Manual de fisica

Problemas de
Física

Departamento de Física

Universidad Carlos III de Madrid

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1ª Edición corregida-2005

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i

DEPARTAMENTO

DE

FÍSICA

-

UC3M

T
abla de contenido

CAPÍTULO

1

CAPÍTULO

2

Problemas.

1

Base documental

26

Unidades

1

Textosgenerales

26

Vectores, cálculo diferencial e Integral

3

Monografías

29

Cinemática

7

Libros de problemas

31

Nodos de internet

32

Dinámica

12

Trabajo y energía

14

Movimiento armónico simple

17

Movimiento ondulatorio

19

Óptica

20

Electricidad y magnetismo

20

ii

1

Capítulo

Problemas
Los problemas aquí propuestoscorresponden a un nivel
elemental de Física clásica, y están dirigidos a alumnos con
formación preuniversitaria.

L

os problemas están ordenados por temas, y grado de dificultad de más fácil
a más difícil. Se aconseja realizar el problema sin mirar la solución.

Salvo en el primer tema y en casos que así lo requieran, las soluciones se
han expresado en unidades del Sistema Internacional deMedidas.

UNIDADES
1) Según la segunda ley de Newton, cuando sobre un cuerpo de masa m actúa
una fuerza F, éste adquiere una aceleración a, cumpliéndose F = ma. Si el
cuerpo tiene una masa de 1.5 toneladas y éste adquiere una aceleración de 50
cm/s2, determinar:
a) el valor de la fuerza expresada en Newtons (sistema internacional)
b) el valor de la fuerza expresada en dinas (sistema c.g.s)Sol.: a) F=750 N

b) F=7.5×107 dinas

2) Una partícula realiza un movimiento circular con velocidad angular ω = 2
r.p.m. (revoluciones por minuto) constante. Determinar el valor de ω en rad/s.
Sol.: ω=0.209 rad/s
3) Realizar un análisis dimensional de las siguientes expresiones y señalar de
qué magnitudes se trata.

1

DEPARTAMENTO

DE

FÍSICA

-

UC3M

a) m

v2
donde m esmasa, v es velocidad y r es el radio
r

b)

2
gRT
r

donde g es la gravedad, RT es el radio de la tierra y r es el radio

de la trayectoria
c)
2 gh donde g es la gravedad y h es la altura
Sol.: a) ML / T 2 [F] b) L / T [V] c) L / T [V]
4 ) Una piscina de dimensiones: 50 m × 25 103 mm, tiene una profundidad de
0.5 Dm. Determinar su volumen en el Sistema Internacional.
Sol.: V=6250m 3
5) En las ecuaciones siguientes, la distancia x está en metros, el tiempo t en
segundos y la velocidad v en metros por segundo. ¿Cuáles son las unidades SI
de las constantes C1 y C2?
a) x = C1 + C2t
b) x = ½ C1 t2
c) v2 = 2C1x
Sol.: a) [C1] = m ; [C2] = m/s b) [C1] = m / s 2 c) [C1] = m / s 2
6) La velocidad del sonido en el aire es 340 m/s. ¿Cuál será la velocidad de un
aviónsupersónico que se mueve con una velocidad doble a la del sonido? Dar
la respuesta en kilómetros/hora.
Sol.: v=2448 km/h
7) A la unidad de fuerza en el Sistema Internacional (SI), Kg·m/s2, se le
denomina Newton (N). Hallar las dimensiones y las unidades SI de la
constante G en la ley de Newton de la gravitación F= G m1 m2 / r2
Sol.: a) L3 / T 2 M

b) m 3 / s 2 Kg

2

DEPARTAMENTO

DEFÍSICA

-

UC3M

VECTORES Y CÁLCULO
DIFERENCIAL E INTEGRAL
8) Sean los vectores A= i −2 j +4k , B= 2i + j − k y C = i −2 j − k . Calcular:
a)

A+ B − 2C

b) A− 2 B + C
c) 2 A − C + 3B
Sol.: a) i + 3 j + 5k

b) − 2i − 6 j + 5k

c) 7i + j + 6k

9) Sean los vectores A= − i + j , B= 3 j + 2k y C = i −2 j − k . Calcular:
a)

A·B

b)

A·C − B· A

c)

( A + 2 B )·(C − A)...