Apellidos y
Nombres del Alumno:
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(FÍSICA)
INTRODUCCIÓN: La Cinemática es la parte
de la Dinámica que nos permite analizar el movimiento de una partícula sin tomar
en cuenta la causa que la produce.
En el presente caso,
analizaremos un tipo particular de movimiento: el
unidimensional.
En la naturaleza, constituye
ejemplo de movimiento unidimensional; la caída de un objeto o el desplazamiento
de un tren entre dos puntos de una recta.
DEFINICIONES:
Un movimiento es rectilíneo
y uniforme, cuando los desplazamientos realizados por la partícula en cada
intervalo de tiempo, son iguales.
Una partícula es cualquier
objeto físico en el cual se obvian las dimensiones. Solo interesa el tipo de
movimiento que lleva.
Un movimiento es rectilíneo
uniformemente variado cuando las variaciones de velocidad en cada intervalo de
tiempo, son iguales.
Una variación de velocidad
puede ocurrir por un incremento (aumento o disminución) de la magnitud del vector velocidad, por un
cambio de dirección o por ambas cosas.
Matemáticamente, lo podemos
expresar:
Caída
Libre y Lanzamiento Vertical:
Se
dice que un cuerpo va en caída libre, cuando cae desde el reposo (Vo= 0)
Alternativamente, podemos lanzar verticalmente hacia arriba un cuerpo con una
cierta velocidad inicial Vo y en ambos casos; llevan la misma aceleración que es la aceleración de
gravedad g.
Ecuaciones:
Y=
Vot + 1 gt2
2
V
= Vo + g t
V2 =
Vo2 + 2 g y
Convenciones de
Signos:
1. Se toma a dirección virtual
como el eje “y”, considerándola positiva la que va dirigida hacia
arriba.
2. Si el cuerpo sube y t = 0, y = 0 (0,0), tendremos que
velocidad y desplazamientos son positivos, mientras que la aceleración es negativa.
3. Si el cuerpo baja y el
origen es y = 0 para t = 0, entonces velocidades, aceleraciones y
desplazamientos son negativos.
4. Todo valor positivo de “y”
indica una posición sobre el origen.
A
continuación, daremos una serie de planteamientos para que sean resueltos por el
estudiante, a objeto de adquirir destreza en la aparición de los conceptos y
ecuaciones dadas anteriormente.
1. ¿Puede tener un cuerpo una
rapidez sin poseer aceleración? Explique.
2. ¿Puede tener aceleración y
rapidez cero? Explique.
3. ¿Pude un cuerpo tener
rapidez constante y estar acelerado? Explique.
4. Un cuerpo tiene velocidad
hacia el norte ¿Puede tener una aceleración dirigida hacia el
sur?
5. ¿Qué representa la pendiente
de la curva en una gráfica X – t?
6. ¿Qué representa la pendiente
de la curva en una gráfica V – t?
7. ¿Qué representa el área bajo
la curva en una gráfica V - t?
8. Un automóvil se detiene en
un semáforo. Después de encendida la luz verde comienza a moverse con
aceleración de 1,5 m/seg2 hasta alcanzar una rapidez constante ¿A que
distancia desde el semáforo se encuentra el automóvil después de 15 segundos de
encender la luz verde? Resuélvalo gráfica y
analíticamente.
9. Un móvil se desplaza durante
4 segundos con una rapidez constante de 10 m/seg. Se detiene durante 30 seg
después de finalizado el primer movimiento y luego continua durante 20 seg. Con
un rapidez de –m/seg y luego se mueve durante 10 seg con una rapidez de
–20m/seg. a) Construye una gráfica (x , -t) b) Cual es la distancia total recorrida.
c) Construye una gráfica (v , t) d) ¿Cuál es el desplazamiento
total?
10. En el instante que el
semáforo cambia a verde, un automóvil pare con una aceleración 1,8
m/seg2. En ese mismo instante un camión que lleva una velocidad
constante de 9 m/seg alcanza y pasa al automóvil. a) A que distancia del punto
de partida el automóvil alcanza al camión. b) ¿Que velocidad lleva en ese
momento?
11. Dos cuerpos son lanzados
hacia arriba con velocidades iniciales distintas. El primero alcanzó cuatro
veces más altura que el segundo. ¿Cuántas veces es mayor su velocidad inicial
respecto al segundo?
12. Un cuerpo se deja caer y un
segundo más tarde se lanza otro. a) Con que velocidad debe ser lanzado para que
alcance al primero cuando este lleve una velocidad de 24 m/seg. b) ¿Cuanto
habrán descendido en ese instante?
13. Por una llave de la ducha
cae una gota de agua cada segundo. En el primer instante que va a caer la cuarta
gota ¿Qué distancia separa la primera de la segunda gota? ¿Que velocidad posee
la tercera gota?
14. una pelota es lanzada
verticalmente hacia arriba desde el suelo. Un estudiante que esta en la ventana ve
pasar a la pelota con velocidad de 5,4 m/sg hacia arriba. Si la ventana está
a 12m de altura a) ¿Qué altura
máxima alcanza la pelota? c) ¿Cuánto tiempo tarda en llegar a la altura máxima,
desde que el estudiante la ve.
15. Desde la azotea de un
edificio se deja caer un cuerpo que tarda 0,3 seg en pasar frete a una ventana
de 3 metros de altura ¿Cual es la distancia entre la azotea y la parte superior
de la ventana? (g
= 9,8 m/seg2)
16. Desde lo alto de un edificio
se dejar caer una piedra. A los 0,5 seg se lanza hacia a bajo otra piedra con
rapidez de 10m/seg ¿Dónde alcanza la segunda piedra a la primera? (g
= 10m/seg2)
