Serie 6 Física I (Entregar miércoles 19 de marzo) 1.

Serie 6 Física I
(Entregar miércoles 19 de marzo)
1.- En t= 0, una pequeña partícula parte del origen con componentes de rapidez inicial vox = -10 m/s y voy = 25 m/s. En
todo su movimiento, la partícula experimenta una aceleración a= (2.0 – 4.5j) m/s2. Encuentre la velocidad de la partícula
en t= 3.0s. Encuentre el vector de posición de la partícula en t= 3.0 s.
R: v= 12 m/s ; r= (-21i + 55j) m
2.- Un automóvil viaja alrededor de una glorieta de tráfico de 30 m de radio. Si las ruedas del automóvil pueden soportar
una aceleración transversal máxima de 8.0 m/s2 sin derrapar, ¿Cuál es la rapidez máxima permisible?
R: v= 15 m/s
3.- En las películas de ciencia ficción, estaciones espáciales grandes, en forma de anillo, giran de tal manera que los
astronautas experimentan una aceleración d, que se siente igual que la gravedad. Si la estación tiene 200 m de radio,
¿Cuántas revoluciones por minuto se necesitan para proporcionar una aceleración de 10 m/s2?
R: 2.1 rpm
4.- Una cortadora de césped se empuja hacia abajo por el agua con una fuerza de 160 N, en un ángulo de 30° con
respecto a la horizontal. ¿Cuál es la magnitud de la componente horizontal de esta fuerza?
R: Fx = 138 N
5.- ¿Cuáles son las componentes “x” y “y” de una fuerza de 200 N, con un ángulo de 60°?
R: Fx=100 N, Fy= 173 N
6.- Una fuerza resultante de 29 N actúa sobre una masa de 7.5 kg en dirección Este. ¿Cuál es la aceleración resultante?
R: a=3.87 m/s2
7.- En un experimento a bordo de un transbordador espacial, un astronauta observa que una fuerza resultante de sólo
12 N impartirá a una caja de acero una aceleración de 4 m/s2. ¿Cuál es la masa de la caja?
R: m= 3kg
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8.- Un elevador se levanta con una aceleración de 2.5 m/s . Si la tensión en el cable que lo soporta es de 9.6 x 103 N.
¿Cuál es la masa del elevador y su contenido?
R: m= 780.5 kg
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9.- La pulga de una rata obtiene una aceleración de alrededor de 2.0 x 10 m/s . Calcule qué fuerza tiene que ejercer las
patas traseras de la pulga sobre el cuerpo para impulsar con esta aceleración. La masa de la pulga es alrededor de 6.0 x
10-11 kg; desprecie la masa de las patas.
R: F= 1.2 x 10-7 N
10.- En un camino plano, un auto deportivo puede acelerar de 0 a 80km/h en 5.8 s. La masa del auto es de 1620 kg.
¿Cuál es la aceleración promedio y la fuerza sobre el auto?
R: 3.8 m/s2 ; 6.2 x 103 N
11.- Con los frenos aplicados totalmente, un automóvil de 1500 kg desacelera a una tasa de 8.0 m/s2 en un camino
plano. ¿Cuál es la fuerza de frenado que actúa sobre el automóvil? Dibuje un diagrama que muestre la dirección del
movimiento del automóvil y la dirección de la fuerza de frenado.
R: - 1.2 x 103 N
12.- Un protón que se mueve en un campo eléctrico tiene una ecuación de movimiento:
𝑟 = (5.0 × 104 𝑡)𝑖 + (2.0 × 104 𝑡 − 2.0 × 105 𝑡 2 )𝑗 − (4.0 𝑥 105 𝑡 2 )𝑘
Donde la distancia se mide en metros y el tiempo en segundos. El protón tiene una masa de 1.7 x 10 -27 kg. ¿Cuáles con
las componentes de la fuerza que actúa sobre este protón? ¿Cuál es la magnitud de la fuerza?
13.- Una masa de 5.0 kg tiene las siguientes fuerzas sobre ella:
F1= (4 i + 3 j) N
F2 = (2i – 5j) N
Encuentre la magnitud y la dirección de la aceleración de esta masa.
14.- Dos fuerzas F1 y F2 actúan sobre una partícula de 8.0 kg de masa. Las fuerzas son
F1= (4 i + 3 j- 2k) N
F2 = (2i – 5j+ 8k) N
a) ¿Cuál es el vector de fuerza neta?
b) ¿Cuál es el vector de aceleración de la partícula y cuál es la magnitud de la aceleración?
15.- Un camión viaja por un camino curvo con una curva en forma de S. Describa la dirección del vector de aceleración
en diferentes puntos de la S.
16.- Una partícula viaja una vez alrededor de un círculo con movimiento circular uniforme. ¿Cuáles son la velocidad
promedio y la aceleración promedio para este movimiento?
17.- Dos cajas de cartón reposan en una mesa lisa, sin fricción. ¿Cómo puede determinar cuál caja tiene más masa sin
levantarlas de la mesa?
18.- Para hacer que se mueva su automóvil con el motor apagado, puede empujar contra la parte trasera del automóvil
o tirar del frente. ¿Cuál es la dirección de la fuerza en cada caso?
19.- Inicialmente, un ascensor se encuentra en reposo en la planta baja. Luego acelera en forma breve y después
continúa subiendo a rapidez constante. ¿Cuál es la dirección de la fuerza neta sobre el ascensor cuando está en reposo?
¿Cuál es cuando acelera y cuál cuando sube con rapidez constante?
20.-Mientras te sientas a la orilla de un muelle, presionas con tu pie contra un gran buque petrolero, con una fuerza de
400 N. ¿Cuál es la fuerza con la que el buque presiona contra tu pie?
21.- Un ascensor de 100 kg, a) está detenido en un piso, b) se mueve hacia arriba a una velocidad constante de 5 m/s, c)
se mueve hacia abajo a una velocidad constante de 5 m/s. ¿Cuál es la tensión en el cable que soporta al ascensor en
cada caso?