problemario de fisica

Colegio de Estudios Cientficos y Tecnolgicos del estado de Guanajuato.Plantel pueblo Nuevo

Problemario de Fsica I

Ing. Rodolfo Arredondo Rangel

Semestre Agosto-Diciembre 2013

INDICEIntroduccin..3Objetivo..3Conceptos Introductorios3Problemas De Metodologa Cientfica..6Problemas De Conversin De Unidades De Un Sistema A Otro7Problemas De Vectores13Problemas De Mecnica..24Problemas De Friccin.35 Problemas De Brazo De Palanca. 57Problemas De Tipos De Movimientos63Problemas De Cada Libre Y Tiro Vertical 76Problemas De Tiro Parablico .82Problemas De Trabajo Y Potencia .88Bibliografa94

INTRODUCCIONCon el fin de cumplir con los trabajos de Fortalecimiento se realiz una compilacin de problemas resueltos dentro de la materia de Fsica I.Los problemas aqu resueltos se extrajeron de los libros que se toman como consulta para el curso de FsicaI

OBJETIVOEl presente trabajo tiene como objetivo tener al alcance una serie de problemas resueltos en la materia de Fsica I

CONCEPTOS INTRODUCTORIOS

Escriba las respuestas a las siguientes preguntas. 1. Cul es el origen de la palabra fsica?R=Proviene del vocablo griego physike, cuyo significado es Naturaleza.

2. Cmo definira a la Fsica?R=Es la ciencia que se encarga de estudiar los fenmenos naturales, en los cuales no hay cambios en la composicin de la materia.

3. Mencione cinco aportaciones que la Fsica ha hecho en beneficio del desarrollo de la humanidad.R=Los telescopios, radiotelescopios, radares, microscopios electrnicos, aceleradores de partculas y computadoras

4. Por qu es importante que el hombre logre interpretar un fenmeno a travs de la medicin del mismo? R= Para medir y cuantificar tanto los beneficios como las consecuencias de cada fenmeno natural y asi evitar en lo posible los desastres que tanto daan a la humanidad.

5. Mencione cinco antecedentes histricos en el desarrollo de la Fsica. R= a) La fsica tiene sus orgenes con los antiguos griegos, quienes trataron de explicarse el origen del Universo y el movimiento de los planetas.b) Hacia el ao 300 a.C. Aristarco ya consideraba el movimiento de la Tierra alrededor del Sol; sin embargo, durante cientos de aos predomin la idea de que la tierra, carente de movimiento, era el centro del Universo con todos los planetas girando en torno a ella.c) Hasta el ao 1500 de nuestra era se desarroll un gran inters por la ciencia, Galileo Galilei, cientfico italiano, lleg a comprobar que la Tierra giraba alrededor del Sol tal como sostena Coprnico, astrnomo polaco.d) En el siglo XVIII se inicia el desarrollo de la termodinmica, rama de la Fsica que se encarga del estudio de la transformacin del calor en trabajo, y viceversa. Benjamn Thompson, conde de Rumford, propuso que el calentamiento causado por la friccin se debido a la conversin de la energa mecnica en trmica. e) Los descubrimientos de la radiactividad abrieron un nuevo campo: la Fsica Atmica, encargada de estudiar la constitucin del tomo. Aparecieron las teoras: Cuntica de Planck, de la Relatividad de Einstein y de la Mecnica Ondulatoria de De Broglie. Actualmente, el descubrimiento de nuevas partculas de vida media muy corta ha originado la Fsica Nuclear, cuyo objetivo es descubrir totalmente la constitucin del ncleo atmico.

6. Cules son los dos grandes grupos en los que se divide la Fsica para su estudio? R=Fsica Clsica y Fsica Moderna.

7. Cul es el concepto de ciencia y cules son sus principales caractersticas?

R=Es el conjunto de conocimientos razonados y sistematizados opuestos al conocimiento vulgar.a.)Sistemtica, ya que emplea el mtodo cientfico para sus investigaciones. Por medio de l obtiene un conjunto de conocimientos ordenados y relacionados entre s, evitando dejar al azar la posibilidad de explicar el porqu de las cosas.b.)Comprobable, porque puede verificar si es falso o verdadero lo que se propone como conocimiento.c.) Perfectible, es decir, sus enunciados de ninguna manera deben considerarse como verdades absolutas, sino por el contrario, constantemente sufren modificaciones e incluso correcciones a medida que el hombre incrementa sus conocimientos y mejora la calidad y precisin de sus instrumentos de medicin y observacin.

8. Qu estudian las ciencias formales? R=Estudian ideas, como es el caso de la Lgica y las Matemticas.

9. Qu estudian las ciencias factuales?R=Estudian hechos, ya sean naturales, como es el caso de la Fsica, Qumica, Biologay Geografa Fsica que se caracterizan porque estudian hechos debidos a una causa y que provocan un efecto.

10. Por qu la Fsica se clasifica como una ciencia factual? R=Usan juicios inductivos que se llevan a cabo cuando gracias al estudio de un caso o hecho particular se llega al enunciado de una generalidad o ley.

