INSTITUTO VANGUARDIA DE HERMOSILLO, A.C.
PROBLEMARIO DE FÍSICA I
1.- Se jala un carrito por medio de una cuerda aplicando una fuerza de 200N. Si la fuerza forma un ángulo de 30° con la horizontal. ¿Cuál será el valor de las componentes horizontal y vertical? Considera que no existe fricción.
2.- De acuerdo con un catálogo automotriz, el auto que te gusta alcanza la velocidad de 120 km/h en 8 s, partiendo del reposo. ¿Cuál es la aceleración del vehículo y cuanta distancia recorrerá en ese mismo tiempo?
3.- Un avión de pasajeros aterriza a 320 km/h y se detiene por completo después de recorrer 600 m. de pista. ¿Cuál es la aceleración de la aeronave y cuánto tiempo le llevó detenerse?
4.- ¿Qué significa que la aceleración tenga signo negativo?
5.- ¿Por qué el tiempo tiene signo positivo? ¿Podría tener signo negativo? ¿Porqué?
6.- Un automóvil viaja en un tramo recto de una carretera con una velocidad inicial de 50 km/h. Se aplica al vehículo una aceleración de 1.2 m/s2 mientras recorre una distancia de 300m. ¿Cuál es la velocidad final del auto, en km/h, después de recorrer esa distancia? ¿Cuánto tiempo tardará el automóvil en recorrer los 300 m?
7.- Un camión jala un remolque de 4 toneladas con una fuerza de 6000 N. ¿Cuál es la aceleración del remolque? No consideres la fricción al resolver el ejercicio.
8.- En un almacén, una persona jala una plataforma de carga con 100 kg de naranjas ¿Qué aceleración se produce en el carro si es jalado con una fuerza de 100 N sobre la manivela, la cual forma un ángulo de 60° con respecto a la horizontal? Si la plataforma parte del reposo y mantiene la aceleración durante 1 minuto, ¿Qué velocidad, en km/h, tendrá al término de ese tiempo?
9.- ¿Qué piensas de este resultado?
Numéricamente es correcto, pero ¿se apega a la realidad?
¿Cuáles son los factores que no ha sido incluidos?
10.- Al colocar una pesa en un dinamómetro se observó que su peso es de 4.9 N, ¿Cuál es su masa?
11.- Un automóvil viaja a 90 km/h en una carretera recta y plana, al aplicar los frenos se detiene en 50 m.
Si el automóvil pesa 9.31 X 103 N ¿Qué valor tiene la fuerza aplicada por los frenos y en cuánto tiempo queda detenido?
12.- ¿Por qué la aceleración y la fuerza son negativas?
¿Por qué el tiempo es positivo?
¿Cómo interpretar los resultados?
13.- Una pelota de golf se deja caer desde la torre mayor de la Ciudad de México (225 m). ¿Cuál es la velocidad de la esfera, en km/h, al llegar al piso, y cuánto tiempo tardó en llegar?
14.- Una piedra es lanzada verticalmente hacia abajo desde un puente que cruza un río. Si la velocidad de lanzamiento fue de 10 m/s y la piedra tardó 3 s en caer al río, ¿Cuál es la altura del puente y cuál fue su velocidad de llegada al agua?
15.- Un beisbolista lanza una pelota en forma vertical, hacia arriba, con una velocidad de 20 m/s. ¿Cuánto tiempo tardará el objeto en alcanzar su altura máxima y cuánto en llegar a la manopla del mismo deportista? Además, ¿Cuál será el valor de la velocidad con que la pelota llegará al guante?
16.- En las cataratas del Niágara, el agua cae desde una altura de 50 m. La masa del agua que cae en un segundo es de 20,000 toneladas.
a) ¿Qué tan grande es el trabajo que realiza la fuerza gravitatoria sobre el agua que cae?
b) ¿Qué tan grande es la potencia desarrollada?
17.- Un caballo al arar puede desarrollar durante un tiempo largo la potencia de 500 W. ¿Cuántos caballos de vapor es esto?
18.- La levantadora de pesas china Chen Xiexia ganó la medalla de oro en los Juegos Olímpicos de Beijing (2008) en la categoría femenil de 48 kilogramos, levantando un total de 212 kilos. Ese resultado fue, además, un nuevo récord olímpico.
Las pesas que Chen Xiexia levantó en el envión pesaron un total de 117 kg. Si levantó las pesas hasta una altura de 1.30 metros en 0.8 segundos, ¿Cuál fue la potencia de Chen? Si Chen Xiexia hubiera levantado las pesas en 1.6 segundos, ¿Cuál hubiera sido su potencia?
