Técnico Profesional FÍSICA

Transcripción

1 Programa Técnico Profesional FÍSICA Movimiento III: movimientos con aceleración constante Nº Ejercicios PSU 1. En un gráfi co velocidad / tiempo, el valor absoluto de la pendiente y el área entre la recta y el eje MC horizontal nos entregan, respectivamente, A) la posición y el módulo de la aceleración. B) la distancia recorrida y la posición. C) el módulo de la aceleración y la distancia recorrida. D) el módulo de la velocidad y la distancia recorrida. E) la distancia recorrida y la variación de la rapidez. 2. Un móvil circula a 72 km MC fue h, frena y se detiene en 2 [s]. La magnitud de la aceleración de frenado A) 72 m s 2 B) 40 m s 2 C) 36 m s 2 D) 10 m s 2 GUICTC014TC32-A16V1 E) 2 m s 2 Cpech 1

2 FÍSICA 3. Un automóvil que se mueve en línea recta aumenta su rapidez de 10 m s a 20 m s, producto MTP de una aceleración constante de magnitud 5 m 2. Si la aceleración permanece constante en el s tiempo, es correcto afi rmar que A) en cada segundo el móvil recorre 5 metros. B) cada 5 segundos el móvil aumenta su rapidez en 10 m s. C) el móvil demora 2 segundos en aumentar su rapidez de 10 m s a 20 m s. D) en cada segundo la rapidez del móvil aumenta 10 m s. E) el móvil demora 2 segundos en recorrer 10 metros. 4. Un móvil se desplaza por una recta durante 60 [s], moviéndose tal como lo muestra el siguiente MC gráfi co de rapidez v en función del tiempo t Respecto de la información contenida en el gráfi co, es correcto afi rmar que el móvil I) experimenta MRU los primeros 30 [s]. II) recorre una distancia total de [m]. III) adquiere una aceleración de magnitud 1 m en los últimos 30 [s]. s 2 C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 2 Cpech

3 GUÍA 5. La siguiente fi gura corresponde al gráfi co de rapidez v, en función del tiempo t, de un cuerpo que MC se mueve en línea recta Respecto de la información contenida en el gráfi co, es correcto afi rmar que I) el móvil tiene una rapidez inicial de 6 m s. II) la magnitud de la aceleración del móvil es 2 m s 2. III) la distancia recorrida por el móvil los primeros 4 segundos es 40 [m]. C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 6. Un grupo de estudiantes, al analizar el movimiento de un automóvil, logra construir la siguiente MC tabla de valores. Tiempo [s] Rapidez m s Aceleración m s Si el automóvil se mueve en línea recta y las variables involucradas son solo las presentadas en la tabla, cuál de las siguientes clasificaciones es la correcta? Variable independiente Variable dependiente A) Tiempo Aceleración B) Tiempo Rapidez C) Rapidez Aceleración D) Rapidez Tiempo E) Aceleración Rapidez Cpech 3

4 FÍSICA 7. Si un cuerpo experimenta movimiento rectilíneo uniformemente retardado, entonces es correcto MTP afi rmar que A) el cuerpo se mueve con velocidad constante. B) el cuerpo se mueve con velocidad negativa. C) el cuerpo experimenta una aceleración negativa. D) la velocidad y la aceleración tienen sentidos contrarios. E) la velocidad y la aceleración son negativas. 8. Los siguientes esquemas corresponden a gráfi cos de velocidad v, en función del tiempo t, de tres MTP cuerpos distintos, A, B y C, que se desplazan en línea recta. v v v A B t t t C I) II) III) Cuál(es) de ellos corresponde(n) a un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado? C) Solo I y II D) Solo I y III E) Solo II y III 4 Cpech

5 GUÍA 9. La siguiente tabla entrega la posición x, en el tiempo t, de un tren que parte del reposo y se mueve MTP en línea recta. x [m] Respecto a la información contenida en la tabla, es correcto afi rmar que I) se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. II) la magnitud de la aceleración del tren es 2 m. s 2 III) si la aceleración permanece constante, la posición del tren a los 4 segundos es 32 [m]. B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III Cpech 5

6 FÍSICA El siguiente gráfi co de velocidad v, en función del tiempo t, corresponde a un movimiento rectilíneo. Respecto de la información contenida en él, conteste las preguntas 10 y B C F G H 5 A 0 D E Es INCORRECTO afi rmar que MC A) entre B y C la aceleración del móvil es nula. B) el móvil estuvo en reposo 4 [s]. C) entre E y F la rapidez media del móvil es 15 m s. D) el móvil frena durante un total de 4 [s]. E) entre A y B la magnitud de la aceleración del móvil es 5 m s Es correcto afi rmar que MC A) el móvil parte del reposo. B) entre G y H el móvil permanece detenido. C) la distancia recorrida por el móvil entre D y G es 170 [m]. D) considerando todo el movimiento, el móvil aplica los frenos a lo largo de 40 [m]. E) la mayor aceleración experimentada en el movimiento tiene una magnitud de 5 m s. 2 6 Cpech

