LA cinemática es el área de la Física que estudia el movimiento sin, sin embargo, considerar las causas de este movimiento.
En este campo, estudiamos principalmente el movimiento rectilíneo uniforme, el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y el movimiento circular uniforme.
Aprovecha las preguntas comentadas para despejar todas tus dudas sobre este contenido.
Ejercicios resueltos
Pregunta 1
(IFPR - 2018) Un vehículo viaja a 108 km / h en una carretera, donde la velocidad máxima permitida es de 110 km / h. Al tocar el teléfono celular del conductor, desvía imprudentemente su atención al teléfono durante 4 segundos. La distancia recorrida por el vehículo durante los 4 s en los que se movió sin la atención del conductor, en m, fue igual a:
a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.
Alternativa correcta: d) 120
Considerando que la velocidad del vehículo se mantuvo constante durante los 4s, usaremos la ecuación horaria del movimiento uniforme, es decir:
y = y0 + v.t
Antes de reemplazar los valores, necesitamos transformar la unidad de velocidad de km / ha m / s. Para hacer esto, simplemente divida por 3.6:
v = 108: 3,6 = 30 m / s
Reemplazando los valores, encontramos:
y - y0 = 30. 4 = 120 m
Para obtener más información, consulte también: Movimiento uniforme
Pregunta 2
(PUC / SP - 2018) A través de un guante reductor de PVC, que formará parte de una tubería, pasarán 180 litros de agua por minuto. Los diámetros interiores de este manguito son 100 mm para la entrada de agua y 60 mm para la salida de agua.
Determine, en m / s, la velocidad aproximada a la que el agua sale de este guante.
a) 0,8
b) 1.1
c) 1.8
d) 4.1
Alternativa correcta: b) 1.1
Podemos calcular el flujo en la tubería dividiendo el volumen de líquido por el tiempo. Sin embargo, debemos transferir las unidades al sistema internacional de medidas.
Así, tendremos que transformar minutos en segundos y litros en metros cúbicos. Para ello, usaremos las siguientes relaciones:
- 1 minuto = 60 s
- 1 l = 1 dm3 = 0,001 m3⇒ 180 l = 0,18 m3
Ahora, podemos calcular el flujo (Z):
Para encontrar el valor de la velocidad del agua de salida, usemos el hecho de que el flujo es igual al área de la tubería multiplicada por la velocidad, es decir:
Z = A. v
Para hacer este cálculo, primero necesitamos conocer el valor del área de salida, y para eso usaremos la fórmula para el área de un círculo:
A = π. R2
Sabemos que el diámetro de salida es igual a 60 mm, por lo que el radio será igual a 30 mm = 0.03 m. Considerando el valor aproximado de π = 3.1 y sustituyendo estos valores, tenemos:
A = 3,1. (0,03)2 = 0,00279 m2
Ahora, podemos encontrar el valor de velocidad sustituyendo el valor de flujo y área:
Para obtener más información, consulte también: Fórmulas de física
Pregunta 3
(PUC / RJ - 2017) Desde el suelo, una pelota se lanza verticalmente con velocidad v y alcanza una altura máxima h. Si la velocidad de lanzamiento se incrementa en 3v, la nueva altura máxima final alcanzada por la pelota será: (Descuidar la resistencia del aire)
a) 2h
b) 4h
c) 8 am
d) 9 am
e) 16h
Alternativa correcta: e) 16h
La altura alcanzada por la pelota se puede calcular mediante la ecuación de Torricelli, es decir:
v2 = v02 - 2.g.h
La aceleración debida a la gravedad es negativa a medida que la bola se eleva. Además, la velocidad cuando la pelota alcanza su altura máxima es igual a cero.
Así, en la primera situación, el valor de h se encontrará haciendo:
En la segunda situación, la velocidad se incrementó en 3v, es decir, la velocidad de lanzamiento se cambió a:
v2 = v + 3v = 4v
Así, en la segunda situación, la altura que alcanzará el balón será:
Alternativa: e) 16h
Para obtener más información, consulte también: Movimiento rectilíneo uniformemente variado
pregunta 4
(UECE - 2016 - 2ª fase) Considere una piedra en caída libre y un niño en un carrusel que gira con velocidad angular constante. Sobre el movimiento de la piedra y el niño, es correcto afirmar que
a) la aceleración de la piedra varía y el niño gira con aceleración cero.
b) la piedra cae con aceleración cero y el niño gira con aceleración constante.
c) la aceleración en ambos es cero.
d) ambos sufren aceleraciones de módulo constantes.
Alternativa correcta: d) ambos sufren aceleraciones de módulo constantes.
Tanto la velocidad como la aceleración son cantidades vectoriales, es decir, se caracterizan por su magnitud, dirección y dirección.
Para que una cantidad de este tipo sufra una variación, es necesario que al menos uno de estos atributos sufra modificaciones.
