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UNIDAD EDUCATIVA
“ANTONIO NICOLAS RANGEL”
MERIDA ESTADO MERIDA
FISICA
ALUMNO
AXEL DE LA O SARAUZ MORALES
4TO SECCIÓN B
NRO DE LISTA 21
ACTIVIDADES
1.- MOVIMIENTO RECTILINIO UNIFORME, CAIDA LIBRE, MOVIMIENTO VARIADO
2.- ELABORAR GUIA DE 20 EJERCICIOS POR CADA TEMA CON SU RESPECTIVA
GRAFICA PARA UN TOTAL DE 60 EJERCICIOS
MOVIMIENTO RECTILINEO
El movimiento rectilíneo, es la trayectoria que describe el movimiento en una línea
recta. Algunos tipos notables de movimiento rectilíneo son los siguientes: Movimiento
rectilíneo uniforme: cuando la velocidad de movimiento de un lugar a otro es constante.
Un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es aquel que tiene su velocidad constante y
su trayectoria es una línea recta. Esto implica que: El espacio recorrido es igual que el
desplazamiento. En tiempos iguales se recorren distancias iguales.es una trayectoria
recta, su velocidad es constante y su aceleración es nula.
UNIDADES DE RAPIDEZ
SISTEMA ECUACIÓN UNIDADES
MKS V=d/t m/seg
cgs V=d/t cm/seg
ingles V=d/t Pie/seg
Dato 1 hora = 3600seg
ECUACIONES DE MRU
Xf =la posición final del objeto se mide en metros
Xo = la posición inicial se mide en metros
V = velocidad se mide (metros/segundos) m/s
T = tiempo (segundos)
FORMULARIO
Velocidad Tiempo Distancia
v=d / t t= d / v d= v * t
Posición final
Xf= Xo + v * t
Dos posiciones
V= Xf-Xo / t-to t= Xf - Xo/ v
EJERCICIOS
1.- UN COCHE CIRCULA 25 m/s .¿cuánto tiempo tardara en recorrer 10km?
DATOS v=25m/s t =? Xo= 0 km x=10km (10.000 mt)
Solucion
Xf = Xo + v. t
10.000m= 0 +25m * t 10000m=25m*t 10000 m/ t = 25m
T= 10000m/ 25m t= 400seg
2.- Una moto circula a 25 mts/seg durante una 2 horas ¿cuantos kilómetros
abra recorrido?
DATOS
V= 25m/s t = 2 horas Xo=0 Xf= ?
SOLUCION
Pasar las 2 horas a segundos 2 *3600 seg=7200seg
X= 0 +25 m/s * 7200s x=25m/s *7200s X= 180.000 m
Pasar los 180.000 mts a km
180000 / 1000=180km
La moto abra recorrido 180km a 25 mts/s durante 2 horas
X= Xo + V * t
3.- Un carro recorre 250 km a 2,5 horas ¿Cuál es la velocidad media?
Datos
X= 250km ( llevar a metros) 250*1000 = 250000m
Xo= 0
t= 2,5h (llevar a seg) 2,5*3600= 9000s
V= ??
SOLUCION
250000m=0+ v*9000s v=250000m/90000s v= 27,8m/s
r. la velocidad media es de 27,8 m/s
4.- Un móvil se desplaza con movimiento uniforme con una rapidez de
30m/min ¿Cuál es la distancia recorrida al cabo de 0,5 horas?
Datos
V=30m/min
D=?
T=0,5 horas
Solución
La rapidez esta dada en m/min , hay que transformar el tiempo a min
0,5h x 60min=30min
Formula d=v*t
D= 30m/min +30min
D= 900m recorre el móvil al cabo de 0,5 horas
5.-¿qué tiempo emplea un automóvil en recorrer 18000m,sabiendo que se
desplaza con una velocidad de 72 km/h con movimiento uniforme?
Datos
V= 72km/h
D=18000m
T=?
Solución
X= Xo + V * t V= d (x+x0) / t
Transforma km a metros 72*1000=72000m/h
Formula
T= d / v
T= 18000m / 72000mh
T= 0,25 h recorre el automóvil en 18000m
6.-un avión recorre 2940km en 3 horas. Calcular la rapidez?
Datos
V=?
D=2940km
T= horas
Solución
v=d / t
v= 2940km/ 3 horas
v = 980 km/h rapidez del avión
7.-cuánto tarda un automovil , con movimiento uniforme en desplazarse
600km, si su velocidad es de 20m/seg?
Datos
V=20m/seg
D=600km
T=?
Solución
Transformar 600 km x 1000= 600000m
t= d / v
t= 600000m/ 20m/seg
t= 30000 seg tarda 30000 seg en desplazarse
8.-un vehiculo marcha con una velocidad constante de 80km/h.¿cuanto recorre en
120min?
Datos
V= 80km/h
T=120min
D=?
Solución
Transformar 120min a horas 120min/60min =2 horas
D=v*t
D=2h*80km h
D=160km
9.-dos automóviles parten de un mismo punto en el mismo sentido, llevando
un velocidad constante de 30km/h y 40km/h respectivamente ¡que distancia
los separa a las 0,5horas?
Datos
V1= 30km/h v2=40 km/h
D1=? D2?
T1=0,5h T2= 0,5h
SOLUCION
D1= v1*t
D1=30kmh *0,5h d2=40kmh*0,5h
D1= 15km d2=20km
Dt=d2-d1
Dt= 20km -15km
Dt= 5km es la distancia que los separa los automóviles
10.-dos automoviles distantes entre si 200km se dirigen uno hacia el otro,
con velocidad de 65km/h y 40km/h respectivamente ¿en qué punto y en que
distancia se cruzaran?
DATOS
Va= 65KM/H Vb=40KM/H
Da=? Db=200KM-Da
T=? t=?
SOLUCIÓN
Distancia recorrida
1.- Da = Va* T
2.- Db = Vb *T
SUSTITUYO
1.- Da=65KM/h * t
2.- 200KM - Da=40KM/h * t
Calcular el tiempo ecuación 2
200 KM = 60KM/h*T + 40KM/h*T
200KM = 100KM/h * T
T= 200KM/100KMh
T=2 h
TOMO A ECUACION NRO 1
Da=60KM/h * t Db= 200KM-120KM= 80KM
Da=60KM/h* 2h
Da= 120KM
Tardan 2horas para encontrar la velocidad de uno en 120km y otro en 80km
11.-calcular la distancia que recorre un móvil en 20seg, si tiene un
movimiento rectilíneo y una rapidez constante de 40m/s?
Datos
D=?
T=20s
V=40m/s
Solucion
D= v * t
D= 40m/s *20s=
D=800m
12.-Que rapidez constante lleva un movil si 1/5 de minuto recorre una
distancia de 80cm con un movimiento rectilíneo?
Datos
V=?
T=1/5 m
D=80cm
SOLUCIÓN
V=d / t
V= 80cm / 1/5cm
V=80 *5 cm/m
V=400 cm/min
13.-calcular el tiempo que emplea un móvil en recorrer una distancia de 10
cm con una rapidez de 80cm /min
Datos
T=?