11. Qu es un juicio inductivo?R= Los juicios inductivos que se llevan a cabo cuando gracias al estudio de un caso o hecho particular se llega al enunciado de una generalidad o ley.Ejemplo de juicio inductivo: el cobre es un buen conductor de la electricidad y es un metal; si el cobre es un metal y es buen conductor de la electricidad, entonces todos los metales son buenos conductores de la electricidad.

12. Por qu no existe un mtodo cientfico nico que pueda ser usado por todos los investigadores? R=Si como mtodo entendemos el camino hacia un fin, no hay uno, sino muchos mtodos y muy variados.

13. Cules son las ciencias que utilizan el mtodo cientfico experimental y cules son sus principales pasos? R= La Fsica, la Qumica o la Biologa.

Pasos principales:a. Identificacin del problema, es decir, cul es el fenmeno en estudio. b. Observacin del fenmeno c. Planteamiento del problema para definir claramente qu vamos a investigar del fenmeno en estudio y para qu. d. Formulacin de hiptesis. e. Investigacin bibliogrfica en libros y revistas especializadas para aprovechar, si existe, algn escrito acerca del fenmeno que se estudia, as como la comunicacin con centros de investigacin en el mundo abocados al estudio del fenmeno en cuestin, ya sea de manera directa, por telfono, fax o va Internet. f. Experimentacin, se llevar a cabo mediante la modificacin controlada de las distintas variables involucradas en el fenmeno en estudio. Por lo general, se realiza mediante el empleo de un modelo que representa el fenmeno.g. Registro e interpretacin de datos. h. Comprobacin de las hiptesis. i. Enunciado de una teora que explica el porqu del fenmeno, pero con ciertas limitaciones que no permiten hacer una generalizacin para todos los casos similares a nuestro fenmeno en estudio. j. Obtencin de una ley, la cual se produce cuando el afortunado y persistente investigador encuentra reglas invariables que dentro de ciertos lmites rigen al fenmeno en estudio. No obstante, dicha ley estar sujeta a los nuevos descubrimientos y progresos del hombre, por lo cual tarde o temprano puede sufrir alguna correccin.

14. Explique qu es una ley fsica. R=Enunciado que posibilita concluir que siempre y cuando existan las mismas condiciones que originan un fenmeno, ste se repetir sin ninguna variacin.

15. Qu es una hiptesisR=Es una idea o conjetura para explicar el porqu o cmo se produce determinado hecho o fenmeno.

16. Qu es una teoraR=Enunciado que explica el porqu de un hecho o fenmeno, pero con ciertas limitaciones que no permiten hacer una generalizacin o ley.17. Qu es un fenmenoR= Fenmenos o Cambios Fsicos: Son procesos en los que no cambia la naturaleza de las sustancias ni se forman otras nuevas.18. Crees que la observacin sea importante en Fsica y da tus razonesR= Es importante porque las bases de la fsica es mediante la observacin y experimentacin.

19. Menciona las diferencias entre un fenmeno fsico y un fenmeno qumicoR= Que en el fenmeno fsico no hay cambios en la composicin de la materia en cambio en el fenmeno fsico si existen dichos cambios.

METODOLOGA CIENTFICA.20. Expresar las siguientes cantidades con una sola cifra entera, utilizando la potencia de base 10.a) 0.003Solucin:0.03 3 x 10-3 (ya que recorrimos 3 veces el punto)

b) 135Solucin0.0 5= 1.35 x 10-4(ya que recorrimos 4 veces el punto)

c) 070 5Solucin:0.0 0 5 = 7.05 x10-5(ya que recorrimos 5 veces el punto)

d) 000 001Solucin:0.000 000 001 = 1 x 10-9(ya que recorrimos 9 veces el punto)21.Expresar, las siguientes cantidades con una sola cifra entera, utilizando la potencia de base 10:a) 500Solucin:500= 5x102 (ya que recorrimos 2 veces el punto)

b) 75 000Solucin:75 000 = 7.5 x 104 (ya que recorrimos 4 veces el punto)

c) 800 000Solucin800 000 = 8 x 105 (ya que recorrimos 5 veces el punto)

d) 7 000 000Solucin:7 000 000 = 7 x 106 (ya que recorrimos 6veces el punto)

22.)CONVERSION DE UNIDADES DE UN SISTEMA A OTROe) 25 cm a m

Solucin:

f) 15 pies a m

Solucin:

g) 12 kg a libras

Solucin:

h) 30 pulga cmSolucin:

i) 15 m a yardas

Solucin:

j) 0.5 litros a cm3

Solucin:

k) 10 dm3a litrosSolucin:

l) 3 galones a litros

Solucin:

m) 300m/s a km/hSolucin:

n) 80 Km /h a m/s

Solucin:

o) 12 m/h am/s Solucin:

p) 10km/hamilla/hSolucin:

q) 80 pies/saKm/hSolucin:

r) 50 Kga NSolucin:

