1PD CB302 U 2013-I.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de Ingeniera Industrial y de SistemasREA DE CIENCIAS BSICAS

CURSO:FSICA ICICLO:2012- III

CDIGO:CB - 302 U

DOCENTE:JOAQUN SALCEDO TORRESFECHA:14/01/2012

1. (3.89 ) Una pelota de bisbol recibe una rapidez inicial de magnitud a un ngulo sobre la superficie de una rampa que, a la vez , est inclinada grados sobre la horizontal a) Calcule la distancia sobre la rampa desde el punto de lanzamiento hasta donde el objeto golpea la rampa. Responda en trminos de , g, y . b) Qu ngulo da el alcance mximo sobre la rampa?

2. (3.77) Cicloide. Una partcula se mueve en el plano xy. Sus coordenadas estn dadas en funcin del tiempo por donde R y son constante a) Dibuje la trayectoria de la partcula (es la trayectoria de un punto en el borde de una rueda que rueda con rapidez constante sobre una superficie horizontal). La curva descrita por el punto en el espacio se llama cicloide. b) Halle las componentes de velocidad y de aceleracin en cualquier instante t, c) En qu instante la partcula est momentneamente en reposo?Qu coordenadas tiene la partcula en esos instantes?Qu magnitud de la aceleracin depende del tiempo? Compare este movimiento con el movimiento circular uniforme.

3. (3.75) Una piedra atada a una cuerda se mueve en el plano xy, sus coordenadas en funcin del tiempo son donde R y son constante a) Muestre que la distancia de la piedra al origen es constante e igual a R, es decir, que su trayectoria es un crculo de radio R. b)Muestre que la velocidad de la piedra es siempre es perpendicular a su vector de posicin. c) Muestre que la aceleracin de la piedra siempre es opuesta en direccin al vector de posicin y tiene magnitud d) Muestre que la magnitud de la velocidad de la piedra es constante e igual a e) Combine los resultados de c) y d) para demostrar que la aceleracin de la piedra tiene magnitud constante

4. (3.71) Un cohete se lanza verticalmente partiendo del reposo con una aceleracin constante hacia arriba de 1.75 m/. De repente , 22 s despus del lanzamiento, del cohete debe desprenderse un tanque de combustible innecesario . Un miembro de la tripulacin mide la rapidez inicial del tanque en 25 m/s e indica que ste se mueve en forma perpendicular a la trayectoria del cohete.El tanque de combustible no sufre resistencia del aire y slo experimenta la fuerza de gravedad una vez que abandona el cohete. a) Con qu rapidez se desplaza el cohete en el instante en que el tanque de combustible se desprende? b) Cules son las componentes horizontal y vertical de la velocidad del tanque de combustible justo en el momento del desprendimiento, de acuerdo con las mediciones que realiza i) un miembro de la tripulacin y ii) un tcnico ubicado en tierra? c) A qu ngulo con respecto a la horizontal se mueve inicialmente el tanque de combustible que se desprende, de acuerdo con las mediciones de i) un miembro de la tripulacin ii) un tcnico ubicado en la tierra? d) Cual es la altura mxima por encima de la plataforma de lanzamiento que alcanza el tanque que se desprende? 5) (3.67) un peasco de 76 kg est rodando horizontalmente hacia el borde de un acantilado que esta 20 m arriba de la superficie de un lago como se indica en la figura. La parte superior de la cara vertical de una presa est a 100 m del pie del acantilado al nivel de la superficie del lago. hay una llanura de 25 m debajo del tope de la presa. a) Qu rapdez minima debe tener roca al perder contacto con el acantilado para llegar hasta la llanura sin golpear la presa? b) A qu distancia del pie de la presa caer la roca en la llanura?

6) (3.63)Un profesor de fsica haca acrobacias audaces en su tiempo libre . Su ltima acrobacia fue un intento por saltar un ro en motocicleta. La rampa de despegue est inclinada a 53, el ro tiene 40 m de ancho y la ribera lejana est a 15 m bajo el tope de la rampa. El ro est a 100 m abajo de la rampa. Puede despreciarse la resistencia del aire. a) Qu rapidez se necesita en el tope de la rampa para alcanzar apenas el borde de la ribera lejana b) Si su rapidez era slo la mitad del valor obtenido en a) Donde cay?