D=10 cm
V=80cm/min
SOLUCION
T= d / v
T= 10cm / 80cm/min
T= 0,125min
14.- Desde una montaña una persona da un grito y oye el eco a 4seg
después. Si la rapidez del sonido es de 340m/seg. Calcular a que distancia
de la persona que grito se encuéntrala otra montaña que produce eco
Datos
T=4seg (el eco va en 2 segundos y devuelve en 2 seg)
V=340m/seg
D=?
Solución
D=v * t
D= 340m/seg * 4 seg
D= 1360m
D=1360/2= 680m
15¿A qué velocidad debe circular un auto de carreras para recorrer 50km en
un cuarto de hora?
Datos
T=0,25h
V=?
D=50km
Solución
v= d / t
v= 50km/ 0,25h
v= 200km/h
16 Una bicicleta circula en línea recta a una velocidad de 15km/h durante 45
minutos. ¿Qué distancia recorre?
Datos
V=15km/h
T= 45min 45min/ 60=0,75h
D=?
Solución
D=v *t
D=15km/h *0,75h
D= 11,25 km/h
17.- ¿A qué velocidad circula el móvil cuya gráfica de velocidad en función
del tiempo es la siguiente?
¿Qué distancia recorre el móvil si el movimiento dura 1 minuto?
DATOS
d=?
t=30se x 2 =60se
v=15ms
SOLUCIÓN
D=v *t
D=15m/s * 60s
D= 900m
18.- Un objeto del espacio se mueve en línea recta con velocidad constante y
la gráfica de su movimiento es la siguiente:
 ¿cuál es su velocidad?
 ¿qué distancia recorre en 8 horas?
SOLUCION
La velocidad del objeto es v = 4 km/h.
Calculamos la distancia que recorre en t = 8 h
D=v *t
D= 4km/h * 8h
D=32km
19,- ¿La siguiente gráfica puede ser la gráfica de un movimiento
rectilíneo uniforme? ¿Por qué?
Solucion:
no puede ser la gráfica de un MRU porque la velocidad en un MRU es
constante y, por tanto, su gráfica de la velocidad en función del tiempo
debe ser una recta horizontal. La velocidad representada en la gráfica
decrece y crece.
20.- ¿La siguiente gráfica puede ser la gráfica de un movimiento rectilíneo
uniforme? ¿Por qué?
Solucion
sí puede ser la gráfica de un MRU porque en un MRU la
distancia recorrida crece de forma uniforme. La gráfica de la
distancia recorrida en función del tiempo debe ser una recta
diagonal creciente (una recta lineal creciente).
CAÍDA LIBRE
La caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o
movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que se deja caer un
cuerpo verticalmente desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su
camino. Las ecuaciones de la caída libre son:
y= H−1/2 gt2 POSICION FINAL
v=−g⋅t VELOCIDAD
a=−g ACELERACION
T=√-2*(y-h)/g TIEMPO
Donde:
y: La posición final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el
metro (m)
v: La velocidad final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el
metro (m/s)
a: La aceleración del cuerpo durante el movimiento. Su unidad en el Sistema
Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado(m/s2).
t: Intervalo de tiempo durante el cual se produce el movimiento. Su unidad en el
Sistema Internacional (S.I.) es el segundo (s)
H: La altura desde la que se deja caer el cuerpo. Se trata de una medida
de longitud y por tanto se mide en metros.
g: El valor de la aceleración de la gravedad que, en la superficie terrestre puede
considerarse igual a 9.8 m/s2
EJECICIOS
1.-Un vaso de agua situado al borde de una mesa cae hacia el suelo desde
una altura de 1.5 m. Considerando que la gravedad es de 10 m/s2, calculas El
tiempo que está el vaso en el aire.
Datos
H= 1.5m
g=10 m/s2
y=0
Solucion
T=√-2*(y-h)/g
T=√-2*(0-1,5)/10
t =√3/10
t= 0,55
2.- Del ejercicio anterior calcular La velocidad con la que impacta en el
suelo.
DATOS
H = 1.5 m
Cuando llegue al suelo y = 0 m.
g = 10 m/s2
Tiempo que tarda en caer al suelo t = 0.55 s
SOLUCION
v=−g⋅t
V=-10 m/s2
*0,55S
V=5,5 m/s
3.- Determina la aceleración de la gravedad en la Luna sabiendo que si dejas caer un
objeto desde una altura de 5m, este tarda 2.47 sg en llegar al suelo.
Datos
H = 5 m
t = 2.47 s
SOLUCION
y=H−12⋅g⋅t2
0 m=5 m − 0.5⋅g⋅(2.47s)2
g=5 m/3.05 s2
g = 1.63 m/s2
4.- ) Desde el balcón de un edificio se deja caer una manzana y llega a la
planta baja en 5 s.
a) ¿Desde qué piso se dejo caer, si cada piso mide 2,88 m?
Datos:
t = 5 s
Altura piso = 2,88 m
Solución
Δh = g·t²/2
Δh = (10 m/s²)·(5 s)²/2
Δh = 125 m (ésta es la altura total)
Sabemos que cada piso mide 2,88 m, entonces dividimos:
Nº de piso = Δh/altura piso
Nº de piso = 125 m/2,88 m = 43,4 = Piso 43
5) ¿Con qué velocidad llega a la planta baja? Del ejercicio anterior
Usar g = 10 m/s²
Solución
vf = g·t
vf = (10 m/s²)·(5 s)
vf = 50 m/s
6.- Si se deja caer una piedra desde la terraza de un edificio y se observa que
tarda 6 s en llegar al suelo. Calcular: Usar g = 10 m/s²
a) A qué altura estaría esa terraza.
Datos:
t = 6 s
Fórmulas:
1. Δh = g·t²/2
Δh = (10 m/s²)·(6 s)²/2
Δh = 180 m
7) Con qué velocidad llegaría la piedra al piso. Del ejercicio anterior
vf = g·t
vf = (10 m/s²)·(6 s)
vf = 60 m/s
8.- ¿De qué altura cae un cuerpo que tarda 4 s en llegar al suelo?
Usar g = 10 m/s²
Datos:
t = 4 s
Fórmulas:
Δh = g·t²/2
Δh = (10 m/s²)·(4 s)²/2
Resultado:
Δh = 80 m
8.- Un cuerpo cae libremente desde un avión que viaja a 1,96 km de altura,
cuánto demora en llegar al suelo? Usar g = 10 m/s²
A qué altura estaría esa terraza.
Datos:
Δh = 1,96 km
Fórmulas:
Δh = g·t²/2
Solución
Convertimos la altura a metros:
Δh = 1,96 km = 1.960 m
Despejando el tiempo:
Δh = g·t²/2
t² = 2·Δh/g
t² = 2·1.960 m/(10 m/s²)
t = 19,8 s
9.- Se deja caer una piedra en un pozo y al cabo de 10 s se oye el choque contra el
fondo, si la velocidad del sonido es de 330 m/s, ¿cuál es la profundidad del pozo?