7 GUÍA 12. Un móvil se desplaza en línea recta sobre el eje x, a 20 m, tal como muestra la fi gura. En un s MC determinado instante aplica los frenos y se detiene, demorando 5 [s] en hacerlo. V Con respecto a lo anterior, es correcto afi rmar que x I) los últimos 5 [s] el móvil experimentó un MRUA. II) los últimos 5 [s] la aceleración del móvil es 4 m s 2 î. III) la distancia recorrida por el móvil, desde la aplicación de los frenos hasta detenerse, es 50 [m]. C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III 13. La siguiente fi gura corresponde al gráfi co de rapidez v, en función del tiempo t, de un cuerpo que MC se mueve en línea recta Respecto del gráfi co, es correcto afi rmar que I) el móvil frenó a lo largo de 100 [m]. II) la mayor aceleración alcanzada por el móvil tiene una magnitud de 2 m s. III) la distancia total recorrida por el móvil fue 325 [m]. 2 C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III Cpech 7

8 FÍSICA 14. El gráfi co de la figura adjunta corresponde a la rapidez v, en función del tiempo t, de dos cuerpos, MC A y B, que se desplazan en línea recta y se encuentran en t = 0 [s] en el origen del sistema de referencia. 6 B 3 A Respecto de esta situación, cuál(es) de las siguientes afi rmaciones es (son) correcta(s)? I) La distancia total recorrida por ambos cuerpos es la misma. II) En t = 3 [s] los cuerpos poseen igual rapidez. III) Para un tiempo menor a 3 segundos, la rapidez del cuerpo B siempre es mayor que la de A. C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III 15. Un móvil A cambia su rapidez de 3 m s a 12 m, en 3 segundos, y un móvil B cambia su rapidez s MC de 4 m s a 14 m, en 2 segundos. Si las velocidades de los cuerpos son positivas, entonces es s correcto afi rmar que I) la magnitud de la aceleración del móvil A es 9 m s 2. II) el móvil B logra recorrer 18 [m] entre los instantes en que su rapidez es 4 m s y 14 m s. III) la aceleración del cuerpo A es menor que la del cuerpo B. C) Solo III D) Solo I y III E) Solo II y III 8 Cpech

9 GUÍA 16. Un cuerpo se mueve en línea recta de acuerdo al siguiente gráfico de velocidad v, en función del MTP tiempo t Respecto de la información contenida en el gráfi co, es correcto afi rmar que I) durante los primeros 7 segundos el móvil recorre una distancia de 120 [m]. II) entre t = 10 [s] y t = 12 [s], la magnitud de la aceleración del cuerpo es 10 m s 2. III) la distancia total recorrida por el móvil es de 200 [m]. C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III 17. Un avión, después de 1 [min] 40 [s] de partir del reposo, alcanza una rapidez de 600 m s. MC Considerando que siguió una trayectoria aproximadamente rectilínea, y que experimentó un movimiento uniformemente acelerado, qué distancia recorrió en ese tiempo? A) 6 [km] B) 15 [km] C) 30 [km] D) 100 [km] E) 120 [km] 18. Un automóvil se mueve en línea recta a 40 m y comienza a frenar con una aceleración constante, s MTP de magnitud 8 m. Respecto de esta situación, es correcto afi rmar que 2 s I) el tiempo que demora el móvil en detenerse, desde que comienza a frenar, es 5 [s]. II) la distancia que recorre el móvil, desde que comienza a frenar hasta detenerse, es 320 [m]. III) la distancia que recorre el automóvil en el primer segundo, desde que comienza a frenar, es 32 [m]. C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III Cpech 9

10 FÍSICA 19. Los vehículos P y Q del gráfi co de velocidad v, en función del tiempo t de la fi gura, experimentan MC movimiento rectilíneo y se desplazan en forma independiente Q 5 P 0 20 Respecto a la información contenida en el gráfi co, es correcto afirmar que I) la distancia recorrida por P es 100 [m]. II) los móviles tienen igual rapidez a los 5 [s]. III) la distancia recorrida por Q es 200 [m]. C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 20. Respecto al gráfi co de la pregunta anterior, es correcto afi rmar que MC I) el móvil P experimenta un MRUR. II) el móvil Q se desplaza con aceleración variable. III) el móvil Q experimenta un MRUA. I C) Solo I y II D) Solo I y III E) Solo II y III 10 Cpech

