GUIA 2 - A la Sala

GUIA 2: FIS 101M
Departamento de Fı́sica
Pontificia Universidad Católica de Chile
Segundo Semestre 2010
1. Un automóvil viaja a 40 km/h por 0.5 h, luego a 60 km/h por 1 h y finalmente a 80 km/h
por 45 minutos.
a) ¿Cuál es la distancia recorrida?
b) ¿Cuál es la velocidad promedio?
Respuestas: a) 140 km, b) 62.2 km/h.
2. Haga los siguientes gráficos para la situación descrita en el problema anterior:
a) velocidad-tiempo.
b) distancia recorrida-tiempo.
c) ¿Qué representa la pendiente de cada recta en el tramo?
3. Un auto se acelera de 30 km/h a 60 km/h en 30 s.
a) ¿Cuál es el valor de la aceleración en m/s2 ?
b) ¿Cuál es la velocidad promedio durante ese perı́odo de aceleración?
c) ¿Cuánta distancia recorrió el auto durante ese perı́odo?
Respuestas: a) 0.28 /s2 , b) 45 km/h, c) 375 m..
4. Un auto viaja con una rapidez constante de 15 m/s. Después de 20 minutos el auto pasa
por un semáforo rojo y sigue con la misma rapidez. Un carabinero que está en su patrulla
estacionado junto al semáforo, ve el auto e inmediatamente comienza a acelerar con una
aceleración constante de 1.5 m/s2 , hasta que alcanza al auto.
a) ¿Cuál es la rapidez del auto en km/hora?
b) ¿Cuál es la distancia que viaja el auto antes de pasar el semáforo?
c) ¿Cuál es la velocidad de la patrulla 3.0 s después de comenzar a acelerar?
d ) ¿Cuánto tiempo tarda la patrulla en alcanzar al auto?
Respuestas: a) 54 km/h, b)18 km, c) 4.5 m/s, d) 20 s.
5. Un objeto se desplaza de un punto 𝑃1 a un punto 𝑃2 . El desplazamiento requiere moverse
2 m en la dirección 𝑋 y 3 m en la dirección 𝑌 .
a) ¿Cuál es la distancia entre 𝑃1 y 𝑃2 ?
b) Si el objeto se demora 3 s en ir de 𝑃1 a 𝑃2 , ¿Cuál es la velocidad en la dirección 𝑋
y cuál es en la dirección 𝑌 ?
c) ¿Cuál es el valor del módulo de la velocidad resultante entre 𝑃1 y 𝑃2 ?
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Respuestas: a) 3.6 m, b) 𝑣𝑥 = 0.67 m/s, 𝑣𝑦 = 1 m/s, c) 1.2 m/s.
6. Un avión viaja en vuelo horizontal y en dirección Norte-Sur, a 720 km/h con respecto
al aire. Repentinamente empieza soplar un viento con velocidad 80 km/h con respecto al
suelo, en la dirección Este-Oeste. Transcurridos 20 minutos empezó a soplar el viento. a)
b) Rta.:
a) ¿Cuánto se ha desviado el avión de su trayectoria original?
b) ¿A qué distancia, medida sobre el suelo, se encuentra el avión respecto al punto en
el cual empezó a soplar el viento?
Respuestas: a) 26.67 km, b) 241.5 km.
7. Si se patea una pelota desde el suelo con una velocidad vertical de 20 m/s y horizontal
de 3 m/s.
a) ¿A qué distancia de la persona cae?
b) Alguien que se encuentra a 12 m del lugar de donde cae la pelota, ¿a qué velocidad
debe correr para alcanzarla en el momento que cae al suelo?. Use g = 10 m/s2 .
Respuestas: a) 12 m, b) 3 m/s.
8. Un cuerpo se mueve con la velocidad 𝑣, resultante de la suma de dos velocidades, 𝑣1 y 𝑣2 ,
las cuales tienen componentes 𝑣1𝑥 = 1 m/s, 𝑣1𝑦 = 2 m/s, 𝑣2𝑥 = 2 m/s, 𝑣2𝑦 = 1 m/s.
a) ¿Cuáles son los valores de las componentes de 𝑣?
b) ¿Cuál es la magnitud de la velocidad?
c) ¿Cuál es la dirección de la velocidad?
Respuestas: a) 𝑣𝑥 = 3 m/s, 𝑣𝑦 = 3 m/s, b) 4.2 m/s, c) 450 con respecto al eje 𝑋.
9. Una persona distraı́da deja caer una manzana desde un balcón de un edificio, ubicado a
25 m de altura. La manzana impacta en la cabeza de un transente, que camina a 1 m/s.
¿A qué distancia del punto de impacto se encontraba la vı́ctima en el momento en que
empezó a caer la manzana?
Respuesta: 2.26 m.
10. Un camión viaja en lı́nea recta, con velocidad constante 90 km/h. Desde la parte trasera
del camión una persona lanza una piedra con velocidad inicial 20 m/s, en la misma
dirección en que se mueve el camión y en ángulo de 450 con la horizontal. La piedra fue
lanzada desde una altura de 2.5 m, respecto de la superficie del camino sobre el cual se
mueve el camión.
a) ¿A qué distancia sobre el camino, medida desde el punto sobre el cual fue lanzada,
cae la piedra?
b) ¿A qué distancia del punto de caı́da de la piedra se encuentra la persona que la
lanzó cuando esta impacta la superficie?
c) ¿Cuánto tiempo se mantiene en el aire la piedra?
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Respuestas: a) 119.5 m, b) 43.17 m, c) 3.05 s.
11. Un tenista le pega a la pelota y 3 s más tarde es capturada a 30 m de distancia. Suponiendo
que la raqueta le pega a la pelota a la misma altura que se atrapa (1 m),
a) Calcule la mayor altura que alcanza desde esa distancia.
b) Calcule el valor de las componentes verticales y horizontales de la velocidad inicial
que se le dió.
Respuestas: a) 11.0 m, b) 𝑣𝑥 = 10 m/s, 𝑣𝑦 = 14,7 m/s.
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