19.- Una caja de libros de masa 8.25 kg se levanta del piso hasta una mesa de 0.85 m de altura. ¿Cuánto trabajo se hace al levantar la caja?
20.- Una caja de 5 kg de masa se acelera desde el reposo a través del piso mediante una fuerza a razón de 2.0 m/s2 durante 7 segundos. Encuentra el trabajo realizado sobre la caja?
21.- Una caja de 5 kg se desliza una distancia de 10 m sobre el hielo. Si el coeficiente de fricción cinética es de 0.20. ¿Qué trabajo efectúa la fuerza de fricción?
22.- Un disco gira con una velocidad angular constante de 33 rev/min. ¿Qué ángulo recorre el disco en un tiempo de 2.0 s? ¿Qué tiempo tarda en recorrer 40 rad?
23.- Las aspas de un motor giran a 700 rev/min. Encuentra la distancia recorrida en 10 s por un punto en las aspas que se encuentran a 15 cm del eje de rotación.
24.- Una rueda de 10 cm de radio es puesta a girar desde el reposo por un motor y ésta alcanza una velocidad angular de 300 rev/min en 6 s. calcular la aceleración angular y el número de vueltas que dio la rueda en este tiempo.
25.- La tornamesa de un tocadiscos gira inicialmente a 45 rev/min y tarda 27 s en detenerse.
a) ¿Cuál es la aceleración angular de la tornamesa, considerando que ésta es uniforme?
b) ¿Cuántas revoluciones efectúa la tornamesa antes de detenerse?
26.- Un motor eléctrico hace girar un disco a 100 rev/min. Suponiendo una desaceleración constante de 2 rad/s2.
a) ¿Cuánto tiempo le toma al tocadiscos detenerse?
b) ¿Qué ángulo recorrió el disco en este intervalo de tiempo?
27.- Las aspas de un ventilador que opera a baja velocidad giran a 250 rpm. Cuando el ventilador se conmuta a alta velocidad, la tasa de rotación aumenta de manera uniforme a 350 rpm en 5.75 s. ¿Cuántas revoluciones efectúan las aspas mientras el ventilador está acelerando?
28.- La tina de una lavadora inicia el ciclo de centrifugado a partir del reposo y alcanza una velocidad angular de 5 rev/s en 8 s. En este punto, se acciona el interruptor de seguridad apagando la lavadora, la tina se desacelera y ésta se detiene a 12 s. ¿Cuántas vueltas realiza la tina es este intervalo de 20 s? Considera una aceleración angular constante durante el arranque y la parada.
29.- Un automóvil viaja a 60 km/h en una carretera horizontal recta. El radio de las ruedas del auto es de 48 cm. Si el vehículo incrementa su velocidad con una aceleración de 2 m/s2 durante 5 s, determina el número de revoluciones que las ruedas efectúan en este período.
30.- Dos caballos arrastran un tronco mediante sendas cuerdas que llevan atadas a uno de los extremos de dicho tronco. Uno de los caballos ejerce una fuerza de 500 N hacia el este y el otro una fuerza de 800 N en dirección noroeste. Determinar por el método del paralelogramo el valor de la fuerza resultante, así como el ángulo formado respecto al este.
31.- Resuelve el ejercicio anterior utilizando el método numérico de suma de vectores.
32.- Mediante dos cables enganchados en la proa, un barco es remolcado por dos lanchas de motor. Una lleva una velocidad de 18 m/s al sur y la otra una velocidad de 15 m/s en dirección suroeste, formando un ángulo de 60° respecto al sur. Encontrar por el método del paralelogramo el vector resultante.
33.- Resuelve el ejercicio anterior utilizando el método numérico de suma de vectores.
34.- Encontrar de forma gráfica (método del polígono) la resultante de la suma de los siguientes vectores.
V1 (2.5 N, N)
V2 (3 N, 25° N de E)
V3 (4 N, E)
V4 (2N, 40° S de O)
35.- Resuelve el ejercicio anterior utilizando el método numérico de suma de vectores.
36.- Realizar las siguientes conversiones
8 m a cm
54 cm a m
23 ft a m
54 kg a libras
42 in a cm
37.- Realiza las siguientes conversiones
200 cm2 a m2
19 m3 a cm3
29 millas/h a m/s
15 m/s a km/h
24 m2 a cm2
38.- Los integrantes de un equipo midieron individualmente la longitud de una pieza y obtuvieron los siguientes resultados:
1.43 m
1.41 m
1.40 m
1.41 m
1.42 m
1.38 m
Determinar:
a) el valor promedio de las mediciones
b) El error absoluto de cada medición
c) La desviación media
d) El error relativo individual
e) El error porcentual de cada medición
<Fin de problemario>
