Banco de Preguntas de Cinematica

Banco de Preguntas, Unidad Cinemática, Física I, IIT 2016

BANCO DE PREGUNTAS UNIDAD CINEMÁTICA CINEMÁTICA EN UNA DIMENSIÓN 1. La rapidez media representa la magnitud de la velocidad media (V o F) 2. En cuál(es) de las siguientes condiciones: I La partícula se mueva con velocidad constante durante la trayectoria. II Que el desplazamiento sea igual a la distancia recorrida. III La partícula se mueva con rapidez constante durante la trayectoria. Se cumple que, la rapidez media, la velocidad media y la velocidad instantánea son iguales. A. Sólo I B. Sólo II C. Sólo III D. I y II E. I, II y III 3. Para una partícula moviéndose en el plano horizontal, si llamamos d a la magnitud del desplazamiento y e a la distancia recorrida, ¿cuál de las siguientes posibilidades no puede ocurrir? a) d < e b) d > e c) d = e e) todas las anteriores pueden ocurrir 4. ¿Bajo cuáles de las siguientes condiciones la magnitud de la velocidad media de una partícula que se mueve en una dimensión es más pequeña que la rapidez media durante algún intervalo de tiempo? a) una partícula se mueve en la dirección + x sin regresar. b) una partícula se mueve en la dirección - x sin regresar c) una partícula se mueve en la dirección + x y luego invierte la dirección de su movimiento d) no existen condiciones para que esto sea cierto. 5. Considere los siguientes movimientos unidimensionales: A) una bola lanzada directamente hacia arriba llega al punto más alto y cae de vuelta hacia la mano del lanzador; B) un automóvil de carreras parte del reposo y aumenta su rapidez hasta 100 m/s; y C) una nave espacial navega por el espacio con velocidad constante. ¿Existen algunos puntos en el movimiento de estos objetos donde la velocidad instantánea tenga el mismo valor que la velocidad media durante todo el movimiento? Si es así, identifique el(los) punto(s). 6. Un carro es empujado a lo largo de una pista horizontal recta. a) En cierta parte de su movimiento, su velocidad inicial es vxi=+ 3 m/s y experimenta experimenta un cambio en velocidad de vx =+4 m/s. ¿En este tramo de su movimiento aumenta su velocidad o frena? ¿Su aceleración es positiva o negativa? b) En otra parte de su movimiento, vxi = -3 m/s y vx =+4 m/s ¿Experimenta aumento o disminución neta en rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa? c) En un tercer segmento de su movimiento, vxi = + 3 m/s y vx = -4 m/s ¿Tiene una ganancia o pérdida neta en rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa? d) En un cuarto intervalo de tiempo vxi = -3 m/s y vx = -4 m/s ¿El carro gana o pierde rapidez? ¿Su aceleración es positiva o negativa? 7. Cada una de las fotografías estroboscópicas a), b) y c) de la figura P2.7 se tomó de un solo disco que se mueve hacia la derecha, que se toma como la dirección positiva. Dentro de cada fotografía, el intervalo de tiempo entre imágenes es constante) ¿Cuál(es) fotografía(s), si alguna, muestra(n)


velocidad cero constante? ii) ¿Cuál(es) fotografía(s), si alguna, muestra aceleración cero constante? iii) ¿Cuál(es) fotografía(s), si alguna, muestran velocidad constante positiva? iv) ¿Cuál(es) fotografía(s), si alguna, muestra aceleración constante positiva? v) ¿Cuál(es) fotografía(s), si alguna, muestra(n) algún movimiento con aceleración negativa?

