Fisika Pura

PROBLEMAS DE FISICA

José Felipe García López
10-2

INSTITUCION EDUCATIVA CAMILO TORRES RESTREPO
CASANARE
ASIG: FISICA PURA
FECHA: 09/10
CASANARE
2012
Problema n° 1

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Un automóvil que viaja a una velocidad constante de 120 km/h, demora10 s en detenerse. Calcular: a) ¿Qué espacio necesitó para detenerse? b) ¿Con qué velocidad chocaría a otrovehículo ubicado a 30 m del lugar donde aplicó los frenos?

Desarrollo:
 Datos:

v0= 120 km/h = (120 km/h).(1000 m/1 km).(1 h/3600 s) = 33,33 m/s

vf = 0 km/h = 0 m/s
t = 10 s
Ecuaciones:

(1) vf = v0+ a.t

(2) x = v0.t + a.t ²/2

a) De la ecuación (1):

vf = v0+ a.t

0 = v0+ a.t

a = -v0/t

a = (-33,33 m/s)/(10 s)

a = -3,33 m/s

²Con éste dato aplicamos la ecuación (2):x = (33,33 m/s).(10 s) + (-3,33 m/s ²).(10 s) ²/2 Þx = 166,83 m
 
b) Para x2= 30 m y con la aceleración anterior, conviene aplicar la ecuación opcional:
v f ² - v0² = 2.a.x 
vf ² = v0² + 2.a.x
vf ² = (33,33 m/s) ² + 2.(-3,33 m/s ²).(30 m)
 

vf = 30,18 m/svf = 106,66 km/h.

Problema n° 2)
Un avión, cuando toca pista, acciona todos los sistemas de frenado, que le generan unadesaceleración de 20 m/s ², necesita 100 metros para detenerse. Calcular:a) ¿Con qué velocidad toca pista? b) ¿Qué tiempo demoró en detener el avión?
Desarrollo
 Datos
a = - 20 m/s ²

x = 100 m
 
vf = 0 m/s

a) Aplicando:

v f ² - v0² = 2.a.x 
0 - v0² = 2.a.x

v0² = - 2.(-20 m/s ²).(100 m)
vf = 63,25 m/s

b) Aplicando:
vf = v0+ a.t
0 = v0+ a.tÞ t = -v0/a
t = -(63,25 m/s)/(- 20 m/s ²)t = 3,16 s

Problema n° 3)
Un camión viene disminuyendo su velocidad en forma uniforme, de 100km/h a 50 km/h. Si para esto tuvo que frenar durante 1.500 m. Calcular:a) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?. b) ¿Cuánto tiempo empleó para elfrenado?.
Desarrollo
 Datos
v0= 100 km/h = (100 km/h).(1000 m/1 km).(1 h/3600 s) = 27,78 m/s
vf = 50 km/h = (50 km/h).(1000 m/1 km).(1 h/3600 s) =13,89 m/s
x = 1.500 m
a) Aplicando:
a = -0,193 m/s ²
 b) Aplicando:
vf = v0+ a.t
t = (vf - v0)/a
t = (27,78 m/s - 13,89 m/s)/(- 0,193 m/s ²)
t = 72 s
Problema n° 4)
La bala de un rifle, cuyo cañón mide 1,4 m, sale con una velocidad de1.400 m/s. Calcular:a) ¿Qué aceleración experimenta la bala?. b) ¿Cuánto tarda en salir del rifle?.
Desarrollo
 Datos
v0= 0 m/s
vf = 1400 m/s
x = 1,4m

a) Aplicando:

a = 700000 m/s ²
 b) Aplicando:
vf = v0+ a.t
t = vf /a
t = (1400 m/s)/(700000 m/s ²)
t = 0,002 s

 
1.400 m/s. Calcular:a) ¿Qué aceleración experimenta la bala?. b) ¿Cuánto tarda en salir del rifle?.
Desarrollo
 Datos
v0= 0 m/s
vf = 1400 m/s
x = 1,4 m
a) Aplicando:
a = 700000 m/s ²
 b) Aplicando:
vf = v0+ a.t
t = vf /at = (1400 m/s)/(700000 m/s ²)
t = 0,002sProblema n° 5)
Un móvil que se desplaza con velocidad constante, aplica los frenosdurante 25 s, y recorre una distancia de 400 m hasta detenerse. Determinar:a) ¿Qué velocidad tenía el móvil antes de aplicar los frenos?. b) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.
Desarrollo
 Datos
t = 25 s
x = 400 m
vf = 0 m/s
Ecuaciones:
(1) vf = v0+ a.t
(2) x = v0.t + a.t ²/2
 
a)De la ecuación(1):
vf = v0+ a.t
0 = v0+ a.t
a = -v0/t (3)
Reemplazando (3) en (2):
x = v0.t + a.t ²/2
x = v0.t + (-v0/t).t ²/2
x = v0.t - v0.t/2
x = v0.t/2
v0= 2.x/t
vf = 2.(400 m)/(25 s)
vf = 32 m/s
c) Con éste dato aplicamos nuevamente la ecuación (1):
a = (-32 m/s)/(25 s)
a = -1,28 m/s ²

EJERCICIOS DE CAIDA LIBRE

PROBLEMA 1.-

Un tornillo cae accidentalmente desde la parte superior deun edificio, 4 segundos después está golpeando el suelo, halle la altura del edificio. (g = 10 m/s2) 

SOLUCIÓN :
Datos :
Velocidad inicial ................... Vo = 0
tiempo de caída ...................... t = 4s
aceleración de caída ............... g = 10 m/s2
altura de caída (edificio ) .......... h = ?

Aplicaremos :
h = Vo . t + 1/2 g . t*2
h = 0 + 1/2 ( 10 ) ( 4 )*2
h = 80...