23.CONVERTIR:s) 3 m2a cm2Solucin:

t) 0.8 m2a cm2Solucin:

u) 200 cm2am2Solucin:

v) 5 pies2am2Solucin:

w) 18 m3acm3Solucin:

x) 30 m2apies3Solucin:

y) 150pies3am3

Solucin:

z) 35pies3/sacm3/sSolucin:)=991089.4

aa) Un campo de futbol tiene 100m de largo y 60m de ancho. Cules son la longitud y la anchura del campo en pies?

ab) Una llave inglesa tiene una agarradera de 8 in. Cules la longituddel mango en centmetros?

ac) Un cubo mide 5 in por lado Cul es el volumen del cubo en unidades del SI?

ad) El lmite de velocidad en una carretera interestatal es de 65 mi/h (a) Cul es la equivalencia de esta velocidad en kilmetros por hora? (b) En pies por segundo?

ae) Un motor Nissan tiene un desplazamiento del mbolo (volumen) de 1600 cm3 y un dimetro del cilindro de 84 mm. Exprese estas mediciones en pulgadas cbicas y en pulgadas

af) Un electricista debe instalar un cable subterrneo desde la carretera hasta una casa. Si la casa est ubicada a 1.2 mi hacia el bosque. Cuntos pies de cable se necesitarn?

ag) Un galn estadounidense es un volumen equivalente a 231 in3. Supongaque el tanque de gasolina de un automvil equivale aproximadamente a un paraleleppedo de 18 in de largo, 16 in de ancho y 12 in de altura Cuntos galones puede contener este tanque?

ah) Una pieza de metal tiene 40 cm de largo y 20 cm de ancho. Exprese el rea de esta pieza en unidades del SI.

VECTORES24.Una mujer camina 4 Km hacia el este y luego 8 Km al norte (a) Mediante el mtodo del polgono, encuentre el desplazamiento resultante de la mujer, (b) Compruebe el resultado por el mtodo del paralelogramo.Mtodo del Polgono:Solucin: Como este mtodo es grafico las medidas se toman con regla y transportador Escala; 1cm = 1km

Resultante= ( 8.94 km, 63.43)

Mtodo del Paralelogramo:

Escala; 1cm = 1kmResultante= ( 8.94 km, 63.43)

25. Una fuerza de 200N acta hacia abajo simultneamente con una fuerza de 500N dirigida hacia la izquierda. Encuentre la fuerza resultante utilizando el mtodo del polgono. Compruebe la respuesta con el mtodo del paralelogramo.Mtodo del Polgono:Solucin: Como este mtodo es grafico las medidas se toman con regla y transportador Escala; 1cm = 1km

Mtodo del Paralelogramo:

Escala; 1 cm = 1 NResultante= ( 5.38km, 21.80)

26. Las siguientes tres fuerzas actan simultneamente sobre el mismo objeto: A= 300N, 30N de E; B= 600N, 270 y C=100N hacia el este. Represente cada fuerza como un vector y determine la resultante por el mtodo del polgono para sumar vectores.Escala; 1cm = 100 N

Res: 576N, 51.4 S de E

27. Una lancha navega hacia el Oeste una distancia de 200m, luego gira hacia el norte y recorre 400m. si luego se mueve 100m en direccin 30 S de E, Cul es el desplazamiento resultante utilizando el mtodo del polgono?

28. Dos cuerdas se han atado al mismo gancho que cuelga del techo. La fuerza de la cuerda de la derecha es de 80 lb y la fuerza de la cuerda de la izquierda es de 120 lb. Si las cuerdas forman un ngulo de 60 entre s, encuentre la magnitud de la fuerza resultante sobre el gancho utilizando el mtodo del paralelogramo.

Resultante: 174lb

29. Encuentre las componentes de X y de Y a: a) un desplazamiento de 30 km a 34; b) una velocidad de 40km/h a 120 y c)una fuerza de 50N a 330.

a.) F= 30km ngulo de 34Para componente en x:

Para la componente en y

b.) F= 40km ngulo de 30

Para componente en x:


c.) 50N ngulo 60. Para componente en x:


30. Un trineo es tirado por una cuerda que forma un ngulo de 40 con la horizontal. La tensin en la cuerda es de 540N cules son las componentes vertical y horizontal de esta fuerza? Res: 251N, -67.3N

COMPONENTE EN x:

COMPONENTE ENY :

31. Un corredor recorre dos millas hacia el oeste y luego 6 millas al norte encuentre la magnitud y la direccin del desplazamiento resultante por el mtodo de las componentes.

32. Se necesita ejercer una fuerza de 40 lb para arrastrar un cajn sobre un piso de hormign. Si se le ata una cuerda que forme un ngulo de 30 con la horizontal, qu tirn se debe dar a lo largo de la cuerda?El tirn se da por la componente en x

33. Encuentre la resultante de las siguientes fuerzas perpendiculares: a) 400N, 0; b) 820N, 270: c)650N, 180; y d) 500N, 90.

34. Cuatro cuerdas se han atado a un anillo formando ngulos rectos entre s. Las tensiones son, en orden, 40lb, 80lb, 70lb y 20lb. Cul es la magnitud de la fuerza resultante sobre el anillo?