8. Un coche tomando una curva de radio R a una velocidad V experimenta una aceleración centrípeta ac. ¿Cuál sería su aceleración centrípeta si tomara una curva de radio 3R a una velocidad 2V? A) (2/3) ac B) (4/3) ac C) (2/9) ac D) (1/3) ac 9. Un móvil modifica su velocidad respecto a un sistema de referencia inercial, desde un valor vo = 2m/s, por la fuerza contante que le comunica una aceleración de 1 m/s2 durante 8 s. ¿Cuál es la velocidad en ese instante? (N1) A) 20 m/s B) 10 m/s C) 8 m/s D) 2 m/s 10. Un atleta salta verticalmente con una velocidad inicia vo, y eleva sus pies verticalmente una altura S ¿Cuánto vale S en función de vo y g? (N1) A) S = vo g B) S = vo g/2 C) S = 2g vo2 D) S = vo2/2g 11. Si un movimiento obedece a la ecuación x=2t 2 + 1, se trata de un movimiento: A.- Uniforme.


B.- Uniformemente acelerado. C.- Uniformemente retardado. D.- Puede ser de cualquier forma. 12. ¿En cuál de las siguientes situaciones el vector de velocidad media en un intervalo sería igual a la velocidad instantánea al final del intervalo? i) Un cuerpo que se mueve en una trayectoria curva con rapidez constante; ii) un cuerpo que se mueve en una trayectoria curva y aumenta su rapidez; iii) un cuerpo que se mueve en línea recta con rapidez constante; iv) un cuerpo que se mueve en línea recta y aumenta su rapidez.

ANÁLISIS DE GRÁFICAS x-t, v-t, a-t 13. Sobre el gráfico que representa el movimiento de una partícula en línea recta. Determine cuál de las siguientes alternativas es incorrecta. (C, II) (a) Se mueve con velocidad constante negativa en el primer segundo del recorrido. (b) La partícula no se mueve en el intervalo de t = 1s a t = 2s. (c) Durante el intervalo de t = 2s a t = 5s la partícula se desplaza 3m. (d) En todo el recorrido la partícula da cambia su sentido 4 veces. (e) La partícula desacelera en el último segundo de su recorrido. (f) La velocidad en t=4s es 0.25 m/s

14. En la figura mostrada, relacione cada gráfica v contra t de la parte superior con la gráfica a contra t de la parte inferior que mejor describa el movimiento.

15. ¿En cuál de las siguientes gráficas posición contra tiempo (x-t) mostradas, la velocidad es constante?

Parábola


16. Un conductor que viaja a rapidez constante de 15 m/s pasa por un cruce escolar , cuyo límite de velocidad es de 10 m/s. En ese preciso momento, un ofici al de policía en su motocicleta, que está parado en el cruce, arranca para perseguir al infractor y con una aceleración constante de 3.0 m/s² le da alcance a los 10s. Se muestran cuatro posibles gráficas vx-t para los dos vehículos. ¿Cuál es la gráfica correcta? Tomado del texto de Beer Johnston, ed 9

17. La figura 2.9 es una gráfica x-t del movimiento de una partícula. a) Ordene los valores de la velocidad vx de la partícula en los puntos P, Q, R y S del más positivo al más negativo. b) ¿En qué puntos vx es positiva? c) ¿En cuales puntos vx es negativa? d) ¿En cuales es cero? e) Ordene los valores de la rapidez de la partícula en los puntos P, Q, R y S del más rápido al más lento.

18. Observe la gráfica x-t de la figura 2.9 a) ¿En cuál de los puntos P, Q, R y S la aceleración ax es positiva? b) ¿En cuales es negativa? c) ¿En cuales parece ser cero? d) En cada punto decida si la rapidez aumenta, disminuye o se mantiene constante.


