FÍSICA GENERAL
Temática: Física y Medición.
Ejercicio # 1.
(a) Redondee las siguientes cantidades a la cantidad de cifras significativas indicadas en cada columna:
(b) Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:
Ejercicio # 2.
El radio medio (RT) de la tierra es 6.37 x 106 m y el de la luna (RL) es de 1. 74 x108 cm. Con estos datos calcule.
(a) ¿La proporción entre el área superficial de la tierra y la de la luna?
(b) La proporción de volúmenes de la tierra y de la luna. Recuerde que el área de la superficie de una esfera es de 4𝛑r2 y su volumen es 4/3 𝛑r3.
Temática: Cantidades escalares y vectoriales.
Ejercicio # 3.
Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 5.35 km de distancia, en una dirección 36.5° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 7.25 km en una dirección de 65.0° al suroeste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 3.15 km hacia el sur.
(a) Exprese los desplazamientos AB, BC y CD, como vectores de posición, es decir, en términos de los vectores unitarios.
(b) Determine el vector desplazamiento total AB como vector cartesiano.
(c) ¿Para regresar de la isla D a la isla de partida A, ¿qué distancia debe recorrer y en qué dirección geográfica?
(d) Represente gráficamente en un plano cartesiano a escala, la situación planteada.
Ejercicio # 4.
Una joven que entrega periódicos cubre su ruta diaria al viajar 7.00 cuadras al este, 6.00 cuadras al norte y luego 4.00 cuadras al este. Usando un sistema XY con eje X positivo hacia el este y eje Y positivo hacia el norte, y asumiendo que cada cuadra tiene una longitud aproximada de 100 m
(a) Determine el desplazamiento resultante como vector cartesiano (en términos de los vectores unitarios i y j).
(b) Exprese el desplazamiento resultante en forma polar (magnitud y dirección con respecto al norte o sur, por ejemplo N30.0°O).
(c) ¿Cuál es la distancia total que recorre? Y
(d) Represente gráficamente en un plano cartesiano la situación planteada.
Temática: Movimiento en una dimensión (M.U.R., M.U.A. Y caída libre)
Ejercicio # 5.
Un osado vaquero sentado en la rama de un árbol desea caer verticalmente sobre un caballo que galopa hacia el árbol. La rapidez constante del caballo es 3.50 m/s y la distancia desde la rama hasta el nivel de la silla de montar es 1.80 m.
(a) ¿Cuál debe ser la distancia horizontal entre la silla y la rama para que el vaquero cuando caiga, lo haga exactamente sobre la silla de montar?
(b) ¿Cuál es intervalo de tiempo en que está el vaquero en el aire?
NOTA: Desprecie las fuerzas de fricción del aire.
Ejercicio # 6.
Una tortuga camina en línea recta sobre lo que llamaremos el eje x con la dirección positiva hacia la derecha. La ecuación de la posición de la tortuga en función del tiempo es .
a) Determine la velocidad inicial, posición inicial y aceleración inicial de la tortuga (Para t=0 s).
b) ¿En qué instante t la tortuga tiene velocidad cero?
c) ¿Cuánto tiempo después de ponerse en marcha regresa la tortuga al punto de partida?
d) ¿En qué instantes t la tortuga está a una distancia de 10.0 cm de su punto de partida? .Que velocidad (magnitud y dirección) tiene la tortuga en cada uno de esos instantes?
e) Dibuje las gráficas: x-t, Vx-t y ax-t para el intervalo de t = 0 s a t = 40.0 s.
NOTA: En cada una de las gráficas realice el proceso para determinar los puntos de corte con los ejes y los puntos críticos de la función, si los tuviese.
Temática: Movimiento en dos dimensiones (Tiro parabólico, Movimiento Circular y Oscilatorio –Ecuación de movimiento - y Movimiento circular NO uniforme)
Ejercicio # 7.
Un barco enemigo está en el lado oeste de una isla de la montaña. La nave enemiga ha maniobrado dentro de 2450 m del pico de 1950 m de altura de la montaña y puede disparar proyectiles con una velocidad inicial de 260.0 m / s. Si la línea costera occidental es horizontal a 280.0 m de la cima,
(a) ¿cuáles son las distancias desde la costa occidental a la que un buque puede estar a salvo de los bombardeos de la nave enemiga?
Ejercicio # 8.
Un pez que nada en un plano horizontal tiene velocidad en un punto en el océano donde la posición relativa a cierta roca es . Después de que el pez nada con aceleración constante durante 20.0s, su velocidad es .
a) ¿Cuáles son las componentes de la aceleración?
b) ¿Cuál es la dirección de la aceleración respecto del vector unitario ?
c) Si el pez mantiene aceleración constante, ¿dónde está en t = 20.0 s y en qué dirección se mueve?
Ejercicio # 9.
Una pelota en el extremo de una cuerda se hace girar alrededor de un círculo horizontal de 55.0 cm de radio. El plano del círculo se encuentra 1.15 m sobre el suelo. La cuerda se rompe y la pelota golpea el suelo a 1.00 m del punto sobre la superficie directamente debajo de la posición de la pelota cuando se rompió. Asumiendo que la magnitud de la velocidad de la pelota antes de romperse es constante, encuentre
a) la aceleración centrípeta de la pelota durante su movimiento circular,
b) su periodo y frecuencia de oscilación y
c) su velocidad angular.
