FÍSICA GENERAL
ACTIVIDAD COLABORATIVA
Física y medición
1. Un lote rectangular mide 1.50 × 10^2 ft por 1.00 × 10^2 ft (ft = feet = pies).
(a) ¿Cuánto valen el largo y el ancho del lote en m? ¿Cuál es el área del lote en m2?
1. Un lote rectangular mide 1.50 × 10^2 ft por 1.00 × 10^2 ft (ft = feet = pies).
(a) ¿Cuánto valen el largo y el ancho del lote en m? ¿Cuál es el área del lote en m2?
(b) Cuál es el área del lote en ft2? Convertir esta área directamente a m2.
Vectores
2. Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 4.76 km de distancia, en una dirección 37.0° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 8.21 km en una dirección de 69.0° al sureste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 4.15 km hacia el sur.
(a) Exprese los desplazamientos AB⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , BC⃗⃗⃗⃗⃗⃗ y CD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , como vectores cartesianos.
(b) Exprese el desplazamiento neto AD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 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?
3. Dados los vectores A⃗ = 8.00î+ 5.00ĵ y B⃗⃗ = −3.00î+ 4.00ĵ, efectúe cada una de las siguientes operaciones, tanto en forma gráfica como analítica:
(a) 2.50B⃗⃗
(b) A⃗ − B⃗⃗
(c) A⃗ + 2.00B⃗⃗
(d) −0.500A⃗ + 1.50B⃗⃗
2. Un barco transbordador lleva turistas entre cuatro islas A, B, C y D. Navega de la isla A hasta la isla B, a 4.76 km de distancia, en una dirección 37.0° al noreste. Luego navega de la isla B a la isla C, recorriendo 8.21 km en una dirección de 69.0° al sureste. Por último, se dirige a la isla D, navegando 4.15 km hacia el sur.
(a) Exprese los desplazamientos AB⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , BC⃗⃗⃗⃗⃗⃗ y CD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , como vectores cartesianos.
(b) Exprese el desplazamiento neto AD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 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?
3. Dados los vectores A⃗ = 8.00î+ 5.00ĵ y B⃗⃗ = −3.00î+ 4.00ĵ, efectúe cada una de las siguientes operaciones, tanto en forma gráfica como analítica:
(a) 2.50B⃗⃗
(b) A⃗ − B⃗⃗
(c) A⃗ + 2.00B⃗⃗
(d) −0.500A⃗ + 1.50B⃗⃗
Movimiento en una dimensión
4. El conductor de un automóvil aplica los frenos cuando ve un árbol que bloquea el camino. El automóvil frena uniformemente con una aceleración de −5.60 m/s^2 durante 3.20 s, y hace marcas de derrape rectas de 62.4 m de largo que terminan en el árbol.
(a) ¿Con qué rapidez el automóvil golpea el árbol?
(b) ¿Qué rapidez llevaba en el momento de aplicar los frenos?
5. Emily desafía a su amigo David a atrapar un billete de dólar del modo siguiente. Ella sostiene el billete verticalmente, como se muestra en la figura, con el centro del billete entre los dedos índice y pulgar de David, quien debe atrapar el billete después de que Emily lo libere sin mover su mano hacia abajo. Si su tiempo de reacción es 0.200 s, ¿tendrá éxito? El tamaño del lado mayor de un billete de dólar es 6.14 in (in = inches = pulgadas).
Movimiento en dos dimensiones
6. Un arquitecto que diseña jardines programa una cascada artificial en un parque de la ciudad. El agua fluirá a 2.00 m/s y dejará el extremo de un canal horizontal en lo alto de una pared vertical de 5.00 m de altura, y desde ahí caerá en una piscina. En el espacio por debajo de la cascada se desea construir un pasillo para peatones. ¿Cuál debe ser el ancho máximo del pasillo para que justo pase sin mojarse una persona de 1.80 m de altura?
4. El conductor de un automóvil aplica los frenos cuando ve un árbol que bloquea el camino. El automóvil frena uniformemente con una aceleración de −5.60 m/s^2 durante 3.20 s, y hace marcas de derrape rectas de 62.4 m de largo que terminan en el árbol.
(a) ¿Con qué rapidez el automóvil golpea el árbol?