11 GUÍA Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad 1 Reconocimiento 2 Aplicación 3 Comprensión 4 Aplicación 5 Aplicación 6 Comprensión 7 Reconocimiento 8 Comprensión 9 ASE 10 Aplicación 11 Aplicación 12 Aplicación 13 Aplicación 14 Comprensión 15 Aplicación 16 Aplicación 17 Aplicación 18 Aplicación 19 ASE 20 Comprensión Cpech 11

12 FÍSICA Resumen de contenidos Clasificación de los movimientos según su rapidez Uniformes: la rapidez es constante. Acelerados: la rapidez cambia en el tiempo. Aceleración media La aceleración se define como un cambio de velocidad en el tiempo. Es una magnitud vectorial. La aceleración media se calcula realizando el cociente entre la variación de velocidad del móvil y el tiempo demorado. Aceleración = Variación de velocidad Tiempo empleado Unidades para aceleración: a v = t = v v f i t S.I.: m s 2 Observación C.G.S.: cm s 2 Dependiendo del sistema de referencia elegido, la aceleración puede ser positiva o negativa. Movimientos rectilíneos con aceleración constante Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) El móvil aumenta uniformemente su velocidad. Los vectores velocidad y aceleración tienen igual dirección y sentido (pueden ser positivos o negativos). Velocidad (+) Velocidad ( ) Aceleración (+) MRUA MRUA Aceleración ( ) El móvil aumenta su velocidad hacia los positivos x El móvil aumenta su velocidad hacia los negativos x 12 Cpech

13 GUÍA Movimiento rectilíneo uniformemente retardado (MRUR) El móvil disminuye uniformemente su velocidad. Los vectores velocidad y aceleración tienen igual dirección, pero distinto sentido (siempre uno será positivo y el otro negativo). Velocidad (+) Velocidad ( ) MRUR MRUR Aceleración ( ) Aceleración (+) El móvil disminuye su velocidad hacia los positivos x El móvil disminuye su velocidad hacia los negativos x Ecuaciones para MRUA MRUR 1. Posición en función del tiempo. 2. Velocidad en función del tiempo. x f = x i + v i t a t2 v f = v i + a t 3. De la combinación de las ecuaciones anteriores, se obtiene una expresión para la velocidad final que es independiente del tiempo. v f 2 = v i a d Casos particulares en el MRUR En un MRUR, si el móvil se detiene, entonces v f = 0. Bajo esta condición, se definen: Tiempo máximo Distancia máxima t max = v i a d máx = v i 2 2a Cpech 13

14 FÍSICA Comportamiento gráfico de un MRUA Algunos ejemplos x [m] La forma del gráfico x / t es un arco de parábola; en este caso el gráfico muestra que el móvil recorre distancias cada vez mayores en intervalos iguales, desplazándose hacia los positivos. x i La línea recta ascendente en el gráfico v / t adjunto indica que la velocidad aumenta en forma constante en el tiempo. El área bajo la curva representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo. v i Área = d a m s 2 La línea recta, paralela al eje de las abscisas en el gráfico a / t, indica que la aceleración es constante. El área bajo la curva representa la variación de velocidad del móvil en el intervalo de tiempo. Área = v f - v i Comportamiento gráfico de un MRUR x [m] Algunos ejemplos La forma del gráfico x / t es un arco de parábola; en este caso el gráfico muestra que el móvil recorre distancias cada vez menores en intervalos iguales, desplazándose hacia los positivos. x i v i La línea recta descendente en el gráfico v / t indica que la velocidad disminuye en forma constante en el tiempo. El área bajo la curva representa la distancia recorrida por el móvil en el intervalo de tiempo. Área = d a m s 2 La línea recta, paralela al eje de las abscisas en el gráfico a / t, indica que la aceleración es constante en el tiempo. El área bajo la curva representa la variación de velocidad del móvil en el intervalo de tiempo. Área = v f - v i 14 Cpech

15 GUÍA b A c Glosario Cociente: resultado que se obtiene al dividir una cantidad por otra, y que expresa cuántas veces está contenido el divisor en el dividendo. Movimiento uniformemente acelerado: movimiento en el que la velocidad aumenta proporcionalmente al tiempo transcurrido. Movimiento uniformemente retardado: movimiento en el que la velocidad disminuye proporcionalmente al tiempo transcurrido. Arco de parábola: porción de una curva abierta, formada por dos ramas simétricas respecto de un eje. Gráfico: representación de datos numéricos por medio de una o varias líneas que hacen visible la relación que esos datos guardan entre sí. Área bajo la curva: superficie comprendida entre la línea de un gráfi co y el eje de coordenadas horizontal de dicho gráfi co. Cpech 15

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