Ejercicio # 1.
(a) Redondee las siguientes cantidades a la cantidad de cifras significativas indicadas en cada columna:
(b) Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:
Ejercicio # 2.
El radio medio (RT) de la tierra es 6.37 x 106 m y el de la luna (RL) es de 1. 74 x108 cm. Con estos datos calcule.
(a) ¿La proporción entre el área superficial de la tierra y la de la luna?
(b) La proporción de volúmenes de la tierra y de la luna. Recuerde que el área de la superficie de una esfera es de 4𝛑r2 y su volumen es 4/3 𝛑r3.
Temática: Cantidades escalares y vectoriales.
Ejercicio # 3.
Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 5.35 km de distancia, en una dirección 36.5° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 7.25 km en una dirección de 65.0° al suroeste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 3.15 km hacia el sur.
(a) Exprese los desplazamientos AB, BC y CD, como vectores de posición, es decir, en términos de los vectores unitarios.
(b) Determine el vector desplazamiento total AB como vector cartesiano.
(c) ¿Para regresar de la isla D a la isla de partida A, ¿qué distancia debe recorrer y en qué dirección geográfica?
(d) Represente gráficamente en un plano cartesiano a escala, la situación planteada.
Ejercicio # 4.
Una joven que entrega periódicos cubre su ruta diaria al viajar 7.00 cuadras al este, 6.00 cuadras al norte y luego 4.00 cuadras al este. Usando un sistema XY con eje X positivo hacia el este y eje Y positivo hacia el norte, y asumiendo que cada cuadra tiene una longitud aproximada de 100 m
(a) Determine el desplazamiento resultante como vector cartesiano (en términos de los vectores unitarios i y j).
(b) Exprese el desplazamiento resultante en forma polar (magnitud y dirección con respecto al norte o sur, por ejemplo N30.0°O).
(c) ¿Cuál es la distancia total que recorre? Y
(d) Represente gráficamente en un plano cartesiano la situación planteada.
Temática: Movimiento en una dimensión (M.U.R., M.U.A. Y caída libre)
Ejercicio # 5.
Un osado vaquero sentado en la rama de un árbol desea caer verticalmente sobre un caballo que galopa hacia el árbol. La rapidez constante del caballo es 3.50 m/s y la distancia desde la rama hasta el nivel de la silla de montar es 1.80 m.
(a) ¿Cuál debe ser la distancia horizontal entre la silla y la rama para que el vaquero cuando caiga, lo haga exactamente sobre la silla de montar?
(b) ¿Cuál es intervalo de tiempo en que está el vaquero en el aire?
NOTA: Desprecie las fuerzas de fricción del aire.
Ejercicio # 6.
Una tortuga camina en línea recta sobre lo que llamaremos el eje x con la dirección positiva hacia la derecha. La ecuación de la posición de la tortuga en función del tiempo es .
a) Determine la velocidad inicial, posición inicial y aceleración inicial de la tortuga (Para t=0 s).
b) ¿En qué instante t la tortuga tiene velocidad cero?
c) ¿Cuánto tiempo después de ponerse en marcha regresa la tortuga al punto de partida?
d) ¿En qué instantes t la tortuga está a una distancia de 10.0 cm de su punto de partida? .Que velocidad (magnitud y dirección) tiene la tortuga en cada uno de esos instantes?
e) Dibuje las gráficas: x-t, Vx-t y ax-t para el intervalo de t = 0 s a t = 40.0 s.
NOTA: En cada una de las gráficas realice el proceso para determinar los puntos de corte con los ejes y los puntos críticos de la función, si los tuviese.
Temática: Movimiento en dos dimensiones (Tiro parabólico, Movimiento Circular y Oscilatorio –Ecuación de movimiento - y Movimiento circular NO uniforme)
Ejercicio # 7.
Un barco enemigo está en el lado oeste de una isla de la montaña. La nave enemiga ha maniobrado dentro de 2450 m del pico de 1950 m de altura de la montaña y puede disparar proyectiles con una velocidad inicial de 260.0 m / s. Si la línea costera occidental es horizontal a 280.0 m de la cima,
Ejercicio # 8.
Un pez que nada en un plano horizontal tiene velocidad en un punto en el océano donde la posición relativa a cierta roca es . Después de que el pez nada con aceleración constante durante 20.0s, su velocidad es .
a) ¿Cuáles son las componentes de la aceleración?
b) ¿Cuál es la dirección de la aceleración respecto del vector unitario ?
c) Si el pez mantiene aceleración constante, ¿dónde está en t = 20.0 s y en qué dirección se mueve?
Ejercicio # 9.
Una pelota en el extremo de una cuerda se hace girar alrededor de un círculo horizontal de 55.0 cm de radio. El plano del círculo se encuentra 1.15 m sobre el suelo. La cuerda se rompe y la pelota golpea el suelo a 1.00 m del punto sobre la superficie directamente debajo de la posición de la pelota cuando se rompió. Asumiendo que la magnitud de la velocidad de la pelota antes de romperse es constante, encuentre
a) la aceleración centrípeta de la pelota durante su movimiento circular,
b) su periodo y frecuencia de oscilación y
c) su velocidad angular.
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