7) (3.62) Un nuevo acto circense se llama Maromeros del Norte. La hermosa Maribel se columpia de un trapecio y se proyecta con una angulo de 53 Jose roberto , cuyas manos estn 6.1 m arriba y 8.2 m adelante del punto de lanzamiento debe atraparla. Puede despreciarse la resistencia del aire.a) Qu velocidad inicial debe tener Maribel para justo alcanzar a Jose Roberto?b) Para la rapidez inicial calculada en el inciso a), que magnitud y direccin tiene la velocidad de Maribel cuando alcanza a Jose Roberto?c) Suponiendo que maribel tiene la rapidez inicial calculada en el inciso a), dibuje las grficasx - t, y - t, , que muestre el movimiento de los dos trapecistas. Las grficas debern mostrar el movimiento hasta el momento en que Maribel llega a Jose Roberto.d) La noche del debut, jose Roberto no atrapa a Maribel.Que distancia horizontal recorre ella, desde su punto de lanzamiento antes de caer en la red que est 8.6 m debajo de dicho punto?

8) (3.60) Un bola de nieve rueda del techo de un granero con inclinacin hacia abajo de 40. El borde del techo est a 14 m del suelo y la bola tiene una rapidez de 7 m/s al salir del techo . Puede despreciarse la resistencia del aire.a) A qu distancia del borde del granero golpea la bola el piso si no golpea otra cosa al caer?b) Dibuje las grficas x - t, y - t. , para el movimiento del inciso a) c) Un hombre de 1.9 m de a estatura est parado a 4 m del granero Lo golpear la bola?

9) (3.54) Conforme a un barco se acerca al muelle a 45 cm/s, es necesario lanzar hacia el barco una pieza importante para que pueda atracar. El equipo se lanza a 15 m/s a 60 por encima de la horizontal desde lo alto de una torre en la orilla del agua , 8.75 m por encima de la cubierta del barco. Para que el equipo caiga justo enfrente del barco, a qu distancia D del muelle debera estar el barco cuando se lance el equipo? Se desprecia la resistencia del aire.

10) (3.44) Un cohete de modelo defectuoso se mueve en el plano xy (la direccin +y es vertical hacia arriba). La aceleracin del cohete tiene componentes dadas por y , donde = 2.50 m/, y . En el cohete est en el origen y tiene velocidad inicial con y . a) Calcule los vectores de velocidad y posicin en funcin del tiempo. b) Qu altura mxima alcanza el cohete? c) Dibuje el camino que sigue el cohete? d) Que desplazamiento horizontal tiene el cohete al volver a y = 0?

11) (3.14) Una pequea canica rueda horizontalmente con una rapidez y cae desde la parte superior de una plataforma de 2.75 m de alto, sin que sufra resistencia del aire. A nivel del piso, a 2.00 m de la base de la plataforma, hay una cavidad .En qu intervalo de rapideces la canica caer dentro de la cavidad?

12. (2.76) Imagine que est en la azotea del edificio de fsica, a 46 m del suelo. Su profesor, que tiene una estatura de 1.80 m, camina junto al edificio a una rapidez constante de 1.20 m/s. Si usted quiere dejar caer un huevo sobre la cabeza de su profesor, donde deber estar ste cuando usted suelte el huevo? Suponga que el huevo est en cada libre.

13. (2.72) Mientras conduce , quizs usted haya notado que la velocidad de su automvil no contina incrementndose aun cuando mantenga su pie presionado el pedal del acelerador. Este comportamiento se debe a la resistencia del aire y a la friccin entre las partes mviles del vehculo. La figura muestra una grfica cualitativa para un auto ordinario , cuando ste parte del reposo en el origen y viaja en lnea recta(el eje x). Dibuje las grficas y cualitativas para este automvil.

14. (2.64) Una pelota rgida que viaja en lnea recta (eje x) choca contra una pared slida y rebota repentinamente durante una breve instante. En la figura, la grfica muestra la velocidad de esta pelota en funcin del tiempo. Durante los primeros 2 s de su movimiento obtenga a) la distancia total que se mueve la pelota b) Su desplazamiento c) Dibuje una grfica del movimiento de esta pelota. d) en los 5s la grfica que se muestra es realmente vertical? explique su respuesta.

15. (2.61)Una gacela corre en lnea recta (eje x). En la figura, la grfica muestra la velocidad de este animal en funcin del tiempo. Durante los primeros 12s, obtenga a) la distancia total recorrida b) El desplazamiento de la gacela c) Dibuje una grfica que muestre la aceleracin de esta gacela en funcin del tiempo durante las primeros 12 s. .