Usar g = 10 m/s²
Datos:
vsonido = 330 m/s
t = 10 s
Fórmulas:
(1) vf = g·t
Solución
El tiempo es el tiempo total, es decir el que tarda la piedra en caer más el que tarda el
sonido en llegar hasta el punto de partida de la piedra:
t = tp + ts = 10 s ⇒ ts = 10 s - tp (3)
La distancia que recorre el sonido es igual a la distancia que recorre la piedra:
ΔhT = Δhs = Δhp (4)
Para el sonido:
vs = Δhs/ts
Δhs = vs·ts (5)
Para la piedra
Δhp = g·tp²/2 (6)
Igualando (5) y (6):
vs·ts = g·tp²/2 (7)
Reemplazando (3) en (7):
Reemplazando por los datos:
Resolvemos la ecuación cuadrática:
tp2 lo descartamos porque el tiempo negativo no existe. En la ecuación (6) reemplazamos
con tp1 y resolvemos:
Δhp = 383,3 m
10.- ¿Desde qué altura debe caer el agua de una presa para golpear la rueda de una
turbina con velocidad de 30 m/s?
Usar g = 10 m/s²
Datos:
v = 30 m/s km
Fórmulas:
vf² = 2·g·Δh
Solución
Despejamos la diferencia de altura de la ecuación:
vf² = 2·g·Δh
Δh = vf²/2·g
Δh = (30 m/s)²/(2·10 m/s²)
Δh = 45 m
11.- Un cuerpo cae libremente desde el reposo. Calcular:
Datos:
t = 3 s
h1 = 100 m
vf = 25 m/s
h2 = 300 m
g = 9,8 m/s²
Fórmulas:
(1) vf = g·t
(2) Δh = g·t²/2
(3) vf² = 2·g·Δh
La distancia recorrida en 3 s. del ejercicio 11
Δh = g·t²/2
Δh = (9,8 m/s²)·3²/2
Resultado:
Δh = 44,1 m
12.-La velocidad después de haber recorrido 100 m.
vf² = 2·g·Δh
vf² = 2·(9,8 m/s²)·(100 m)
vf² = 1.960 m²/s²
Resultado:
vf = 44,27 m/s
13) el tiempo necesario para alcanzar una velocidad de 25 m/s.. del ejercicio 11
vf = g·t
t = vf/g
t = (25 m/s)/(9,8 m/s²)
Resultado:
t = 2,55 s
14.- el tiempo necesario para recorrer 300 m, desde que cae, .. del ejercicio 11
Δh = g·t²/2
t² = 2·Δh/g
t² = 2.300 m/(9,8 m/s²)
t² = 61,22 s²
Resultado:
t = 7,82 s
15.- Desde una altura de 150 metros se deja caer libremente una pelota. Calcular, a)
¿cuánto ha descendido a los 4 segundos?
Solución
Caída libre la velocidad inicial es nula
16 ¿qué velocidad tiene a los 4 segundos?,del ejercicio 15
Sustituyendo nuestros datos y calculando:
Por lo que la velocidad a los 4 segundos es de 39.2 m/s
17) ¿Cuánto le falta recorrer para llegar al suelo? Del ejercicio 15
recordemos que a los 4 segundos ha recorrido 78.4 metros y que la altura
desde donde se dejó caer la pelota es de 150 metros, entonces la diferencia
es la cantidad que falta para llegar al suelo, es decir:
Es como si tuviéramos:
Despejando “h2” qué sería la distancia que falta para llegar al suelo.
Es decir que nos hace falta recorrer 71.6 metros para llegar al suelo.
18.- Una niña deja caer una muñeca desde una ventana que está a 80
metros de la altura sobre el suelo. Calcular, a) ¿Qué tiempo tardará en
caer?,
Datos:
Solución
Perfecto, ahora es momento de sustituir nuestros datos en la fórmula:
Es decir que el tiempo que demoró en caer la muñeca es de 4.04 segundos.
19) ¿Con qué magnitud de velocidad choca contra el suelo
Para encontrar la magnitud con la que llega al suelo, vamos a utilizar la
siguiente fórmula:
Recordar: al ser un problema de caída libre, la velocidad inicial es cero.
Entonces nuestra fórmula se reduce a:
Ahora si, podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:
Por lo que la velocidad con la que llega al suelo es de 39.6 m/s
20.- Una maceta cae desde la azotea de un edificio y tarda en llegar al suelo 7
segundos. Calcular La altura del edificio
Datos:
Para que podamos calcular la altura, emplearemos la siguiente fórmula:
Recordemos que al ser una caída libre, la velocidad inicial es cero. Por lo
que la fórmula finalmente se verá reducida:
Ahora solamente sustituimos nuestros datos en la fórmula.
Es decir que la altura de nuestro edificio es de 240.1 metros
MOVIMIENTO UNIFORME VARIADO
es aquél en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay
que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En
el caso de una aceleración a constante, considerando una velocidad inicial nula (v = 0
en t = 0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será:
v = a·t
La distancia recorrida durante ese tiempo será
e = ½·a·t²
Esta ecuación muestra una característica importante: La distancia depende del cuadrado
del tiempo (t²). En el movimiento uniformemente variado la velocidad varia y la
aceleración es distinta de cero y constante.
a ≠ 0 = constante
v = variable
Gráfica de velocidad en función del tiempo
1) Acelerado: a > 0
xf = x0 + v0·t + ½·a·t² (Ecuación de posición)
vf = v0 + a·t (Ecuación de velocidad)
vf² = v0² + 2·a·Δx
2) Retardado: a < 0
xf = x0 + v0·t - ½·a·t² (Ecuación de posición)
vf = v0 - a·t (Ecuación de velocidad)
vf² = v0² - 2·a·Δx
EJERCICIOS
1) Para la gráfica de la figura, interpretar como ha variado la velocidad, trazar el
diagrama v = f(t) y hallar la distancia recorrida en base a ese diagrama.
Solución
A partir de la pendiente de cada tramo de recta obtenemos la velocidad.
vAB = ΔxAB/ΔtAB
vAB = (20 m - 0 m)/(10 s - 0 s)
vAB = 2 m/s
vBC = ΔxBC/ΔtBC
vBC = (30 m - 20 m)/(30 s - 10 s)
vBC = 0,5 m/s
vCD = ΔxCD/ΔtCD
vCD = (30 m - 30 m)/(40 s - 30 s)
vCD = 0 m/s
vDE = ΔxDE/ΔtDE
vDE = (10 m - 30 m)/(50 s - 40 s) ⇒ vDE = - 2 m/s
ΔxAE = xE - xA
ΔxAE = 10 m - 0 m
ΔxAE = 10 m
Esto se debe a que el móvil regresa por el mismo camino
2) Calcular el espacio recorrido por el móvil correspondiente a la gráfica:
Solución
En el gráfico de v = f(t) la superficie bajo la curva es el espacio recorrido, es decir:
x = (20 m/s)·(5 s) + (20 m/s)·(4 s)/2
x = 100 m + 40 m
Resultado:
x = 140 m
3.- Calcular el espacio recorrido para el móvil de la gráfica:
Solución
Como en el caso anterior:
x = (100 m/s)·(250 s)/2
Resultado:
x = 12.500 m
4.- Un cohete parte del reposo con aceleración constante y logra alcanzar en 30 s una
velocidad de 588 m/s. Calcular la aceleración.