35. Dos fuerzas actan sobre un automvil como muestra la figura. La fuerza A es igual a 120N al oeste, y la fuerza B es de 200N a 60 N de O. Cul es la resultante de estas dos fuerzas?

PROBLEMAS DE MECANICA

36. Dibuje un diagrama de cuerpo libre correspondiente a las situaciones ilustradas en las figuras (a)y (b) .Descubra un punto donde acten las fuerzas importantes y represente cada fuerza como un vector.

Solucin:

Solucin:

37. Si el peso de la siguiente figura es de 80N, Cules son las tensiones en las cuerdas A y B?

Diagrama de cuerpo libre:

Solucin:Primero encontramos el valor de las componentes:

Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en el eje X e igualamos a cero.

Despejamos A y obtenemos:

Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en Y e igualamos a cero.

Sustituimos el valor de W y despejamos:

Sustituimos el valor de B y obtenemos el valor de A

38. Si W= 600N en la siguiente figura cual es la fuerza que ejerce la cuerda sobre el extreme de la vigueta A? Cul es la tensin en la cuerda?

Diagrama de cuerpo libre

Solucin:

Primero encontramos las componentes de B y de A:El ngulo de A con el eje X es 30 porque la suma de Los ngulos de A y B deben ser de 90,as mismo deducimos que el ngulo de B es de 60 como se indica en la figura.

Componentes de A:

Componentes de B:

Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en el eje X e igualamos a cero.

Despejamos A:

Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en Y e igualamos a cero.

Despejamos A:

PERO: A=A

Ahora sustituimos el valor de B en la siguiente ecuacin:

39. Un cable est tendido sobre dos postes colocados con una separacin de 10 m. A la mitad del cable se cuelga un letrero que provoca un pandeo, por lo cual el cable desciende verticalmente una distancia de 50 cm. Si la tensin en cada segmento del cable es de 2000N Cual es el peso del letrero?


Primero calculamos los ngulos: Calculo del ngulo: 0.5m 5m

Observamos que T1 = T2 por lo que T1x = T2xAhora calculamos las componentes de cada eje:

Ahora calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje Y e igualamos a cero:

40. Un semforo de 80N cuelga del punto medio de un cable de 30m tendido entre dos postes. Halle la tensin en cada segmento del cable si ste tiene un pandeo que lo hace descender una distancia vertical de 1m.

Diagrama de cuerpo libre

Primero calculamos los ngulos:



41. Un cuadro de 20N se cuelga de un clavo, como se indica en la figura de manera que las cuerdas que lo sostienen forman un ngulo de 60. Cul es la tensin en cada segmento de la cuerda?


Primero calculamos los ngulos:



PROBLEMAS DE FRICCION

42. Un bloque de 70N reposa sobre un plano inclinado a 35. Calcule la fuerza normal y halle la fuerza de friccin por la que el bloque no resbala.

Solucin:

Primero calculamos las componentes de W:

57.34N

Calculo de la fuerza Normal:

Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en el eje Y:

Calculo de la fuerza de friccin:Ahora realizamos la sumatoria de fuerzas en el eje X:

43. Una fuerza horizontal de 40 N es apenas suficiente para poner en marcha un trineo vacio de 60N sobre nieve compacta. Despus de empezar el movimiento se requieren tan slo 10N para mantener el trineo a rapidez constante. Halle los coeficientes de friccin esttica y cintica.Primero calculamos la sumatoria de fuerzas en X:

Calculo de la Normal:

Ahora calculamos el coeficiente de friccin esttica:

As mismo calculamos el coeficiente de friccin cintica:

Sustituyendo en :

44. Supongamos ciertas superficies en las que s=0.7 y k=0.4 Qu fuerza horizontal se requiere para que un bloque de 50N empiece a deslizarse sobre un piso de madera? Que fuerza se necesita para moverlo a rapidez constante?Solucin:Para el clculo de la fuerza de friccin esttica

Primeramente realizamos la sumatoria de fuerzas en Y para encontrar la fuerza Normal:

Calculamos la fuerza de friccin esttica:

50N)= 35N

Para el clculo de la fuerza de friccin cintica:

45. Un estibador se ha dado cuenta de que se requiere una fuerza horizontal de 60lb para arrastrar una caja de 150 lb con rapidez constante sobre una plataforma de carga. Cul es el coeficiente de friccin cintica?

Solucin:

Debemos calcular el valor de Fk:

Debemos calcular el valor de la Normal:

Sustituimos estos valores en:

46. El estibador del problema anterior (45) se percata de que una caja ms pequea del mismo material puede ser arrastrada con rapidez constante con una fuerza horizontal de slo 40lb. Cul es el peso de esta caja?

Primero calculamos el valor de la normal:

Ahora calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje Y

47. Un bloque de acero que pesa 240N descansa sobre una viga de acedro bien nivelada. Qu fuerza horizontal lograr mover el bloque a rapidez constante si el coeficiente de friccin cintica es 0.12?

