INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS - ACADEMIA DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA FÍSICA DEL MOVIMIENTO y FISICA DEL MOVIMIENTO APLICADA

Problemario Tipo para el primer examen parcial

1. La velocidad del sonido en el aire es 340 m/s. ¿Cuál será la velocidad de un avión supersónico que se mueve con una velocidad doble a la del sonido? Dar la respuesta en kilómetros por hora y millas por hora.

2. En un litro hay 1.057 cuartos y 4 cuartos en un galón.a) ¿Cuántos litros hay en un galón?b) Un barril equivale a 42 galones. ¿Cuántos metros cúbicos hay en un barril?

3. Las conversiones que siguen son comunes en física, además de muy útiles. a) Use 1 mi = 5280 ft y 1 h = 3600 s para convertir 60 mph a unidades de ft/s. b) La aceleración de un objeto en caída libre es de 32 ft/s2. Use 1 ft = 30.48 cm para expresar esta aceleración en unidades de m/s2. c) La densidad del agua es de 1.0 g/cm3. Convierta esta densidad a kg/m3.

4. En otoño de 2002, un grupo de científicos de los Alamos National Laboratory determinó que la masa crítica del neptunio 237 es de unos 60 kg. La masa crítica de un material fisionable es la cantidad mínima que debe juntarse para iniciar una reacción en cadena. Este elemento tiene una densidad de 19.5 g/cm3. ¿Qué radio tendría una esfera de este material que tiene la masa crítica?

5. Encuentre la magnitud y dirección de la resultante de tres desplazamientos cuyas componentes respectivas son: (3,2) m, (-5,3) m y (6,1) m.

6. Considérense dos desplazamientos, uno de 3 m de magnitud y otro de 4 m. Demostrar cómo pueden combinarse estos vectores para obtener un desplazamiento resultante cuya magnitud sea a) de 7 m, b) de 1 m y c) de 5 m.

7. Un vector A tiene componentes x,y de –8.7 cm y 15 cm, respectivamente, el vector B tiene componentes x,y de 13.2 cm y –6.6 cm, respectivamente. Si A – B + 3C = 0, ¿cuáles son las componentes de C?

8. Un perro que busca un hueso camina 3.5 m hacia el sur, después 8.2 m en un ángulo de 30 al noreste, y finalmente 15 m al oeste. Encuentre el vector desplazamiento resultante del perro utilizando técnicas gráficas.

9. Una partícula se mueve a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación x = 2 + 3t – t2, donde x está en m y t en s. En t = 3s, halle: a) la posición de la partícula, b) su velocidad y c) su aceleración.10. La velocidad de una partícula que se mueve a lo largo del eje x varía en el tiempo de acuerdo con v = (15 – 8t) m/s. Halle: a) la aceleración de la partícula, b) su velocidad en t = 3 s y c) su velocidad media en el intervalo de tiempo t = 0 a t = 2 s.11. La posición de un objeto en movimiento a lo largo del eje x está dada por x = 3t – 4t2 + t3, donde x está en metros y t en segundos. a) ¿Cuál es la posición del objeto en t = 1, 2, 3 y 4 s? b) ¿Cuál es el desplazamiento del objeto entre t = 0 y t = 4s? c) ¿Cuál es su velocidad promedio para el intervalo de tiempo de t = 2s a t = 4s? d) Trace una gráfica de x contra t para 0 < t < 4s e indique en la gráfica cómo se puede hallar la respuesta para c).

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12. La altura de un helicóptero sobre el suelo está  representada por h = 3.00t3, donde h está  en metros y t en segundos. Después de 2.00 s, el helicóptero deja caer una pequeña valija con la correspondencia. ¿Cuánto tiempo tarda la valija en llegar al suelo?

13. Una piedra cae desde un globo que desciende a una velocidad uniforme de 12 m/s. Calcular la velocidad y la distancia recorrida por la piedra después de 10 s. Resolver el mismo problema para el caso cuando el globo se eleva a la misma velocidad.

14. Una pelota de béisbol es golpeada con el bat de tal manera que viaja en línea recta hacia arriba. Un aficionado observa que son necesarios 3.00 s para que la pelota alcance su altura máxima. encuentre a) su velocidad inicial, y b) su altura máxima. Ignore los efectos de la resistencia del aire.

15. Una pelota fue lanzada directamente hacia abajo con una velocidad inicial de 8.00 m/s desde una altura de 30.0 m. ¿En qué‚ momento la pelota golpea el suelo?

16. Un astronauta parado sobre la Luna suelta un martillo, dejando que caiga 1.00 m hacia la superficie. La gravedad lunar produce una aceleración constante de magnitud igual a 1.62 m/s2. Una vez de regreso en la Tierra, el astronauta suelta de nuevo el martillo, dejándolo caer hasta el suelo desde una altura de 1.00 m con una aceleración de 9.80 m/s2. Compare los tiempos de caída en las dos situaciones.

17. Una estrategia en las guerras con bolas de nieve es lanzarlas a un gran ángulo sobre el nivel del suelo. Mientras su oponente está viendo esta primera bola de nieve, usted lanza una segunda a un ángulo menor lanzada en el momento necesario para que llegue a su oponente ya sea antes o al mismo tiempo que la primera. Suponga que ambas bolas de nieve se lanzan con una velocidad de 25 m/s. La primera se lanza a un ángulo de 70° respecto de la horizontal. a) ¿A qué ángulo debe lanzarse la segunda bola de nieve para llegar al mismo punto que la primera? b) ¿Cuántos segundo después debe lanzarse la segunda bola después de la primera para que llegue al blanco al mismo tiempo?

18. Un malabarista mantiene cinco pelotas en movimiento lanzándolas secuencialmente hasta una altura de 3.0 m. a) Determine el intervalo de tiempo entre lanzamientos sucesivos. b) Indicar las posiciones de las pelotas en el instante en el que una de ellas llega a su mano (ignorar el tiempo que le toma transferir las pelotas de una a otra mano)

19. La velocidad de un proyectil cuando alcanza su altura máxima es la mitad de la velocidad cuando el proyectil se encuentra a la mitad de su altura máxima. ¿Cuál es el ángulo de proyección inicial?

20. Un proyectil es disparado con una velocidad de 600 m/s haciendo un ángulo de 60 con la horizontal. Calcular a) el alcance horizontal, b) la altura máxima, c) la velocidad y altura después de 30 s, d) la velocidad y el tiempo cuando el proyectil se encuentra a 10 km de altura.