Datos:
v0 = 0 m/s
vf = 588 m/s
t = 30 s
Fórmulas:
(1) vf = v0 + a·t
(2) x = v0·t + a·t²/2
Solución
vf = v0 + a·t
vf = a·t
a = vf/t
a = (588 m/s)/(30 s)
Resultado:
a = 19,6 m/s²
5) del ejercicio anterior ¿Qué espacio recorrió en esos 30 s?
x = v0·t + a·t²/2
x = a·t²/2
x = (19,6 m/s²)·(30 s)²/2
Resultado:
x = 8.820 m
6.-Un móvil que se desplaza con velocidad constante aplicalos frenos durante 25 s y
recorre 400 m hasta detenerse. Calcular ¿Qué velocidad tenia el móvil antes de aplicar
los frenos
Datos:
t = 25 s
x = 400 m
vf = 0 m/s
Fórmulas:
(1) vf = v0 + a·t
(2) x = v0·t + a·t²/2
Solución
Se trata de un movimiento uniformemente retardado (MUR), por lo tanto el valor de la
aceleración será negativo.
a) De la ecuación (1):
vf = v0 + a·t
El móvil desacelera hasta detenerse, por lo tanto la velocidad final será nula (vf = 0).
0 = v0 + a·t
De ésta ecuación despejamos la aceleración:
a = -v0/t (3)
Reemplazando (3) en (2):
x = v0·t + a·t²/2
x = v0·t + (-v0/t)·t²/2
Trabajando algebraicamente para despejar la velocidad inicial, tenemos:
x = v0·t - v0·t/2
x = v0·t/2
v0 = 2·x/t
v0 = (2.400 m)/(25 s)
Resultado:
v0 = 32 m/s
7.- del ejercicio anterior ¿Qué desaceleraciónprodujeronlosfrenos?
a = (-32 m/s)/(25 s)
Resultado:
a = -1,28 m/s²
8.- ¿Cuántotiempotardaráun móvil enalcanzaruna velocidadde 60 km/h,si parte del reposo
acelerandoconstantementeconunaaceleraciónde 20 km/h²?
Datos:
v0 = 0 km/h
vf = 60 km/h
a = 20 km/h²
Solución
Aplicando:
vf = v0 + a·t
vf = a·t
t = vf/a
t = (60 km/h)/(20 km/h²)
Resultado:
t = 3 h
9- Un móvil parte del reposo con una aceleración de 20 m/s² constante. ¿Qué velocidad
tendrá después de 15 s?
Datos:
v0 = 0 m/s
a = 20 m/s²
t = 15 s
Fórmulas:
vf = v0 + a·t
Solución
vf = (20 m/s²)·(15 s)
Resultado:
vf = 300 m/s
10.- del ejercicio anterior ¿Qué espacio recorrióen esos 15 s?
x = v0·t + a·t²/2
x = a·t²/2
x = (20 m/s²)·(15 s)²/2
Resultado:
x = 2.250 m
11.-Un auto parte del reposo, a los 5 s posee una velocidad de 90 km/h, si
su aceleración es constante, calcular ¿Cuánto vale la aceleración?
Datos:
v0 = 0 km/h = 0 m/s
vf = 90 km/h = (90 km/h)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s) = 25 m/s
t = 5 s
Fórmulas:
vf = v0 + a·t
x = v0·t + a·t²/2
solucion
vf = a·t
t = vf/a
a = (25 m/s)/(5 s)
Resultado:
a = 5 m/s²
12 ¿Qué espacio recorrió en esos 5 s? del ejercicio anterior
x = v0·t + a·t²/2
x = a·t²/2
x = (5 m/s²)·(5 s)²/2
Resultado:
x = 62,5 m
13.- ¿Qué velocidad tendrá los 11 s? del ejercicio 11
para t = 11 s aplicamos la ecuación :
vf = (5 m/s²)·(11 s)
Resultado:
vf = 55 m/s
14.- Un motociclista parte del reposo y tarda 10 s en recorrer 20 m. ¿Qué
tiempo necesitará para alcanzar 40 km/h?
v0 = 0 m/s
t = 10 s
x = 20 m
vf2 = 40 km/h = (40 km/h)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s) = 11,11 m/s
Fórmulas:
(1) vf = v0 + a·t
(2) x = v0·t + a·t²/2
Solución
De la ecuación (1):
vf = a·t
t = vf/a (3)
Reemplazando (3) en (2):
Como v0 = 0 m/s entonces el término v0·t = 0.
x = (vf/t)·t²/2
x = vf·t/2
vf = 2·x/t
vf = 2·(20 m)/(10 s)
vf = 4 m/s
Con éste dato aplicamos nuevamente la ecuación (1):
a = (4 m/s)/(10 s)
a = 0,4 m/s²
Finalmente con la aceleración y la velocidad final dada:
vf2 = v0 + a·t
vf2 = a·t
t = vf2/a
t = (11,11 m/s)/(0,4 m/s²)
Resultado:
t = 27,77 s
15.- Un móvil se desplaza con MUV partiendo del reposo con una aceleración de 51.840
km/h², calcular: ¿Qué velocidad tendrá los 10 s?
Datos:
v0 = 0 km/h = 0 m/s
a = 51.840 km/h² = (51.840 km/h²)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s)·(1 h/3.600 s) = 4
m/s²
t1 = 10 s
t2 = 32 s
Fórmulas:
(1) vf = v0 + a·t
(2) x = v0·t + a·t²/2
Solucion
vf = (4 m/s²)·(10 s)
Resultado:
vf = 40 m/s
16) ¿Qué distancia habrá recorridoa los 32 s de la partida? Del ejercicio 15
x = v0·t + a·t²/2
x = (4 m/s²)·(32 s)²/2
Resultado:
x = 2.048 m
17) Representar gráficamente la velocidad en función del tiempo Del ejercicio 15
Gráfico de velocidad en función del tiempo
18.- Un automóvil parte del reposo con una aceleración constante de 30
m/s², transcurridos 2 minutos deja de acelerar y sigue con velocidad
constante, determinar ¿Cuántos km recorrió en los 2 primeros minutos?
Datos:
v0 = 0 m/s
a = 30 m/s²
t1 = 2 min = 120 s
t2 = 2 h = 7.200 s
Fórmulas:
vf = v0 + a·t
x = v0·t + a·t²/2
x1 = (30 m/s²)·(120 s)²/2
x1 = 216.000 m ⇒
x1 = 216 km
19 ¿Qué distancia habrá recorrido a las 2 horas de la partida?del ejercicio 18
De la ecuación (1) hallamos la velocidad a los 2 min:
vf = (30 m/s²)·(120 s)
vf = 3.600 m/s
A partir de ahora la velocidad es constante, por lo tanto:
v = 3.600 m/s
pero vf = v0 para la segunda parte y para un tiempo de:
t = t2 - t1
t = 7.200 s - 120 s
t = 7.080 s
Primero calculamos la distancia recorrida con una velocidad constante:
x2 = v·t
x2 = (3.600 m/s)·(7.080 s)
x2 = 25.488.000 m
x2 = 25.488 km
Ahora calculamos la distancia recorrida durante los 7.200 s sumando ambas distancias:
x = x1 + x2 = 216.000 m + 25.488.000 m = 25.704.000 m ⇒ x = 25.704 km
20.- Un tren de alta velocidad en reposo comienza su trayecto en línea recta
con una aceleración constante de (a = 0.5m/s^2). Calcular la velocidad (en
kilómetros por hora) que alcanza el tren a los 3 minutos.