Primero calculamos la sumatoria de fuerzas en Y para obtener el valor de la normal:

Ahora obtenemos el valor la sumatoria de fuerzas en X:

48. Una caja de herramientas de 60N es arrastrada horizontalmente con una rapidez constante por medio de una cuerda que forma un ngulo de 35 con el piso. La tensin registrada en la cuerda es de 40N. calcule las magnitudes de las fuerzas de friccin y normal.

Obtenemos la sumatoria de fuerzas en X:

Para obtener la fuerza de friccin esttica (Fs) sustituimos en:

Para obtener la fuerza de friccin cintica (Fk) realizamos la sumatoria de fuerzas en X

Para obtener la fuerza de friccin cintica (Fk) sustituimos en:

Para obtener la fuerza normal realizamos la sumatoria de fuerzas en Y:

Ahora sustituimos este valor en:

49. Cul es el coeficiente de friccin cintica del problema anterior(48)?

50. Calcule la tensin en la cuerda A y la fuerza B ejercida en la cuerda por la viga de la siguiente figura:Diagrama de cuerpo libre:

Encontramos la sumatoria de fuerzas en el ejeX

Encontramos la sumatoria de fuerzas en el eje Y:

Este valor lo sustituimos en:

51. Cul es el empuje mnimo P, paralelo a un plano inclinado de 37, si un carrito de 90N va a ascender por dicho plano con rapidez constante? Desprecie la friccin.D iagrama de cuerpo libre:

Calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje X

52. Encuentre la tensin en las cuerdas A y B en el dispositivo que se muestra en la siguiente figura: DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

Solucin:Primero obtenemos las componentes de cada fuerza:

Ahora calculamos la sumatoria de fuerzas en X e igualamos a cero:

Sustituimos:

Ahora calculamos la sumatoria de fuerzas en Y e igualamos a cero:

Para obtener el valor de B sustituimos en:

53. Calcule la tensin en las cuerdas A y B de la siguiente figura:


Primero calculamos las componentes de la fuerza enB:

Calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje X e igualamos a cero:

Calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje Y e igualamos a cero:

54. Calcule la tensin y la compresin en la vigueta de las siguientes figuras:Diagrama de cuerpo librea.)

Primero calculamos las componentes de la fuerza A:



Sustituimos este valor en:

b.)


Primero calculamos las componentes de la fuerza B:


Calculamos la sumatoria de fuerzas en Y e igualamos a cero:

Sustituyendo en:

55. Calcule la tensin de las cuerdas A y B de las siguientes figuras:a.) Diagrama de cuerpo libre:

Primero calculamos las componentes de cada fuerza:



Sustituyendo este valor en:

b.) Diagrama de cuerpo libre:

Primero calculamos las componentes de cada fuerza:

Ahora calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje X e igualamos a cero:


Pero A=A:

Ahora calculamos la fuerza A:

PROBLEMAS DE BRAZO DE PALANCA

56. Dibuje e identifique con un letrero el brazo de palanca de la fuerza F sobre un eje en el punto A de la siguiente figura. Cul es la magnitud del brazo de palanca?

57. Calcule el brazo de palanca sobre el eje B de la siguiente figura:

58. Dibuje y marque el brazo de palanca si el eje de rotacin est en el punto A de la siguiente figura Cul es la magnitud del brazo de palanca?

59. Si la fuerza F del problema anterior es igual a 80lb.Cual es el momento de torsin resultante respecto al eje A (considerando insignificante el peso de la varilla? Cual es el momento de torsin resultante respecto al eje B?

60. Una persona que pesa 650N decide dar un paseo en bicicleta. Los pedales se mueven en un crculo que tiene 40 cm de radio. Si todo el peso acta sobre cada movimiento descendente del pedal, Cul es el momento de torsin mximo?Datos:Frmula:F= 650Nd= 40 cm = 0.40 m=(650N)(0.40m)=260N

61. Cul es el momento de torsin resultante respecto al punto A de la siguiente figura? No tome en cuenta el peso de la barra.

62. Considere la barra ligera sostenida como se indica en la siguiente figura Cules son las fuerzas que ejercen los soportes A y B?

Sustituyendo en:

63. Un puente cuyo peso total es de 4 500 N tiene 20 metros de longitud y tiene soportes en ambos extremos. Halle las fuerzas que se ejercen en cada extremo cuando se coloca un tractor de 1600 N a 8 m del extremo izquierdo.

Primero calculamos la sumatoria de fuerzas en el eje Y e igualamos a cero:

Ahora realizamos el momento de torsin en A e igualamos a cero:

Sustituimos en:

Tipos de Movimientos

64. Un automvil recorre una distancia de 86km a una rapidez media de 8m/s. Cuantas horas requiri para completar el viaje?

Datos: Formula: v=8m/sd=86km =86 000 m t=?

65. El sonido viaja con una rapidez media de 340m/s. El relmpago que proviene de una nube constante de una tormenta distante se observa en forma casi inmediata. Si el sonido del rayo llega a nuestro odo 3s despus. A qu distancia esta la tormenta?Datos: Formula: v=340m/ s t=3s d=?

