SAE MASTER

 

FÍSICA GENERAL

 ACTIVIDAD  COLABORATIVA 

Física y medición

1. Identifique el número de cifras significativas de cada una de las siguientes cantidades:

(a) 3.080 0 

(b) 0.004 18 

(c) 7.09 × 10−5 

(d) 91 600

(e) 0.003 005 

(f) 3.200 × 109 

(g) 250 

(h) 780 000 000

(i) 0.010 1 

(j) 0.008 00 

Vectores

2. Un submarino se sumerge desde la superficie del agua en un ángulo de 20.0° bajo la horizontal, siguiendo una trayectoria recta de 50.0 m de largo. 

(a) ¿A qué distancia está el submarino de la superficie del agua ?

(b) ¿Qué distancia adicional debe avanzar el submarino a lo largo de la misma dirección para quedar a 1.00 ×102 m de profundidad?

3. Una mosca aterriza en la pared de una habitación. La esquina inferior izquierda de la pared se selecciona como el origen de un sistema coordenado cartesiano bidimensional superpuesto a la pared. Si la mosca se ubica en el punto que tiene coordenadas (2.00, 1.00) m. 

(a) ¿A qué distancia está de la esquina de la habitación ?

(b) ¿Cuál es su posición en coordenadas polares?

Movimiento en una dimensión

4. Una roca se suelta desde el reposo en un pozo.

(a) El sonido de la salpicadura se escucha 2.40 s después de que la roca es liberada ¿Cuán lejos abajo de lo alto del pozo está la superficie del agua? La rapidez del sonido en el aire (a temperatura ambiente) es 336 m/s.

(b) Si se ignora el tiempo de viaje para el sonido, ¿qué error porcentual se introduce cuando se calcula la profundidad del pozo?

5. Un avión jet se aproxima para aterrizar con una rapidez de 100 m/s y una aceleración con una magnitud máxima de 5.00 m/s2 conforme llega al reposo. 

a) Desde el instante cuando el avión toca la pista, ¿cuál es el intervalo de tiempo mínimo necesario antes de que llegue al reposo? 

b) ¿Este avión puede aterrizar en el aeropuerto de una pequeña isla tropical donde la pista mide 0.800 m de largo? Explique su respuesta.

Movimiento en dos dimensiones

6. Cuando el Sol está directamente arriba, un halcón se clava hacia el suelo con una velocidad constante de 5.00 m/s a 60.0° bajo la horizontal. Calcule la rapidez de su sombra a nivel del suelo.

7. El vector de posición de una partícula varía en el tiempo de acuerdo con la expresión r⃗ = (3.00î− 6.00t^2ĵ) m. 

(a) Encuentre expresiones para la velocidad y aceleración de la partícula como funciones del tiempo. 

(b) Determine la posición y velocidad de la partícula en t = 1.00 s.
 

Leyes de Movimiento

8. En el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal F⃗x actúa sobre el objeto de 8.00 kg. La superficie horizontal no tiene rozamiento. La polea no tiene masa ni fricción. 

(a) Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques. 

(b) Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración ax del bloque de 8 kg, en función de Fx.

(c) Trace una gráfica cuantitativa de ax en función de Fx (incluyendo valores negativos de Fx ). ¿Para qué valores de Fx acelera hacia arriba el objeto de 4.00 kg? ¿Para qué valores de Fx permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante? 

(d) ¿Para qué valores de Fx queda distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la parte (c) para esos valores? ¿Por qué?

9. Un saco de cemento de masa M cuelga en reposo de tres alambres, como se muestra en la figura. Dos de los alambres forman ángulos θ1 y θ2 con la horizontal. 

(a) Demuestre que la tensión en el alambre izquierdo es  T1= Mg cos θ2 / sen(θ1+θ2).

(b) Encuentre una fórmula análoga a esta, que permita calcular T2 .

Fuerzas de rozamiento y Dinámica del Movimiento Circular.

10. Un bloque de 25.0 kg inicialmente está en reposo sobre una superficie horizontal. Se requiere una fuerza horizontal de 75.0 N para poner al bloque en movimiento, después de lo cual se requiere una fuerza horizontal de 60.0 N para mantener al bloque en movimiento con rapidez constante. Usando esta información,

(a) halle el coeficiente de fricción estática. 

(b) halle el coeficiente de fricción cinética.