Como el tren está en reposo, la velocidad inicial es 0:
Nótese que la aceleración es en metros por segundos al cuadrado y el
tiempo es en minutos. Debemos escribir el tiempo en segundos:
Calculamos la velocidad aplicando la fórmula:
Tenemos la velocidad en metros por segundo, así que la escribimos en
kilómetros por hora:
Por tanto, la velocidad del tren a los tres minutos es (324km/h).
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  • 1. UNIDAD EDUCATIVA “ANTONIO NICOLAS RANGEL” MERIDA ESTADO MERIDA FISICA ALUMNO AXEL DE LA O SARAUZ MORALES 4TO SECCIÓN B NRO DE LISTA 21
  • 2. ACTIVIDADES 1.- MOVIMIENTO RECTILINIO UNIFORME, CAIDA LIBRE, MOVIMIENTO VARIADO 2.- ELABORAR GUIA DE 20 EJERCICIOS POR CADA TEMA CON SU RESPECTIVA GRAFICA PARA UN TOTAL DE 60 EJERCICIOS
  • 3. MOVIMIENTO RECTILINEO El movimiento rectilíneo, es la trayectoria que describe el movimiento en una línea recta. Algunos tipos notables de movimiento rectilíneo son los siguientes: Movimiento rectilíneo uniforme: cuando la velocidad de movimiento de un lugar a otro es constante. Un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es aquel que tiene su velocidad constante y su trayectoria es una línea recta. Esto implica que: El espacio recorrido es igual que el desplazamiento. En tiempos iguales se recorren distancias iguales.es una trayectoria recta, su velocidad es constante y su aceleración es nula. UNIDADES DE RAPIDEZ SISTEMA ECUACIÓN UNIDADES MKS V=d/t m/seg cgs V=d/t cm/seg ingles V=d/t Pie/seg Dato 1 hora = 3600seg ECUACIONES DE MRU Xf =la posición final del objeto se mide en metros Xo = la posición inicial se mide en metros V = velocidad se mide (metros/segundos) m/s T = tiempo (segundos) FORMULARIO Velocidad Tiempo Distancia v=d / t t= d / v d= v * t Posición final Xf= Xo + v * t Dos posiciones V= Xf-Xo / t-to t= Xf - Xo/ v
  • 4. EJERCICIOS 1.- UN COCHE CIRCULA 25 m/s .¿cuánto tiempo tardara en recorrer 10km? DATOS v=25m/s t =? Xo= 0 km x=10km (10.000 mt) Solucion Xf = Xo + v. t 10.000m= 0 +25m * t 10000m=25m*t 10000 m/ t = 25m T= 10000m/ 25m t= 400seg 2.- Una moto circula a 25 mts/seg durante una 2 horas ¿cuantos kilómetros abra recorrido? DATOS V= 25m/s t = 2 horas Xo=0 Xf= ? SOLUCION Pasar las 2 horas a segundos 2 *3600 seg=7200seg X= 0 +25 m/s * 7200s x=25m/s *7200s X= 180.000 m Pasar los 180.000 mts a km 180000 / 1000=180km La moto abra recorrido 180km a 25 mts/s durante 2 horas X= Xo + V * t
  • 5. 3.- Un carro recorre 250 km a 2,5 horas ¿Cuál es la velocidad media? Datos X= 250km ( llevar a metros) 250*1000 = 250000m Xo= 0 t= 2,5h (llevar a seg) 2,5*3600= 9000s V= ?? SOLUCION 250000m=0+ v*9000s v=250000m/90000s v= 27,8m/s r. la velocidad media es de 27,8 m/s 4.- Un móvil se desplaza con movimiento uniforme con una rapidez de 30m/min ¿Cuál es la distancia recorrida al cabo de 0,5 horas? Datos V=30m/min D=? T=0,5 horas Solución La rapidez esta dada en m/min , hay que transformar el tiempo a min 0,5h x 60min=30min Formula d=v*t D= 30m/min +30min D= 900m recorre el móvil al cabo de 0,5 horas 5.-¿qué tiempo emplea un automóvil en recorrer 18000m,sabiendo que se desplaza con una velocidad de 72 km/h con movimiento uniforme? Datos V= 72km/h D=18000m T=? Solución X= Xo + V * t V= d (x+x0) / t
  • 6. Transforma km a metros 72*1000=72000m/h Formula T= d / v T= 18000m / 72000mh T= 0,25 h recorre el automóvil en 18000m 6.-un avión recorre 2940km en 3 horas. Calcular la rapidez? Datos V=? D=2940km T= horas Solución v=d / t v= 2940km/ 3 horas v = 980 km/h rapidez del avión 7.-cuánto tarda un automovil , con movimiento uniforme en desplazarse 600km, si su velocidad es de 20m/seg? Datos V=20m/seg D=600km T=? Solución Transformar 600 km x 1000= 600000m t= d / v t= 600000m/ 20m/seg t= 30000 seg tarda 30000 seg en desplazarse 8.-un vehiculo marcha con una velocidad constante de 80km/h.¿cuanto recorre en 120min? Datos V= 80km/h T=120min D=? Solución Transformar 120min a horas 120min/60min =2 horas D=v*t D=2h*80km h D=160km
  • 7. 9.-dos automóviles parten de un mismo punto en el mismo sentido, llevando un velocidad constante de 30km/h y 40km/h respectivamente ¡que distancia los separa a las 0,5horas? Datos V1= 30km/h v2=40 km/h D1=? D2? T1=0,5h T2= 0,5h SOLUCION D1= v1*t D1=30kmh *0,5h d2=40kmh*0,5h D1= 15km d2=20km Dt=d2-d1 Dt= 20km -15km Dt= 5km es la distancia que los separa los automóviles 10.-dos automoviles distantes entre si 200km se dirigen uno hacia el otro, con velocidad de 65km/h y 40km/h respectivamente ¿en qué punto y en que distancia se cruzaran? DATOS Va= 65KM/H Vb=40KM/H Da=? Db=200KM-Da T=? t=? SOLUCIÓN Distancia recorrida 1.- Da = Va* T 2.- Db = Vb *T SUSTITUYO 1.- Da=65KM/h * t 2.- 200KM - Da=40KM/h * t Calcular el tiempo ecuación 2 200 KM = 60KM/h*T + 40KM/h*T 200KM = 100KM/h * T T= 200KM/100KMh T=2 h TOMO A ECUACION NRO 1 Da=60KM/h * t Db= 200KM-120KM= 80KM Da=60KM/h* 2h Da= 120KM Tardan 2horas para encontrar la velocidad de uno en 120km y otro en 80km
  • 8. 11.-calcular la distancia que recorre un móvil en 20seg, si tiene un movimiento rectilíneo y una rapidez constante de 40m/s? Datos D=? T=20s V=40m/s Solucion D= v * t D= 40m/s *20s= D=800m 12.-Que rapidez constante lleva un movil si 1/5 de minuto recorre una distancia de 80cm con un movimiento rectilíneo? Datos V=? T=1/5 m D=80cm SOLUCIÓN V=d / t V= 80cm / 1/5cm V=80 *5 cm/m V=400 cm/min 13.-calcular el tiempo que emplea un móvil en recorrer una distancia de 10 cm con una rapidez de 80cm /min Datos T=? D=10 cm V=80cm/min SOLUCION T= d / v T= 10cm / 80cm/min T= 0,125min 14.- Desde una montaña una persona da un grito y oye el eco a 4seg después. Si la rapidez del sonido es de 340m/seg. Calcular a que distancia de la persona que grito se encuéntrala otra montaña que produce eco Datos T=4seg (el eco va en 2 segundos y devuelve en 2 seg) V=340m/seg D=?