Cuando un cuerpo está en caída libre, su módulo de velocidad varía uniformemente, con una aceleración constante igual a 9,8 m / s.2 (aceleración de la gravedad).
En el carrusel, el módulo de velocidad es constante, sin embargo, su dirección varía. En este caso, el cuerpo tendrá una aceleración constante y apunta al centro de la trayectoria circular (centrípeta).
vea también: Ejercicios de movimiento circular uniforme
pregunta 5
(UFLA - 2016) Se arrojó una piedra verticalmente hacia arriba. A medida que asciende, el
a) la velocidad disminuye y la aceleración disminuye
b) la velocidad disminuye y la aceleración aumenta
c) la velocidad es constante y la aceleración disminuye
d) la velocidad disminuye y la aceleración es constante
Alternativa correcta: d) la velocidad disminuye y la aceleración es constante
Cuando un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, cerca de la superficie de la tierra, sufre la acción de una fuerza gravitacional.
Esta fuerza le da una aceleración constante de módulo igual a 9,8 m / s2, dirección vertical y dirección hacia abajo. De esta forma, el módulo de velocidad disminuye hasta alcanzar el valor igual a cero.
pregunta 6
(UFLA - 2016) La figura a escala muestra los vectores de desplazamiento de una hormiga que, saliendo del punto I, alcanzó el punto F, después de 3 min y 20 s. El módulo del vector de velocidad media del movimiento de la hormiga en esta trayectoria fue:
a) 0,15 cm / s
b) 0,25 cm / s
c) 0,30 cm / s
d) 0,50 cm / s
Alternativa correcta: b) 0,25 cm / s
El módulo del vector de velocidad media se encuentra calculando la relación entre el módulo del vector de desplazamiento y el tiempo.
Para encontrar el vector de desplazamiento, debemos conectar el punto de inicio con el punto final de la trayectoria de la hormiga, como se muestra en la siguiente imagen:
Tenga en cuenta que su módulo se puede encontrar haciendo el teorema de Pitágoras, ya que la longitud del vector es igual a la hipotenusa del triángulo indicado.
Antes de encontrar la velocidad, debemos transformar el tiempo de minutos a segundos. Siendo 1 minuto igual a 60 segundos, tenemos:
t = 3. 60 + 20 = 180 + 20 = 200 s
Ahora, podemos encontrar el módulo de velocidad haciendo:
vea también: cinemática
pregunta 7
(IFMG - 2016) Debido a un grave accidente ocurrido en una presa de relaves minerales, una primera oleada de estos relaves, más rápida, invadió una cuenca hidrográfica. Una estimación del tamaño de esta ola es de 20 km de largo. Un tramo urbano de esta cuenca hidrográfica tiene unos 25 km de longitud. Suponiendo en este caso que la velocidad media a la que la onda pasa por el cauce del río es de 0,25 m / s, la El tiempo total de paso de la ola por la ciudad, contado desde la llegada de la ola en el tramo urbano, es en:
a) 10 horas
b) 50 horas
c) 80 horas
d) 20 horas
Alternativa correcta: b) 50 horas
La distancia recorrida por la ola será igual a 45 km, es decir, la medida de su extensión (20 km) más la extensión de la ciudad (25 km).
Para encontrar el tiempo de paso total usaremos la fórmula para la velocidad promedio, así:
Sin embargo, antes de reemplazar los valores, debemos transformar la unidad de velocidad a km / h, así, el resultado encontrado para el tiempo será en horas, como se indica en las opciones.
Haciendo esta transformación tenemos:
vmetro = 0,25. 3,6 = 0,9 km / h
Sustituyendo los valores en la fórmula de velocidad media, encontramos:
pregunta 8
(UFLA - 2015) El rayo es un fenómeno natural complejo, con muchos aspectos aún desconocidos. Uno de estos aspectos, apenas visible, se produce al inicio de la propagación del vertido. La descarga de la nube al suelo comienza en un proceso de ionización del aire desde la base de la nube y se propaga en etapas llamadas pasos consecutivos. Una cámara de alta velocidad fotograma por segundo identificó 8 pasos, 50 m cada uno, para una descarga específica, con grabaciones de intervalo de tiempo de 5.0 x 10-4 segundos por paso. La velocidad media de propagación de la descarga, en esta etapa inicial denominada líder escalonado, es de
a) 1,0 x 10-4 Sra
b) 1,0 x 105 Sra
c) 8,0 x 105 Sra
d) 8,0 x 10-4 Sra
Alternativa correcta: b) 1.0 x 105 Sra
La velocidad de propagación promedio se obtendrá haciendo:
Para encontrar el valor de Δs, simplemente multiplique 8 por 50 m, ya que hay 8 pasos de 50 m cada uno. Así:
Δs = 50. 8 = 400 m.
Como el intervalo entre cada paso es 5.0. 10-4 s, para 8 pasos el tiempo será igual a:
t = 8. 5,0. 10-4 = 40. 10-4 = 4. 10-3 s
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