.I. No es necesario en este problema, porque todo está en S.I. 3º paso: Identificamos el tipo de movimiento y escribimos sus ecuaciones. M.R.U.A. à a = ( s = v0 ·t + (a· )/2 4º paso: Sustituimos los datos conocidos. (- 0’5 m/ ) = (0 – 25)/t – v0) / t

s = 25 · t –0’5 ·

/2

5º paso: Despejamos las incógnitas. -0’5 = -25/t à t = -25 /-0’5 = 50 s Un motorista que parte del reposo, lleva una aceleración de 3 m/s2. a. ¿Qué velocidad alcanza al cabo de 30 segundos?

b. ¿Qué espacio ha recorrido en este tiempo? RESOLUCIÓN: La aceleración en este caso es positiva (implica un aumento de la velocidad), con lo que las fórmulas serían:

Ya que consideramos eltiempo inicial (t0) igual a cero. Del mismo modo, como parte del reposo la velocidad inicial (v0) es igualmente cero, con lo que;

Donde además hemos considerado que el espacio inicial (s0) vale cero (nuestro ejercicio empieza cuando arranca el motorista).

CAÍDA LIBRE Se deja caer una piedra desde lo alto de un acantilado de 130 m de altura. Calcula: a) El tiempo de vuelo de la piedra b) Lavelocidad con que impacta en el agua. c) El instante en que la velocidad de la piedra es de 50 km/h. Solución: 1º paso: Anotamos los datos v0 = 0 s = 130 m a = g = 9’8 m/

2º paso: Pasamos las unidades a S.I. v = 50 km/h · 1000 m/km · 1h /3600 s = 13’89 m/s 3º paso: Identificamos el tipo de movimiento y escribimos sus ecuaciones. M.R.U.A. (caída libre) a = ( – v0) / t

s = v0 ·t + (a·t2)/2 4ºpaso: Sustituimos los datos conocidos. 9’8 = ( 9’8 = – 0) / t /t

130 = 0 · t + 9’8· /2 130 = 4’9· 5º paso: Despejamos las incógnitas. 130 = 4’9· = 130/4’9 t = 5’15 s a) 9’8 = /5’15

= 50’48 m/s

b) Para resolver el apartado c), ponemos la ecuación de la aceleración y sustituimos la velocidad: 9’8 = (13’89 – 0)/t 9’8 = 13’89/t t = 1’42 s

2. Lanzamos verticalmente hacia arriba un cuerpocon una velocidad inicial de 10 m/s, averigua: a) altura máxima que alcanza. b) tiempo que tarda en alcanzarla. c) velocidad y espacio recorrido en el primer segundo del lanzamiento. Solución: 1º paso: Anotamos los datos v0 = 10 m/s a = -g = -9’8 m/

2º paso: Pasamos las unidades a S.I. No es necesario, ya que todo está en S.I. 3º paso: Identificamos el tipo de movimiento y escribimos sus...