  • 9. Solución D=v * t D= 340m/seg * 4 seg D= 1360m D=1360/2= 680m 15¿A qué velocidad debe circular un auto de carreras para recorrer 50km en un cuarto de hora? Datos T=0,25h V=? D=50km Solución v= d / t v= 50km/ 0,25h v= 200km/h 16 Una bicicleta circula en línea recta a una velocidad de 15km/h durante 45 minutos. ¿Qué distancia recorre? Datos V=15km/h T= 45min 45min/ 60=0,75h D=? Solución D=v *t D=15km/h *0,75h D= 11,25 km/h 17.- ¿A qué velocidad circula el móvil cuya gráfica de velocidad en función del tiempo es la siguiente?
  • 10. ¿Qué distancia recorre el móvil si el movimiento dura 1 minuto? DATOS d=? t=30se x 2 =60se v=15ms SOLUCIÓN D=v *t D=15m/s * 60s D= 900m 18.- Un objeto del espacio se mueve en línea recta con velocidad constante y la gráfica de su movimiento es la siguiente:  ¿cuál es su velocidad?  ¿qué distancia recorre en 8 horas? SOLUCION La velocidad del objeto es v = 4 km/h. Calculamos la distancia que recorre en t = 8 h D=v *t D= 4km/h * 8h D=32km
  • 11. 19,- ¿La siguiente gráfica puede ser la gráfica de un movimiento rectilíneo uniforme? ¿Por qué? Solucion: no puede ser la gráfica de un MRU porque la velocidad en un MRU es constante y, por tanto, su gráfica de la velocidad en función del tiempo debe ser una recta horizontal. La velocidad representada en la gráfica decrece y crece. 20.- ¿La siguiente gráfica puede ser la gráfica de un movimiento rectilíneo uniforme? ¿Por qué? Solucion sí puede ser la gráfica de un MRU porque en un MRU la distancia recorrida crece de forma uniforme. La gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo debe ser una recta diagonal creciente (una recta lineal creciente).
  • 12. CAÍDA LIBRE La caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que se deja caer un cuerpo verticalmente desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su camino. Las ecuaciones de la caída libre son: y= H−1/2 gt2 POSICION FINAL v=−g⋅t VELOCIDAD a=−g ACELERACION T=√-2*(y-h)/g TIEMPO Donde: y: La posición final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m) v: La velocidad final del cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m/s) a: La aceleración del cuerpo durante el movimiento. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado(m/s2). t: Intervalo de tiempo durante el cual se produce el movimiento. Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el segundo (s) H: La altura desde la que se deja caer el cuerpo. Se trata de una medida de longitud y por tanto se mide en metros. g: El valor de la aceleración de la gravedad que, en la superficie terrestre puede considerarse igual a 9.8 m/s2 EJECICIOS 1.-Un vaso de agua situado al borde de una mesa cae hacia el suelo desde una altura de 1.5 m. Considerando que la gravedad es de 10 m/s2, calculas El tiempo que está el vaso en el aire. Datos H= 1.5m
  • 13. g=10 m/s2 y=0 Solucion T=√-2*(y-h)/g T=√-2*(0-1,5)/10 t =√3/10 t= 0,55 2.- Del ejercicio anterior calcular La velocidad con la que impacta en el suelo. DATOS H = 1.5 m Cuando llegue al suelo y = 0 m. g = 10 m/s2 Tiempo que tarda en caer al suelo t = 0.55 s SOLUCION v=−g⋅t V=-10 m/s2 *0,55S V=5,5 m/s 3.- Determina la aceleración de la gravedad en la Luna sabiendo que si dejas caer un objeto desde una altura de 5m, este tarda 2.47 sg en llegar al suelo. Datos H = 5 m t = 2.47 s SOLUCION y=H−12⋅g⋅t2
  • 14. 0 m=5 m − 0.5⋅g⋅(2.47s)2 g=5 m/3.05 s2 g = 1.63 m/s2 4.- ) Desde el balcón de un edificio se deja caer una manzana y llega a la planta baja en 5 s. a) ¿Desde qué piso se dejo caer, si cada piso mide 2,88 m? Datos: t = 5 s Altura piso = 2,88 m Solución Δh = g·t²/2 Δh = (10 m/s²)·(5 s)²/2 Δh = 125 m (ésta es la altura total) Sabemos que cada piso mide 2,88 m, entonces dividimos: Nº de piso = Δh/altura piso Nº de piso = 125 m/2,88 m = 43,4 = Piso 43 5) ¿Con qué velocidad llega a la planta baja? Del ejercicio anterior Usar g = 10 m/s² Solución vf = g·t vf = (10 m/s²)·(5 s) vf = 50 m/s 6.- Si se deja caer una piedra desde la terraza de un edificio y se observa que tarda 6 s en llegar al suelo. Calcular: Usar g = 10 m/s² a) A qué altura estaría esa terraza. Datos: t = 6 s Fórmulas: 1. Δh = g·t²/2 Δh = (10 m/s²)·(6 s)²/2 Δh = 180 m
  • 15. 7) Con qué velocidad llegaría la piedra al piso. Del ejercicio anterior vf = g·t vf = (10 m/s²)·(6 s) vf = 60 m/s 8.- ¿De qué altura cae un cuerpo que tarda 4 s en llegar al suelo? Usar g = 10 m/s² Datos: t = 4 s Fórmulas: Δh = g·t²/2 Δh = (10 m/s²)·(4 s)²/2 Resultado: Δh = 80 m 8.- Un cuerpo cae libremente desde un avión que viaja a 1,96 km de altura, cuánto demora en llegar al suelo? Usar g = 10 m/s² A qué altura estaría esa terraza. Datos: Δh = 1,96 km Fórmulas: Δh = g·t²/2 Solución Convertimos la altura a metros: Δh = 1,96 km = 1.960 m Despejando el tiempo: Δh = g·t²/2 t² = 2·Δh/g t² = 2·1.960 m/(10 m/s²) t = 19,8 s 9.- Se deja caer una piedra en un pozo y al cabo de 10 s se oye el choque contra el fondo, si la velocidad del sonido es de 330 m/s, ¿cuál es la profundidad del pozo? Usar g = 10 m/s² Datos: vsonido = 330 m/s t = 10 s Fórmulas: (1) vf = g·t
  • 16. Solución El tiempo es el tiempo total, es decir el que tarda la piedra en caer más el que tarda el sonido en llegar hasta el punto de partida de la piedra: t = tp + ts = 10 s ⇒ ts = 10 s - tp (3) La distancia que recorre el sonido es igual a la distancia que recorre la piedra: ΔhT = Δhs = Δhp (4) Para el sonido: vs = Δhs/ts Δhs = vs·ts (5) Para la piedra Δhp = g·tp²/2 (6) Igualando (5) y (6): vs·ts = g·tp²/2 (7) Reemplazando (3) en (7): Reemplazando por los datos: Resolvemos la ecuación cuadrática:
  • 17. tp2 lo descartamos porque el tiempo negativo no existe. En la ecuación (6) reemplazamos con tp1 y resolvemos: Δhp = 383,3 m 10.- ¿Desde qué altura debe caer el agua de una presa para golpear la rueda de una turbina con velocidad de 30 m/s? Usar g = 10 m/s² Datos: v = 30 m/s km Fórmulas: vf² = 2·g·Δh Solución Despejamos la diferencia de altura de la ecuación: vf² = 2·g·Δh Δh = vf²/2·g Δh = (30 m/s)²/(2·10 m/s²) Δh = 45 m
  • 18. 11.- Un cuerpo cae libremente desde el reposo. Calcular: Datos: t = 3 s h1 = 100 m vf = 25 m/s h2 = 300 m g = 9,8 m/s² Fórmulas: (1) vf = g·t (2) Δh = g·t²/2 (3) vf² = 2·g·Δh La distancia recorrida en 3 s. del ejercicio 11 Δh = g·t²/2 Δh = (9,8 m/s²)·3²/2 Resultado: Δh = 44,1 m 12.-La velocidad después de haber recorrido 100 m. vf² = 2·g·Δh vf² = 2·(9,8 m/s²)·(100 m) vf² = 1.960 m²/s² Resultado: vf = 44,27 m/s 13) el tiempo necesario para alcanzar una velocidad de 25 m/s.. del ejercicio 11 vf = g·t t = vf/g t = (25 m/s)/(9,8 m/s²) Resultado: t = 2,55 s 14.- el tiempo necesario para recorrer 300 m, desde que cae, .. del ejercicio 11 Δh = g·t²/2 t² = 2·Δh/g t² = 2.300 m/(9,8 m/s²) t² = 61,22 s²
  • 19. Resultado: t = 7,82 s 15.- Desde una altura de 150 metros se deja caer libremente una pelota. Calcular, a) ¿cuánto ha descendido a los 4 segundos? Solución Caída libre la velocidad inicial es nula 16 ¿qué velocidad tiene a los 4 segundos?,del ejercicio 15 Sustituyendo nuestros datos y calculando: Por lo que la velocidad a los 4 segundos es de 39.2 m/s 17) ¿Cuánto le falta recorrer para llegar al suelo? Del ejercicio 15 recordemos que a los 4 segundos ha recorrido 78.4 metros y que la altura desde donde se dejó caer la pelota es de 150 metros, entonces la diferencia es la cantidad que falta para llegar al suelo, es decir:
  • 20. Es como si tuviéramos: Despejando “h2” qué sería la distancia que falta para llegar al suelo. Es decir que nos hace falta recorrer 71.6 metros para llegar al suelo. 18.- Una niña deja caer una muñeca desde una ventana que está a 80 metros de la altura sobre el suelo. Calcular, a) ¿Qué tiempo tardará en caer?, Datos: Solución Perfecto, ahora es momento de sustituir nuestros datos en la fórmula: Es decir que el tiempo que demoró en caer la muñeca es de 4.04 segundos. 19) ¿Con qué magnitud de velocidad choca contra el suelo Para encontrar la magnitud con la que llega al suelo, vamos a utilizar la siguiente fórmula: Recordar: al ser un problema de caída libre, la velocidad inicial es cero. Entonces nuestra fórmula se reduce a:
  • 21. Ahora si, podemos sustituir nuestros datos en la fórmula: Por lo que la velocidad con la que llega al suelo es de 39.6 m/s 20.- Una maceta cae desde la azotea de un edificio y tarda en llegar al suelo 7 segundos. Calcular La altura del edificio Datos: Para que podamos calcular la altura, emplearemos la siguiente fórmula: Recordemos que al ser una caída libre, la velocidad inicial es cero. Por lo que la fórmula finalmente se verá reducida: Ahora solamente sustituimos nuestros datos en la fórmula. Es decir que la altura de nuestro edificio es de 240.1 metros
  • 22. MOVIMIENTO UNIFORME VARIADO es aquél en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En el caso de una aceleración a constante, considerando una velocidad inicial nula (v = 0 en t = 0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será: v = a·t La distancia recorrida durante ese tiempo será e = ½·a·t² Esta ecuación muestra una característica importante: La distancia depende del cuadrado del tiempo (t²). En el movimiento uniformemente variado la velocidad varia y la aceleración es distinta de cero y constante. a ≠ 0 = constante v = variable Gráfica de velocidad en función del tiempo 1) Acelerado: a > 0 xf = x0 + v0·t + ½·a·t² (Ecuación de posición) vf = v0 + a·t (Ecuación de velocidad) vf² = v0² + 2·a·Δx 2) Retardado: a < 0 xf = x0 + v0·t - ½·a·t² (Ecuación de posición) vf = v0 - a·t (Ecuación de velocidad) vf² = v0² - 2·a·Δx
  • 23. EJERCICIOS 1) Para la gráfica de la figura, interpretar como ha variado la velocidad, trazar el diagrama v = f(t) y hallar la distancia recorrida en base a ese diagrama. Solución A partir de la pendiente de cada tramo de recta obtenemos la velocidad. vAB = ΔxAB/ΔtAB vAB = (20 m - 0 m)/(10 s - 0 s) vAB = 2 m/s vBC = ΔxBC/ΔtBC vBC = (30 m - 20 m)/(30 s - 10 s) vBC = 0,5 m/s vCD = ΔxCD/ΔtCD vCD = (30 m - 30 m)/(40 s - 30 s) vCD = 0 m/s vDE = ΔxDE/ΔtDE vDE = (10 m - 30 m)/(50 s - 40 s) ⇒ vDE = - 2 m/s ΔxAE = xE - xA ΔxAE = 10 m - 0 m ΔxAE = 10 m Esto se debe a que el móvil regresa por el mismo camino
  • 24. 2) Calcular el espacio recorrido por el móvil correspondiente a la gráfica: Solución En el gráfico de v = f(t) la superficie bajo la curva es el espacio recorrido, es decir: x = (20 m/s)·(5 s) + (20 m/s)·(4 s)/2 x = 100 m + 40 m Resultado: x = 140 m 3.- Calcular el espacio recorrido para el móvil de la gráfica: Solución Como en el caso anterior: x = (100 m/s)·(250 s)/2 Resultado: x = 12.500 m