CAIDA LIBRE

19. Dos globos se lanzan desde la terraza de un edificio de 100 m de altura. El primero se lanza hacia arriba con una rapidez inicial de 20 m/s. Si el segundo se lanza 5s después, hacia abajo. ¿Con qué rapidez se debería lanzar para que alcance al primero justo en el instante en que llega al suelo? (g= 10m/s2) 43.2 m/s 37.1 m/s 32.2 m/s 25.6 m/s 22.7 m/s 20. Un cuerpo es lanzado hacia arriba con una rapidez v0 y alcanza su altura máxima H. Considere las siguientes tres afirmaciones. i. El tiempo que emplea en ir de P a R es el mismo que emplea de R a Q. ii. En los puntos P y Q el cuerpo tiene la misma aceleración. iii. En los puntos P y Q el cuerpo tiene la misma velocidad. ¿Qué afirmaciones son verdaderas? A. Sólo I B. I y II C. Sólo II D. II y III E. todas 21. Dos piedras son lanzadas desde lo alto de un edificio, la piedra A es lanzada hacia abajo con una rapidez de 10 m/s y la segunda piedra es lanzada hacia arriba con una rapidez de 10 m/s. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? A. La piedra A arriba al suelo con mayor rapidez. B. La piedra B arriba al suelo con mayor rapidez. C. Ambas arriban con la misma rapidez D. No hay suficiente información para responder.

22. Si usted lanza una pelota hacia arriba con cierta rapidez inicial, ésta cae libremente y alcanza una altura máxima H un instante t después de que sale de su mano. Si usted lanza nuevamente la pelota hacia arriba con el doble de la rapidez inicial, ¿qué altura máxima alcanzara la pelota? A. H/4  B. √ 4

C. 4H D. √ 2 E. 2H


23. Un paracaidista salta de un helicóptero suspendido. Pocos segundos después, salta otro paracaidista y ambos caen a lo largo de la misma línea vertical. Ignore la resistencia del aire, de modo que ambos paracaidistas caen con la misma aceleración. ¿La diferencia en sus magnitudes de velocidad permanece igual a lo largo de la caída? ¿La distancia vertical entre ellos permanece igual durante la caída?

CINEMÁTICA EN DOS DIMENSIONES 24. Un trineo viaja por la cima de una montaña cubierta de nieve. El trineo disminuye su rapidez conforme asciende por un lado de la montaña y la aumenta cuando desciende por el otro lado. ¿Cuál de los vectores (1 a 9) en la figura muestra correctamente la dirección de la aceleración del trineo en la cima? (Considere el 9 como la aceleración cero.)

TIRO PARABÓLICO 25. Consideremos dos pelotas, ambas lanzadas con la misma rapidez inicial Vo, pero una con un ángulo de 45º arriba de la horizontal y la otra con un ángulo de 45º debajo de la horizontal. Al llegar al suelo, ¿cuál llega con mayor rapidez?

26. Se lanzan tres piedras A, B y C, desde el filo de una terraza con la misma rapidez inicial, como se muestra en la figura. La rapidez con la que cada piedra llega al suelo está relacionada por: a) b) c) d) e)

V A = V B = V C V A < V B < V C V A > V B > V C V A = V C > V B V A = V C < V B

A C

B

h

27. Desde un avión que viaja a una altura y rapidez constantes se deja caer un paquete. ¿Cómo será la trayectoria del paquete según el piloto del avión y según una persona en tierra? a) Ambos ven que el paquete describe una trayectoria parabólica b) El piloto vería una trayectoria parabólica y la persona en tierra vería al paquete en caída libre c) El piloto vería al paquete en caída libre y la persona en tierra vería al paquete en una trayectoria parabólica d) Ambos ven que el paquete en caída libre.


28. Suponga que, en la parte inferior del lazo, la partícula de la figura experimenta una aceleración cuatro veces mayor que en la parte superior del mismo. En comparación con la parte superior del lazo, la rapidez de la partícula en la parte inferior es

i) √2 veces mayor; ii) 2 veces mayor;

iii) 2√2 veces mayor; iv) 4 veces mayor; o v) 16 veces mayor 29. Desde el mismo punto de una trayectoria circular parten 2 móviles, en sentido opuesto, con rapidez constante. Uno de ellos recorre la circunferencia en 2 horas y el otro traza un arco de 6° en 1 minuto. ¿Cuánto tiempo tardarán en encontrarse? A. 60min B. 40min C. 20min D. 10min

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