Profesor Ihosvany Seguí

Profesor Ihosvany Seguí
Problemas de Mecánica para Bachillerato
Cinemática y Dinámica
1. Un objeto se mueve con velocidad constante y recorre 20 m en 4 s.
a) Calcule la magnitud de la velocidad del objeto. R/ 5 m/s
b) ¿Qué distancia recorrerá en 9 s? R/ 45 m
c) ¿Cuánto tardará en recorrer 75 m? R/ 15 s
2. Un satélite terrestre que se mueve a velocidad constante recorre 810 km en 3 minutos.
a) ¿Cuál es la magnitud de la velocidad del satélite?
b) ¿Qué distancia recorrerá en 1 h?
c) ¿Cuánto tarda en completar una órbita si la circunferencia de la órbita es de 1.26•105
km?
3. La estrella más cercana está a unos 4•1016 m de distancia. ¿A qué velocidad tendría que
ir un cohete espacial para alcanzar esta estrella en 10 años? R/ 1,27•105 km/s
4. Una abeja se marcha a las 3:25 pm de una estación experimental y regresa a las 3:32
pm. La colmena está a 850 m de la estación. Calcule la rapidez mínima del vuelo de la
abeja. R/ 4,04 m/s
5. En una colisión frontal, un auto que viaja a 60 mi/h, se detiene en 0,1 s, ¿cuál es la
aceleración durante la colisión? R/ 268 m/s2
6. Una bola se lanza verticalmente hacia arriba con velocidad inicial de 12 m/s.
a) ¿Cuánto tarda la bola en llegar al punto más alto? R/ 1,22 s
b) ¿Cuánto sube la bola? R/ 7,29 m
c) ¿Cuánto tarda la bola en subir y bajar hasta el punto de lanzamiento? R/ 2,44 s
7. Un saltador de altura realizó un salto de 1,5 m, ¿con qué rapidez despegó del suelo?
R/ 5,42 m/s
8. Al realizar un salto vertical, un saltamontes extiende sus patas 2,5 cm en 0,025 s.
a) ¿Cuál es la aceleración del saltamontes mientras extiende las patas? R/ 80 m/s2
b) ¿Cuál es la velocidad del saltamontes en el momento que abandona el suelo, o sea,
cuando tiene sus patas totalmente extendidas? R/ 2 m/s
c) ¿A qué altura se eleva el saltamontes? R/ 20 cm
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9. Una pulga de 0,2 mg, tarda 1 ms en pasar del reposo a su rapidez de despegue de 1,2
m/s. Durante este intervalo sus patas traseras están en contacto con el suelo.
a) ¿Cuál es la aceleración de la pulga durante el despegue? R/ 1200 m/s2
b) ¿Cuál es la fuerza sobre la pulga durante este intervalo? R/ 2,4•10-4 N
c) ¿Qué altura alcanza la pulga? R/ 7,35 cm
10. ¿Cuál es la magnitud de la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta de un punto
del borde exterior de un disco de 30,5 cm de diámetro, que gira 33 rpm? R/ 0,532 m/s y
1,86 m/s2
10. La órbita de la Luna es de aproximadamente 3,8•108 m de radio alrededor de la Tierra
y completa una vuelta cada 27,3 días.
a) ¿Cuál es la rapidez orbital de la Luna? R/ 1,01•103 m/s
b) ¿Cuál es la aceleración centrípeta de la Luna? R/ 2,68•10-3 m/s2
11. El cohete Saturno V, pesa 2,93•106 N, justo antes del despegue. El motor del cohete le
suministra una fuerza de empuje de 3,6•106 N.
a) ¿Cuál es la aceleración del cohete durante el despegue? R/ 2,24 m/s2
b) Si esta aceleración permanece constante, ¿cuál es la rapidez del cohete después de 1
minuto de despegar? R/ 134,46 m/s
12. En un auto de 1000 kg que viaja a 25 m/s, se da un frenazo de repente y las ruedas
quedan bloqueadas durante 5 s, tiempo en el cual se detiene dicho auto.
a) ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de fricción entre el auto y la superficie mientras va
patinando?
b) Calcule el coeficiente de rozamiento cinético entre las llantas y el suelo.
c) ¿Qué distancia recorre el auto hasta detenerse?
13. Un bloque de 3 kg es acelerado por una fuerza de 10 N aplicada bajo un ángulo de
400, con respecto a la dirección horizontal. El coeficiente de fricción cinético es de 0,25 y
el estático 0,32. Hallar:
a) Los módulos de las componentes horizontal y vertical de la fuerza de 10 N. R/ 7,7 N y
6,4 N respectivamente
b) La fuerza mínima necesaria para que el bloque se ponga en movimiento. R/ 7,4 N
c) La fuerza necesaria para mantener al bloque con rapidez constante. R/ 5,75 N
d) La aceleración del bloque. R/ 0,65 m/s2
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14. Un esquiador parte del reposo y se desliza por una pendiente de 90 de elevación.
a) Si se desprecia el rozamiento, ¿cuál es la magnitud de la aceleración del esquiador?
R/ 1,53 m/s2
b) Si la pendiente tiene 50 m de largo, ¿cuánto tarda el esquiador en llegar a la base de la
pendiente? R/ 8,08 s
c) ¿Cuál es su rapidez cuando llega al punto más bajo? R/ 12,4 m/s
15. Dos bloques A y B de masas 5,1 kg y 7,4 kg, respectivamente, están atados a una
cuerda inextensible y de masa despreciable. Al liberarse el sistema el bloque de 5,1 kg
arrastra al de 7,4 kg. Si se desprecia la fricción entre el bloque B y la superficie, calcule:
a) La aceleración del sistema. R/ 4 m/s2
b) La distancia recorrida por el bloque B a los 0,27 s. R/ 1,08 m
c) La tensión en la cuerda. R/ 29,6 N
16. Si en el problema 15, el coeficiente de fricción cinético entre la superficie y el bloque B
es de 0,10. Calcule la aceleración del sistema. R/ 3,41 m/s2
17. Demuestre que la velocidad máxima v a la que un auto puede recorrer una curva de
radio r, sin peralte y con coeficiente de rozamiento µ, sin derrapar es
v  rg
18. Demuestre que la velocidad máxima v a la que un auto puede recorrer una curva de
radio r, con un ángulo de peralte θ, sin fricción y sin derrapar es
v  rg tan 
19. Calcule la aceleración centrípeta máxima que experimenta un auto que se mueve por
una curva de 40 de peralte, para que no derrape. R/ 0,7 m/s2
a) ¿A qué velocidad va el auto, si la curva tiene 40 m de radio? R/ 5,23 m/s
Fuente: Física para las ciencias de la vida. Alan H. Cromer, Segunda Edición. Editorial Reverté
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