Un cinemática Es el área de la física que estudia el movimiento sin tener en cuenta las causas del movimiento.

En esta rama, estudiamos principalmente el movimiento rectilíneo uniforme, el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y el movimiento circular uniforme.

Aproveche las preguntas comentadas para responder todas sus preguntas sobre este contenido.

Ejercicios resueltos

1) IFPR – 2018

Un vehículo viaja a 108 km / h en una autopista, donde la velocidad máxima permitida es de 110 km / h. Tocar el teléfono celular del conductor temerariamente cambia su atención al dispositivo durante 4 segundos. La distancia recorrida por el vehículo durante los 4 s de manejo sin la atención del conductor, en m, fue:

a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.

Teniendo en cuenta que la velocidad del vehículo se mantuvo constante durante 4 segundos, utilizaremos la ecuación horaria uniforme de movimiento, es decir:

s = s0 0 + v.t

Antes de anular los valores, debemos girar la unidad de velocidad de km / ha m / s. Para hacer esto, solo divide entre 3,6:

v = 108: 3.6 = 30 m / s

Sustituyendo los valores, encontramos:

s – s0 0 = 30. 4 = 120 m

Alternativa: d) 120

Para obtener más información, consulte también:

2) PUC / SP – 2018

A través de una manga de reducción 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 y 60 mm para la salida de agua.

Determine, en m / s, la velocidad aproximada de salida de agua para este guante.

a) 0.8
b) 1.1
c) 1.8
d) 4.1

Podemos calcular el flujo en la tubería dividiendo el volumen de líquido por el tiempo. Sin embargo, debemos trasladar las unidades al sistema internacional de medidas.

Entonces tenemos que convertir minutos a segundos y litros a metros cúbicos. Para esto, utilizaremos las siguientes relaciones:

  • 1 minuto = 60 segundos
  • 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 de salida del agua, usemos el hecho de que la velocidad de 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 del área del círculo:

A = π. R2

Sabemos que el diámetro de salida es de 60 mm, por lo que el radio será de 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 la velocidad reemplazando el flujo y el valor del área:

Alternativa: b) 1,1

Para obtener más información, consulte también Hidrostática y fórmulas de física.

3) PUC / RJ – 2017

Desde el suelo, una pelota se lanza verticalmente a 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) 8h
d) 9am
e) 16h

La altura alcanzada por la pelota se puede calcular utilizando la ecuación de Torricelli, es decir:

v2 = v0 02 – 2.g.h

La aceleración de la gravedad es negativa porque la pelota está subiendo. Además, la velocidad cuando la pelota alcanza su altura máxima es cero.

Por lo tanto, en la primera situación tenemos que el valor de h se encontrará haciendo:

En la segunda situación, la velocidad aumentó en 3v, es decir, la velocidad de lanzamiento fue:

v2 = v + 3v = 4v

Así, en la segunda situación, la altura alcanzada por la pelota será:

Alternativa: e) 16h

Para obtener más información, consulte también:

4) UECE – 2016 (2a fase)

Considere una roca en caída libre y un niño en un carrusel que gira a velocidad angular constante. Con respecto al movimiento de la piedra y el niño, es correcto decir 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 experimentan aceleraciones constantes del módulo.

Tanto la velocidad como la aceleración son cantidades vectoriales, es decir, se caracterizan por módulo, dirección y dirección.

Para que dicha cantidad varíe, al menos uno de estos atributos debe modificarse.

Cuando un cuerpo está en caída libre, el módulo de su velocidad varía uniformemente, presentando una aceleración constante e igual a 9,8 m / s2 (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 que apunta al centro de la trayectoria circular (centrípeta).

Alternativa: d) ambos experimentan aceleraciones constantes del módulo.

Para obtener más información, consulte también Aceleración por gravedad y movimiento circular.

5) UFLA – 2016

Se arrojó una piedra verticalmente hacia arriba. En el momento en que sube, 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

Un cuerpo que se arroja verticalmente hacia arriba cerca de la superficie de la tierra actúa sobre una fuerza gravitacional.

Esta fuerza le da una aceleración constante del módulo igual a 9.8 m / s2 , dirección vertical y dirección hacia abajo. De esta manera, el módulo de velocidad disminuye hasta llegar a cero.

Alternativa: d) la velocidad disminuye y la aceleración es constante

6) UFLA – 2016

La figura de escala muestra los vectores de desplazamiento de una hormiga que dejó el punto I y alcanzó el punto F después de 3 min y 20 s. El módulo del vector de velocidad de movimiento promedio de la hormiga en este camino fue:

a) 0.15 cm / s
b) 0.25 cm / s
c) 0.30 cm / s
d) 0.50 cm / s

El módulo del vector de velocidad promedio 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 partida al punto final de la trayectoria de la hormiga, como se muestra en la imagen a continuación:

Tenga en cuenta que su módulo se puede encontrar haciendo el teorema de Pitágoras porque la longitud del vector es igual a la hipotenusa del triángulo marcado.

Antes de encontrar la velocidad, debemos pasar el tiempo de minutos a segundos. Siendo 1 minuto igual a 60 segundos, tenemos:

t = 3. 60 + 20 = 180 + 20 = 200 segundos

Ahora podemos encontrar el módulo de velocidad haciendo:

Alternativa: b) 0.25 cm / s

7) IFMG – 2016

Debido a un grave accidente en una presa de relaves minerales, una primera ola más rápida de relaves invadió una cuenca fluvial. Una estimación del tamaño de esta ola es de 20 km de largo. Un tramo urbano de esta cuenca es de unos 25 km. Suponiendo en este caso que la velocidad promedio con la que la ola pasa a través del canal del río es de 0.25 m / s, el tiempo total de la ola que pasa por la ciudad, contado desde la llegada de la ola en el segmento urbano, es:

a) 10 horas
b) 50 horas
c) 80 horas
d) 20 horas

La distancia recorrida por la ola será de 45 km, es decir, la medida de su extensión (20 km) más la longitud de la ciudad (25 km).

Para encontrar el tiempo de paso total, usaremos la fórmula de velocidad promedio, como esta:

Sin embargo, antes de reemplazar los valores, debemos girar la unidad de velocidad a km / h, por lo que el resultado encontrado para el tiempo será en horas como se indica en las opciones.

Haciendo esta transformación tenemos:

vm = 0.25. 3.6 = 0.9 km / h

Sustituyendo los valores en la fórmula de velocidad promedio, encontramos:

Alternativa: b) 50 horas

8) UFLA – 2015

La descarga atmosférica es un fenómeno natural complejo, con muchos aspectos aún desconocidos. Uno de estos aspectos, apenas visible, ocurre al comienzo de la propagación de la descarga. 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 pasos llamados pasos consecutivos. Una cámara con velocidad de cuadro de alta velocidad identificó 8 pasos, 50 m cada uno, para una descarga específica, con registros de retraso de tiempo de 5.0 x 10-4 segundos por paso. La velocidad de propagación promedio de la descarga, en este paso inicial llamado líder escalonado, es

a) 1.0 x 10-4 m / s
b) 1.0 x 105to m / s
c) 8.0 x 105to m / s
d) 8.0 x 10-4 m / s

La velocidad de propagación promedio se encontrará mediante:

Para encontrar el valor de Δs, simplemente multiplique 8 por 50 m, ya que hay 8 pasos con 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

Alternativa: b) 1.0 x 105to m / s

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