66. Un cohete pequeo sale de su plataforma en direccin vertical ascendente y recorre una distancia de 40m antes de volver a la tierra 5s despus de que fue lanzado. Cul fue la velocidad media de su recorrido?

Datos: Formula: d=40m t=5s v=?

67. Un automvil avanza a una rapidez media de 60mi/h durante 3h y 20min. Cul fue la distancia recorrida?Datos:Frmula:V= 60 mill/ht= 3.3hd=?

68. Cunto tiempo lleva recorrer 400km si la rapidez media es de 90km/h?

Datos: Formula: d= 400kmv=90km/h

=4.44h81. Un automvil recorri una distancia de 86 Km. Si la velocidad es constante de 18 m/ s. Cuntas horas duro el viaje?

Datos: Formula:

d=86km v=18m/s t=?

82.Un avin aterriza en la cubierta de un portal aviones a 200 Mi / Hr y es detenido en 600ft. Encuentre: (a) la aceleracin y (b) el tiempo que se requirieron para detenerlo. Datos: Formula:

vi=200mi/hrvf= 0d=600ft

83. Un camin que viaja con una velocidad de 60 Mi/Hr repentinamente frena y se detiene. Se observa que las huellas de las llantas que partieron cubren 180 ft de longitud. (a)Cul es la aceleracin? (b)Cunto tiempo trascurri hasta que se detuvo?

Datos:Frmula:

Vi= 60 Mill/h =88 ft/s

Vf=0d= 180 fta=?t=?

69. Un bote de motor que se mueve en lnea recta disminuye su velocidad uniformemente de 70Km / Hr a 42 Km / Hr en una distancia de 50 m. Cual es la desaceleracin? Datos:Vi= 70km/hVf=42km/hd= 50m

70. El conductor de un camin que va a 100 Km / Hr aplica los frenos, dando al camin una desaceleracin uniforme de 6.50 m /s2 conforme viaja 20 m. (a) Cul es la velocidad del camin en Km / Hr al final de esta distancia? (b) Cunto tiempo empleo en segundos?

Datos:Vi=100km/hCONVERSION DE UNIDADESa= -6.50 m/s2d=20m Vf=?t=?Frmula:a.)PARA OBTENER LA VELOCIDAD:

b.)PARA OBTENER EL TIEMPO:

71. Un corredor que viaja sobre una pista recta con una velocidad de 200 Km / Hr abre un paracadas y su velocidad disminuye uniformemente a una velocidad de 20 Km /Hr en 12 seg. (a)Cual es la aceleracin del corredor?. (b) Que tan lejos viaja en ese intervalo de 12 segundos? Datos:Conversin de unidades:Vi=200 km/hVf=20 km/ht=12 s a=?d=?Frmulaa.)Sustitucin:

b.)

72. En la cubierta de un porta-aviones, un dispositivo de frenado permite detener una avioneta en 1.5 seg. La aceleracin fue de 49 m / s2. (a)Cual fue la distancia de frenado? (b)Cual fue la velocidad al final?

Datos:Frmula:t= 1.5 sa.)a=49 m/s2d=?Vf=?

b.)

73. En una prueba de frenado, un vehculo que viaja a 60 Mi /Hr se detiene en un tiempo de 3 seg. (a)Cules fueron la aceleracin y la distancia de frenado?

Datos:Frmula:Vi= 60mi/h=Vf=0t= 3 sa=?d=?

74. Un autobs recorre 360 Mi a una velocidad constante en 2.6 Hr. (a)Cual es su velocidad media?.(b)Que distancia recorrer en 9 Hr a esta, velocidad media? (c)En cuanto tiempo recorrer 440 Mi a esta velocidad media?

Solucin:a. Datos:Frmula

d= 360millv=?t=2.6 h

b. Datos:Frmulad=?t=9 hv=138.4mill/h

c. Datos:Frmulad= 440millv= 138.4mill/ht=?

75. En una prueba de frenado, un camin que viaja a 188 Mi / Hr se detiene en un tiempo de 12 s.(a)Cules fueron la aceleracin y la distancia de frenado? Datos: Frmula:Vi=188mill/h = 275.73ft/st=12sa=?d=?

91. Un automvil realiza un cambio de velocidad de 30 Km / Hr a 58 Km / Hr, en un tiempo de 3.2 s. (a) Calcular su aceleracin? (b)Qu tan lejos llego en ese tiempo de 3.2 s?

Datos:Frmula:Vi=30km/hVf=58km/hT=3.2 sa=?d=?

92. Un automovilista que viaja sobre una carretera recta a una velocidad de 96 Km / Hr abre un paracadas y su velocidad disminuye uniformemente a una velocidad de 20 Km /Hr en 24 s. (a)Cual es la aceleracin del corredor? (b)Que tan lejos viaja a ese intervalo de 12 segundos?

