práctico nº 2

Física I para Profesorado de Física
I.P.A
2011
PRÁCTICO Nº 2 1 Estime la aceleración de un auto en los siguientes casos: a) cuando arranca, b) cuando se estrella
contra un muro viajando a 90 Km/h.
2 Un avión de propulsión a chorro (jet) de alto desempeño,
que realiza maniobras para evitar el radar, está en vuelo
horizontal a 35 m sobre el nivel del terreno. Súbitamente,
el avión encuentra que el terreno sube cuesta arriba en
4,3º, una cantidad difícil de detectar; véase la figura.
¿Cuánto tiempo tiene el piloto para hacer una corrección si
ha de evitar que el avión toque el terreno? La velocidad del avión respecto a la tierra es de 1300
Km/h. R.Cap.2 Ejercicio 28
3 La posición de una partícula a lo largo del eje x depende del tiempo de acuerdo con la ecuación: x =
At2 - Bt3, donde x está en metros y t en segundos. (t0).
a) ¿Qué unidades SI deberán tener A y B? Para lo que sigue suponga que sus valores numéricos en
unidades SI son 3,0 y 1, 0 respectivamente.
b) ¿En qué tiempo llegará la partícula a su posición x positiva máxima?
c) ¿Qué longitud de trayectoria cubre la partícula en los primeros cuatro segundos?
d) ¿Cuál es su desplazamiento durante los primeros cuatro segundos?
e) ¿Cuál es la velocidad de la partícula al final de cada uno de los primeros cuatro segundos?
f) ¿Cuál es la aceleración de la partícula al final de cada uno de los primeros cuatro segundos?
g) ¿Cuál es la velocidad media en el intervalo de tiempo t = 2 a t = 4 s?
R.Cap.2 Ejercicio 39
4 La posición de una partícula que se mueve sobre una recta, depende del tiempo según la expresión
v
x  0 (1  e  kt ) , siendo k una constante positiva. Considere t>0 y v0 positiva.
k
a) Grafique la posición en función del tiempo y observe que la distancia total recorrida por la
partícula es, a lo sumo, vk0 . Halle las dimensiones de la constante k. ¿Cuál es la posición inicial?
b) Halle la velocidad en función del tiempo y grafíquela. ¿Cuál es la velocidad inicial?
c) Demuestre que la aceleración es de sentido opuesto a la velocidad y su módulo es proporcional
al módulo de la velocidad.
5 Un profesor de física del I.P.A. corre desesperadamente, con su máxima velocidad posible (6,0 m/s),
para alcanzar un 402 con destino a Playa Malvín. Cuando el profesor se encuentra a una distancia d=30
m detrás del ómnibus, éste arranca con una aceleración constante de 3,0 m/s2.
a) Si el profesor continúa corriendo a velocidad constante, ¿alcanzará el ómnibus?
b) Realice un gráfico de la posición en función del tiempo para el ómnibus y el profesor en un
mismo par de ejes cartesianos y para diferentes valores de d. Encuentre el valor de dc crítico para el cual
el profesor alcanza justamente el ómnibus.
6 Una bola se deja caer desde una altura de 2,2 m y rebota a una altura de 1,9 m sobre el suelo.
Suponga que la bola está en contacto con el suelo durante 96 ms y determine la aceleración media de la
bola durante su contacto con el suelo. Comprare el resultado obtenido con g.
R.Cap.2 Problema 58
1
Física I para Profesorado de Física
I.P.A
2011
7 Dos trenes, cada uno a una velocidad de 34 km./h, corren uno hacia el otro en la misma vía recta. Un
pájaro que puede volar a 58 km./h vuela saliendo del frente de un tren cuando los trenes están separados
por una distancia de 102 km y va directamente hacia el otro tren. Al llegar al otro tren vuela de regreso
hasta el primer tren, y así sucesivamente. Explicitando que modelo de pájaro utiliza calcule:
a) ¿Cuál es la distancia total que recorre volando el pájaro?
b) ¿Cuántos viajes podrá hacer el pájaro de un tren a otro antes de que los trenes choquen?
c) ¿Cuántos viajes podrá hacer el pájaro de un tren a otro sin ser aplastado por los trenes, si
consideramos que el largo del pájaro es 20 cm.
R.Cap.2 Problema 7
8 Se puede estimar que en ciertas condiciones la altura de un helicóptero sobre el suelo está dada por la
expresión h(t) = 3,00t3, donde h está en metros y t en segundos. En t=2,00 segundos el helicóptero suelta
una pequeña bolsa de correo. ¿Cuánto tiempo después de ser soltada llega la bolsa al suelo?
S. Cap. 2 Problema 51.
9 Un submarino usa el sonar para determinar la distancia hacia otros objetos. El sonar emite pulsos de
sonido que se mueven en el agua. El tiempo entre el pulso emitido y el eco recibido se usa para
determinar las distancias.
a) El operador de sonar de un submarino que se mueve a velocidad constante bajo el agua por el
Mediterráneo Oriental, donde la velocidad del sonido en el agua es 1522 m/s, observa que el
tiempo entre la emisión y la recepción de un pulso es de 1,34 s. ¿A qué distancia del blanco se
encuentra el submarino?
Esta pregunta no está del todo bien planteada pues, cuando el submarino recibe el eco se
encuentra a una distancia del blanco diferente a cuando el pulso fue emitido. Muestre en un
esquema la distancia que realmente halló.
¿Por qué de todos modos, se utiliza la distancia hallada como una buena estimación de la
distancia del submarino al blanco?
b) El sonar emite dos pulsos separados entre sí por un tiempo ∆t1=2,00 s. Estos dos pulsos luego de
ser reflejados por un blanco fijo, se reciben con una diferencia temporal entre ellos de ∆t2=1,98
s. Con estos datos, estime la velocidad del submarino. Suponga que el submarino se dirige hacia
el blanco.
c) Los murciélagos utilizan la ecolocación para navegar y cazar, a menudo en total oscuridad.
Emergen generalmente de sus cuevas y salen a cazar insectos en la noche. La ecolocación les
permite encontrar lugares donde habitualmente hay muchos insectos, poca competencia para
obtener el alimento y pocos depredadores para ellos. Generan el ultrasonido en la laringe y lo
emiten a través de la nariz o por la boca abierta. La llamada del murciélago utiliza una gama de
frecuencias comprendida entre 14 y 100 kHz. Suponga que un murciélago se mueve
directamente hacia una pared emitiendo un sonido con una frecuencia de 20 kHz (20000
ciclos/segundo). La pared releja el sonido una frecuencia de 20,5 kHz. Estime la velocidad del
murciélago respecto a la pared. La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente 340 m/s.
10 El pistón de un motor oscila con un movimiento que se puede modelar como armónico simple, de
modo que su posición varía de acuerdo con la expresión x  5,00cos(2t   / 6) donde x está expresada
en cm y t en segundos. En el instante t = 0 hallar: a) la posición del pistón, b) su velocidad y c) su
aceleración. S. Cap 12 Prob.5
R: Resnick Halliday Krane Física Volumen 1 Cecsa. 5ª Edición
S : Raymond A Serway Física para ciencias e ingenierías Volumen I Sexta edición Ed Thomson
Instituto de Física Facultad de Ciencias UDELAR. http://fisica1.fisica.edu.uy
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