  • 25. 4.- Un cohete parte del reposo con aceleración constante y logra alcanzar en 30 s una velocidad de 588 m/s. Calcular la aceleración. Datos: v0 = 0 m/s vf = 588 m/s t = 30 s Fórmulas: (1) vf = v0 + a·t (2) x = v0·t + a·t²/2 Solución vf = v0 + a·t vf = a·t a = vf/t a = (588 m/s)/(30 s) Resultado: a = 19,6 m/s² 5) del ejercicio anterior ¿Qué espacio recorrió en esos 30 s? x = v0·t + a·t²/2 x = a·t²/2 x = (19,6 m/s²)·(30 s)²/2 Resultado: x = 8.820 m 6.-Un móvil que se desplaza con velocidad constante aplicalos frenos durante 25 s y recorre 400 m hasta detenerse. Calcular ¿Qué velocidad tenia el móvil antes de aplicar los frenos Datos: t = 25 s x = 400 m vf = 0 m/s Fórmulas: (1) vf = v0 + a·t (2) x = v0·t + a·t²/2 Solución Se trata de un movimiento uniformemente retardado (MUR), por lo tanto el valor de la aceleración será negativo. a) De la ecuación (1): vf = v0 + a·t
  • 26. El móvil desacelera hasta detenerse, por lo tanto la velocidad final será nula (vf = 0). 0 = v0 + a·t De ésta ecuación despejamos la aceleración: a = -v0/t (3) Reemplazando (3) en (2): x = v0·t + a·t²/2 x = v0·t + (-v0/t)·t²/2 Trabajando algebraicamente para despejar la velocidad inicial, tenemos: x = v0·t - v0·t/2 x = v0·t/2 v0 = 2·x/t v0 = (2.400 m)/(25 s) Resultado: v0 = 32 m/s 7.- del ejercicio anterior ¿Qué desaceleraciónprodujeronlosfrenos? a = (-32 m/s)/(25 s) Resultado: a = -1,28 m/s² 8.- ¿Cuántotiempotardaráun móvil enalcanzaruna velocidadde 60 km/h,si parte del reposo acelerandoconstantementeconunaaceleraciónde 20 km/h²? Datos: v0 = 0 km/h vf = 60 km/h a = 20 km/h² Solución Aplicando: vf = v0 + a·t vf = a·t t = vf/a t = (60 km/h)/(20 km/h²) Resultado: t = 3 h
  • 27. 9- Un móvil parte del reposo con una aceleración de 20 m/s² constante. ¿Qué velocidad tendrá después de 15 s? Datos: v0 = 0 m/s a = 20 m/s² t = 15 s Fórmulas: vf = v0 + a·t Solución vf = (20 m/s²)·(15 s) Resultado: vf = 300 m/s 10.- del ejercicio anterior ¿Qué espacio recorrióen esos 15 s? x = v0·t + a·t²/2 x = a·t²/2 x = (20 m/s²)·(15 s)²/2 Resultado: x = 2.250 m 11.-Un auto parte del reposo, a los 5 s posee una velocidad de 90 km/h, si su aceleración es constante, calcular ¿Cuánto vale la aceleración? Datos: v0 = 0 km/h = 0 m/s vf = 90 km/h = (90 km/h)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s) = 25 m/s t = 5 s Fórmulas: vf = v0 + a·t x = v0·t + a·t²/2 solucion vf = a·t t = vf/a a = (25 m/s)/(5 s) Resultado:
  • 28. a = 5 m/s² 12 ¿Qué espacio recorrió en esos 5 s? del ejercicio anterior x = v0·t + a·t²/2 x = a·t²/2 x = (5 m/s²)·(5 s)²/2 Resultado: x = 62,5 m 13.- ¿Qué velocidad tendrá los 11 s? del ejercicio 11 para t = 11 s aplicamos la ecuación : vf = (5 m/s²)·(11 s) Resultado: vf = 55 m/s 14.- Un motociclista parte del reposo y tarda 10 s en recorrer 20 m. ¿Qué tiempo necesitará para alcanzar 40 km/h? v0 = 0 m/s t = 10 s x = 20 m vf2 = 40 km/h = (40 km/h)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s) = 11,11 m/s Fórmulas: (1) vf = v0 + a·t (2) x = v0·t + a·t²/2 Solución De la ecuación (1): vf = a·t t = vf/a (3) Reemplazando (3) en (2): Como v0 = 0 m/s entonces el término v0·t = 0. x = (vf/t)·t²/2 x = vf·t/2 vf = 2·x/t vf = 2·(20 m)/(10 s) vf = 4 m/s Con éste dato aplicamos nuevamente la ecuación (1):
  • 29. a = (4 m/s)/(10 s) a = 0,4 m/s² Finalmente con la aceleración y la velocidad final dada: vf2 = v0 + a·t vf2 = a·t t = vf2/a t = (11,11 m/s)/(0,4 m/s²) Resultado: t = 27,77 s 15.- Un móvil se desplaza con MUV partiendo del reposo con una aceleración de 51.840 km/h², calcular: ¿Qué velocidad tendrá los 10 s? Datos: v0 = 0 km/h = 0 m/s a = 51.840 km/h² = (51.840 km/h²)·(1.000 m/1 km)·(1 h/3.600 s)·(1 h/3.600 s) = 4 m/s² t1 = 10 s t2 = 32 s Fórmulas: (1) vf = v0 + a·t (2) x = v0·t + a·t²/2 Solucion vf = (4 m/s²)·(10 s) Resultado: vf = 40 m/s 16) ¿Qué distancia habrá recorridoa los 32 s de la partida? Del ejercicio 15 x = v0·t + a·t²/2 x = (4 m/s²)·(32 s)²/2 Resultado: x = 2.048 m
  • 30. 17) Representar gráficamente la velocidad en función del tiempo Del ejercicio 15 Gráfico de velocidad en función del tiempo 18.- Un automóvil parte del reposo con una aceleración constante de 30 m/s², transcurridos 2 minutos deja de acelerar y sigue con velocidad constante, determinar ¿Cuántos km recorrió en los 2 primeros minutos? Datos: v0 = 0 m/s a = 30 m/s² t1 = 2 min = 120 s t2 = 2 h = 7.200 s Fórmulas: vf = v0 + a·t x = v0·t + a·t²/2 x1 = (30 m/s²)·(120 s)²/2 x1 = 216.000 m ⇒ x1 = 216 km 19 ¿Qué distancia habrá recorrido a las 2 horas de la partida?del ejercicio 18 De la ecuación (1) hallamos la velocidad a los 2 min:
  • 31. vf = (30 m/s²)·(120 s) vf = 3.600 m/s A partir de ahora la velocidad es constante, por lo tanto: v = 3.600 m/s pero vf = v0 para la segunda parte y para un tiempo de: t = t2 - t1 t = 7.200 s - 120 s t = 7.080 s Primero calculamos la distancia recorrida con una velocidad constante: x2 = v·t x2 = (3.600 m/s)·(7.080 s) x2 = 25.488.000 m x2 = 25.488 km Ahora calculamos la distancia recorrida durante los 7.200 s sumando ambas distancias: x = x1 + x2 = 216.000 m + 25.488.000 m = 25.704.000 m ⇒ x = 25.704 km 20.- Un tren de alta velocidad en reposo comienza su trayecto en línea recta con una aceleración constante de (a = 0.5m/s^2). Calcular la velocidad (en kilómetros por hora) que alcanza el tren a los 3 minutos. Como el tren está en reposo, la velocidad inicial es 0: Nótese que la aceleración es en metros por segundos al cuadrado y el tiempo es en minutos. Debemos escribir el tiempo en segundos: Calculamos la velocidad aplicando la fórmula:
  • 32. Tenemos la velocidad en metros por segundo, así que la escribimos en kilómetros por hora: Por tanto, la velocidad del tren a los tres minutos es (324km/h).