Datos: Frmula:Vi=96km/h Vf=20km/h t= 24 sa=? a.)d=? t=12 s

b.)Como la distancia recorrida es en la mitad de tiempo calculamos de la siguiente forma la distancia:

La distancia recorrida es en 12 s que es la mitad del tiempo donde se calcul la aceleracin por lo que se tomar la mitad:

93.Un tren tiene una aceleracin de 340 Km / Hr2. (a)Cuanto tiempo necesitara para alcanzar una velocidad de 430 Km / Hr, si parte del reposo?. (b)Qu distancia recorrer durante ese tiempo?

Datos:Frmula:a=340km/h2t=?vf=430km/hvi=0d=?

94.Un automvil parte del reposo con una aceleracin de 96 m / s2. (a)Cual es su velocidad despus de haber recorrido 730 metros? (b)E1 tiempo que realizo?

Datos:Frmula:Vi=0a=96 m/s2vf=?d=730 mt=?

95.Supngase que un triler arranca del estado de reposo y acelera uniformemente hasta alcanzar una velocidad de 98 Km / H en 24 s, al desplazarse a lo largo del eje X. Calcular: (a) Su aceleracin (b) La distancia que recorre en ese tiempo

Datos:Frmula:Vi=0Vf=98 km/ht=24sa=?d=?

96. Un tren viaja a 68 m / s cuando de golpe se abre completamente la vlvula de paso y se mantiene abierta durante una distancia de 2.8 Km. Si la aceleracin es de 0.20 m / s2 (a)Cual es la velocidad final?Datos:Frmula:Vi=68m/sd=2.8km=2800ma=0.20m/s2vf?

RESOLUCION DE PROBLEMAS DE CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL97.Una piedra se deja caer desde la azotea de un edificio y tarda en llegar al suelo en cuatro segundos calcular:a. La altura del edificiob. La magnitud de la velocidad con que choca contra el sueloDatos:Frmula:Vi=0a.) t=4sg= -9.8m/s2a.)h=?b.)Vf=?El signo menos indica que se midi de la azotea al suelob.)

El signo menos indica que la velocidad es hacia abajo.98.Un nio deja caer una pelota desde una ventana que est a 60m de altura sobre el suelo.Calcular:a.) Qu tiempo tardar en caer?b.) Con que velocidad choca contra el suelo?Datos: Frmula:Vo=0a.) h= -60mg=-9.8 m/s2t=?Vf=?

b.)

99.Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 29.4 m/s.Calcular:a.) Qu altura habr subido al primer Segundo?b.) Qu valor de velocidad llevar al primer segundo?c.) Qu altura mxima alcanzar?d.) Qu tiempo tardar en subir?e.) Cunto tiempo durar en el aire?

Datos:Frmula:Vo=29.4m/sa.) g=-9.8m/s2 a.) h=?b.) V1s=?c.) hmax=?d.) tsubir=?b.) e.) Taire=?

c.)

d.)

e.)

100.Un baln se deja caer desde una ventana y tarda en llegar al suelo 5 segundos.Calcular:a.) Desde que altura cay?b.) Con valor de velocidad choca contra el suelo?Datos:Frmula:t= 5sa.) h=?Vf=?b.)

101.Una piedra se suelta al vacio desde una altura de 120m.Calcular:a.) Que tiempo tarda en caer?b.) Con que velocidad choca contra el suelo?Datos:Frmula:h=120ma.)t=?Vf=?Vo=0

b.)

102.Se tira una piedra verticalmente hacia abajo con una velocidad de 8 m/s.Calcular:a.) Qu valor de velocidad llevar a los 4 segundos de su caida?b.) Qu distancia recorre en ese tiempo?Datos:Frmula:Vo=-8m/s a.) Vf=?t=4sd=?b.)

103.Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad de 20m/s.Calcular:a.) Qu distancia recorre a los 2 segundos?b.) Qu valor de velocidad lleva a los 2 segundos?c.) Qu altura mxima alcanza?d.) Cunto tiempo dura elel aire?

Datos:Frmula:Vo=20m/sa.)T=2s

b.)

c.)

d.)

RESOLUSION DE PROBLEMAS DE TIRO PARABOLICO104.Se lanza una piedra horizontalmente con una velocidad de 25 m/s desde una altura de 60m, como se ve en la figura:

Calcular:a.) El tiempo que tarda en llegar al suelo.b.) El valor de la velocidad vertical que lleva a los 2 segundos.c.) La distancia horizontal a la que cae la piedra, a partir del punto de donde fue arrojada.

Datos:Frmula:Vh= 25m/sa.)h=-60ma.)tcaer=?b.)V2s=?c.)dh=?

b.)

c.)

105.Un jugador le pega a una pelota con un ngulo de 37 con respecto al plano horizontal, comunicndole una velocidad inicial de 15 m/s como se ve en la siguiente figura:

Calcular:a.) El tiempo que dura la pelota en el aire.b.) La altura mxima alcanzada.c.) El alcance horizontal de la pelota.

Datos:Frmula:Vo=15m/s=37a.)t(aire)b.)hmax=?c.)dh=?

a.)

b.)

c.)