(b) ¿Qué rapidez llevaba en el momento de aplicar los frenos?
5. Emily desafía a su amigo David a atrapar un billete de dólar del modo siguiente. Ella sostiene el billete verticalmente, como se muestra en la figura, con el centro del billete entre los dedos índice y pulgar de David, quien debe atrapar el billete después de que Emily lo libere sin mover su mano hacia abajo. Si su tiempo de reacción es 0.200 s, ¿tendrá éxito? El tamaño del lado mayor de un billete de dólar es 6.14 in (in = inches = pulgadas).
Movimiento en dos dimensiones
6. Un arquitecto que diseña jardines programa una cascada artificial en un parque de la ciudad. El agua fluirá a 2.00 m/s y dejará el extremo de un canal horizontal en lo alto de una pared vertical de 5.00 m de altura, y desde ahí caerá en una piscina. En el espacio por debajo de la cascada se desea construir un pasillo para peatones. ¿Cuál debe ser el ancho máximo del pasillo para que justo pase sin mojarse una persona de 1.80 m de altura?
7. Un automóvil estacionado en una pendiente pronunciada (25.0° con la horizontal) tiene vista hacia el océano. El negligente conductor deja el automóvil en neutro y el freno de mano está defectuoso. Desde el reposo el automóvil rueda por la pendiente con una aceleración constante de 4.00 m/s2 y recorre 50.0 m hasta el borde de un risco vertical. La altura del risco sobre el océano es de 30.0 m. Encuentre:
(a) La rapidez del automóvil cuando llega al borde del risco.
(b) El tiempo que el automóvil vuela en el aire.
(c) La rapidez del automóvil cuando amariza en el océano.
(d) La posición del automóvil cuando cae en el océano, en relación con la base del risco.
(c) La rapidez del automóvil cuando amariza en el océano.
(d) La posición del automóvil cuando cae en el océano, en relación con la base del risco.
Leyes de Movimiento
8. En la máquina de Atwood que se muestra en la figura, m1 = 3.00 kg y m2 = 7.00 kg. La polea tiene masa despreciable y gira sin fricción. La cuerda es muy liviana e inextensible, y es larga a ambos costados. El objeto más ligero se libera con un empujón rápido que lo pone en movimiento a 2.40 m/s hacia abajo. ¿Qué distancia descenderá m1 por debajo del nivel donde fue liberado?
8. En la máquina de Atwood que se muestra en la figura, m1 = 3.00 kg y m2 = 7.00 kg. La polea tiene masa despreciable y gira sin fricción. La cuerda es muy liviana e inextensible, y es larga a ambos costados. El objeto más ligero se libera con un empujón rápido que lo pone en movimiento a 2.40 m/s hacia abajo. ¿Qué distancia descenderá m1 por debajo del nivel donde fue liberado?
9. Un objeto de masa M se mantiene en lugar mediante una fuerza aplicada F⃗ y un sistema de poleas como se muestra en la figura. Las poleas no tienen masa ni fricción.
(a) Dibuje los diagramas de cuerpo libre para el bloque, la polea pequeña y la polea grande.
(b) Encuentre la tensión en cada sección de cuerda, T1, T2, T3, T4 y T5, en términos del peso Mg del bloque.
(c) La magnitud de F⃗ .
(c) La magnitud de F⃗ .
Fuerzas de rozamiento y Dinámica del Movimiento Circular.
10. Una cuerda ligera puede sostener una carga fija colgante de 25.0 kg antes de romperse. Un objeto de 3.00 kg unido a la cuerda está girando sobre una mesa horizontal sin fricción en un círculo de 0.600 m de radio, y el otro extremo de la cuerda se mantiene fijo sobre la superficie de la mesa. ¿Cuál es la máxima frecuencia que puede tener este M.C.U. si la cuerda no ha de romperse?
10. Una cuerda ligera puede sostener una carga fija colgante de 25.0 kg antes de romperse. Un objeto de 3.00 kg unido a la cuerda está girando sobre una mesa horizontal sin fricción en un círculo de 0.600 m de radio, y el otro extremo de la cuerda se mantiene fijo sobre la superficie de la mesa. ¿Cuál es la máxima frecuencia que puede tener este M.C.U. si la cuerda no ha de romperse?
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