Semana 1: Cinemática Rectilínea
Curso: Física General Prof. Dr. Kelman W. Marín Rengifo
1. Datos experimentales indican que en una región de
la corriente de aire que sale por una rejilla de
ventilación, la velocidad del aire emitido está definido
por v = 0.18 vo/x, donde v y x se expresa en m/s y
metros, respectivamente (ver Figura 01), y vo es la
velocidad de descarga inicial del aire. Para vo = 3.6
m/s, determine: (a) la aceleración del aire cuando x =
2 m; (b) el tiempo requerido para que el aire afluya de
x = 1 m a x = 3 m.
Figura 01. Problema 3.
2. Un paquete pequeño se suelta desde el reposo en A
y se mueve a lo largo del transportador ABCD
formado por ruedas deslizantes. El paquete tiene una
aceleración uniforme de 4.8 m/s2 mientras desciende
sobre las secciones AB y CD, y su velocidad es
constante entre B y C. si la velocidad del paquete en
D es de 7.2 m/s, determine: (a) la distancia d entre C
y D; (b) el tiempo requerido para que el paquete
llegue a D. ver Figura 02.
Figura 02. Problema 4.
3. Dos bloques A y B se colocan sobre un plano
inclinado, como se muestra en la Figura 03. En t = 0,
A se proyecta hacia arriba sobre el plano con una
velocidad inicial de 27 ft/s y B se suelta desde e
reposo. Los bloques pasan uno junto al otro 1 s
después, y B llega a la parte baja del plano inclinado
cuando t = 3.4 s. Si se sabe que la máxima distancia
que alcanza el bloque A desde la base del plano es
de 21 ft y que las aceleraciones de A y de B (debidas
a la gravedad y la fricción) son constantes y están
dirigidas hacia abajo sobre el plano inclinado,
determine: (a) las aceleraciones de A y B; (b) la
distancia d; (c) la rapidez de A cuando los bloques
pasan uno junto al otro.
4. El collarín A inicia su movimiento desde el reposo en
t = 0 y se mueve hacia abajo con una aceleración
constante de 7 in/s2. El collarín B se desplaza hacia
arriba con una aceleración constante y su velocidad
inicial es de 8 in/s2. Si se sabe que el collarín B se
mueve 20 in entre t = 0 y t = 2 s, determine: (a) las
aceleraciones del collarín B y el bloque C; (b) el
tiempo en el cual la velocidad del bloque C es cero;
(c) la distancia que habrá recorrido el bloque C en
ese tiempo. Ver Figura 04.
Figura 03. Problema 5. Figura 04. Problema 6.
5. Un salvavidas que está parado junto a una piscina
observa a un niño en dificultades (ver Figura 05). El
salvavidas corre a una rapidez promedio 𝑣𝑅 a lo largo
de la orilla de la piscina durante una distancia x, luego
salta a la piscina y nada con rapidez promedio 𝑣𝑆 en
trayectoria recta hacia el niño. (a) Demuestre que el
tiempo total t que le toma al salvavidas llegar al niño
está dado por:
𝑡 = 𝑥
𝑣𝑅+√𝐷2+(𝑑 − 𝑥)2
𝑣𝑆
(b) Suponga que 𝑣𝑅= 4.0 m/s y 𝑣𝑆= 1.5 m/s. Utilice
Excel, para graficar t versus x del inciso (a), y a partir
de esta gráfica determine la distancia x óptima que el
salvavidas debería recorrer antes de saltar a la
piscina (es decir, encuentre el valor de x que
minimiza el tiempo t para llegar al niño).
Figura 05. Problema 5.