106.Un proyectil se lanza con una velocidad inicial cuyo valor es de 200 m/s; si se desea que d en un blanco localizado a 2 500 m, calcular:a) El ngulo con el cual debe ser lanzado.b) El tiempo que tarda en llegar al blanco.Datos:Frmula:Vo=200m/sa) dh= 2 500ma)=?b)t(aire)=?

17.83b)

107)Una pelota es lanzada horizontalmente desde una ventana con una velocidad inicial de 10 m/s y cae al suelo despus de 5 segundos.Calcular:a) A que altura se encuentra la ventana?b) A que distancia cae la pelota de la base del edificio?Datos:Frmula:Vo=10m/sa.)t=5sh=?d=?

b.)

108.Un proyectil es lanzado con una velocidad inicial de 400 m/s y un ngulo de elevacin de 35.Calcular:a) El tiempo que dura en el aire.b) La altura mxima alcanzada por el proyectil.c) El alcance horizontal del proyectil.Datos:Frmula:Vo=400 m/s

a.)

b.)

c.)

TRABAJO Y POTENCIA

ENERGIA MECANICA

109.Calcular la energa cintica de una masa de 33 Kg que se mueve con una velocidad de 16 m / s.

Datos: Frmula Ec =?m = 33 kg v = 16 m / s

110. Calcula la E. Cintica de una masa de 43 Kg, que se mueve con una velocidad de 25 m/s. Expresarlo en ergios.

Datos: Frmula Ec=?m=43Kg V=25m/s

Pero 1 Ergio = 1x107 J entonces

111. Calcula la E. Cintica de un automvil que pesa 6000 N y viaja a 60 Km/Hr. Expresar el resultado en: (a) joules (b) Ergios (c) ft-lb.

Datos: Frmula W=6 000 NV= 60 km/h


Pero:1 J = 0.7376 ftlb

112.Un cuerpo de 35 K g cae desde una altura de 8 metros. Calcular: La energa potencial expresando el resultado en (a) Joules. (b)Ergios.

Datos: Frmula m=35 kgh=8m


113.Un helicptero tiene una Energa potencial de 1.4 x107 Joules y pesa 4350N A qu altura se encuentra?Datos: Frmula Ep= 1.4x107 J W=4350N

114.Qu trabajo necesita realizarse para subir la cabina de un elevador que pesa 890 N hasta una altura de 30m? y Cul es la energa potencial de la cabina en su nueva posicin?Datos: Frmula T=?W=890Nh=30m

115.A una caja metlica se le aplica una fuerza de 600 N para jalarla sobre el piso. La cuerda que se usa para jalar la caja, se mantiene en un ngulo de 46o con el piso. La caja se mueve una distancia de 15 metros Que trabajo se realizo?

Datos: Frmula F=600N = 46o d = 15 mT = ? T = 6.25 x 1010 Ergios.

116.una caja que pesa 1000 N se levanta una distancia de 20 m directamente hacia arriba, por medio de una cuerda y un sistema de poleas. El trabajo se realiz en 10 seg. Qu cantidad de potencia se utiliz? (a)Watts. (b)Kilowatts. (c)H p.

Datos: Frmula w = 1000 Nh = 20 mt = 10 sP =?

Pero 1 HP =735.5watts

117.Un excursionista lleva una mochila de 20 Kg hacia arriba por una vereda. Despus de 30 min, se encuentra a 300 m ms arriba de su punto de partida.(a)Cul es el peso de la mochila?. (b) Que trabajo se realizo sobre la mochila?.(c) El excursionista pesa 600 N, Cul es el trabajo total realizado?.(d) Cul es la potencia del excursionista en watts, durante 30 minutos el resultado expresarlo en H.P.?

Datos: Frmula Mochila:a.) m=20kgt=30min=1800sh=300ma.)W=?b=?b.)

Excursionista:W=600Nc.)Ttotal=?d.)P=?t=30min=1800sc.) Trabajo total = T.mochila+ T. Excursionista

d.)


118.Un motor elctrico levanta un elevador de 2000 kg, a una altura de 18 m en un tiempo de 40seg (a)Qu trabajo se realizo?(b)Cul es la potencia del motor en watt? (c) C.V.?

Datos: Frmula m=2 000 kga.) h=18 mt=40 sa.)T=?b.)P=?c.) Pc.v.=?b.)

c.) 1 CV = 735.49 875 W

119.Calcular la potencia que necesita una maquina para elevar un peso de 500 N a una altura de 2 metros en 1 minuto.

Datos: Frmula W=500Nh=2mt=1min=60 s

120.Un motor acciona la banda sin fin de un trasportador, el motor produce una fuerza de 500 N sobre la banda y la mueve con rapidez de 6.5 m/s. en 0.33 s (a)Cul es la potencia del motor en Kilowatts?.(b)H.P.

Datos: FrmulaF=500 NV=6.5 m/sP=?


BIBLIOGRAFIAFsica generalHctor Perez MontielAo 2007Tercera Edicin

Fsica Conceptos y aplicacionesPaul E. Tippens Ao 2011Sptima Edicin

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problemario de fisica

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