Taller Cinematica

CURSO DE FÍSICA I
TALLER DE CINEMATICA UNIDIMENSIONAL 1
1. Un cohete que lleva un satélite acelera verticalmente alejándose de la superficie terrestre. 1.15
s después del despegue, el cohete libra el tope de su plataforma de lanzamiento, a 63 m sobre el
suelo; y después de otros 4.75 s, está a 1.00 km sobre el suelo. Calcule la magnitud de la velocidad
media del cohete en a) la parte de 4.75 s de su vuelo; b) los primeros 5.90 s de su vuelo.
2. Dos corredores parten simultáneamente del mismo punto de una pista circular de 200 m y corren
en direcciones opuestas. Uno corre con una rapidez constante de 6.20 m/s, y el otro, con rapidez
constante de 5.50 m/s. ¿Cuándo se encuentren primero? a) ¿Cuánto tiempo habrán estado
corriendo?, y b) ¿qué distancia desde el punto de salida habrá cubierto cada uno?
3. Un automóvil está parado ante un semáforo. Después viaja en línea recta y su distancia con
respecto al semáforo está dada por x(t)=bt2 - ct3, donde b= 2.40 m/s2 y c=0.120 m/s3. a) Calcule
la velocidad media del auto entre el intervalo t=0 a t=10 s. b) Calcule la velocidad instantánea del
auto en t=0; t=5.0 s; t=10.0 s. c) ¿Cuánto tiempo después de arrancar el auto vuelve a estar
parado?
4. Una profesora de física sale de su casa y camina

por la acera hacia el campus. A los 5 min, comienza
a llover y ella regresa a casa. Su distancia con
respecto a su casa en función del tiempo se muestra
en la figura. ¿En cuál punto rotulado su velocidad es
a) cero, b) constante y positiva, c) constante y
negativa, d) de magnitud creciente y e) de magnitud
decreciente?
5. Un piloto de pruebas de Automotores Galaxia, S.A., está probando un nuevo modelo de automóvil
con un velocímetro calibrado para indicar m/s en lugar de mi/h. Se obtuvo la siguiente serie de
lecturas durante una prueba efectuada en una carretera recta y larga:
Tiempo (s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Rapidez (m/s) 0 0 2 6 10 16 19 22 22
a) Calcule la aceleración media en cada intervalo de 2 s. ¿La aceleración es constante? ¿Es constante
durante alguna parte de la prueba?
b) Elabore una gráfica vx-t con los datos, usando escalas de 1cm = 1s horizontalmente, y 1
cm = 2 m/s verticalmente. Dibuje una curva suave que pase por los puntos graficados. Mida la
pendiente de la curva para obtener la aceleración instantánea en: t = 9 s, 13 s y 15 s.
6. ¡El automóvil más rápido (y más caro)! La siguiente tabla presenta los datos de prueba del
Bugatti Veyron, el auto más rápido fabricado. El vehículo se mueve en línea recta (el eje x).
Tiempo (s) 0 2.1 20.0 53

Rapidez (mi/h) 0 60 200 253
1
(Ejercicios tomados de la física Universitaria Volumen 1, Sears-Zemansky Decimotercera edición, editorial Pearson
Educación de México, S.A. de C.V.)
Taller de cinemática Unidimensional Profesor: Mauricio Vergara Nieto.

a) Elabore una gráfica vx-t de la velocidad de este auto (en mi/h) en función del tiempo. ¿Su
aceleración es constante?
b) Calcule la aceleración media del auto (en m/s2) entre i) 0 y 2.1 s; ii) 2.1 s y 20.0 s; iii) 20.0 s y
53 s. ¿Estos resultados son congruentes con el inciso a) de su grafica? (Antes de decidirse a comprar
este vehículo, le sería útil saber que sólo se fabricarán 300, que a su máxima rapidez se le acaba
la gasolina en 12 minutos y !que cuesta 1,250,000 dólares!)
7. La figura muestra la velocidad de un automóvil solar en

función del tiempo. El conductor acelera desde un letrero de
alto, viaja 20 s con rapidez constante de 60 km/h y frena
para detenerse 40 s después de partir del letrero.
a) Calcule la aceleración media para estos intervalos:

i) t=0 a t=10 s; ii) t=30 s a t=40s; iii) t=10 s a t=30 s;
iv) t=0 a t=40 s.
b) ¿Cuál es la aceleración instantánea en t=20s y en t=35 s?
8. Una astronauta salió de la Estación Espacial Internacional para probar un nuevo vehículo espacial.
Su compañero mide los siguientes cambios de velocidad, cada uno en un intervalo de 10 s. Indique
la magnitud, el signo y la dirección de la aceleración media en cada intervalo. Suponga que la
dirección positiva es a la derecha.
a) Al principio del intervalo, la astronauta se mueve a la derecha sobre el eje x a 15.0 m/s, y al
final del intervalo se mueve a la derecha a 5.0 m/s.
b) Al principio se mueve a la izquierda a 5.0 m/s y al final lo hace a la izquierda a 15.0 m/s.
c) Al principio se mueve a la derecha a 15.0 m/s y al final lo hace a la izquierda a 15.0 m/s.
9. La figura es una gráfica de la coordenada de una

araña que camina sobre el eje x. a) Grafique su
velocidad y aceleración en función del tiempo. b) En un
diagrama de movimiento, muestre la posición,
velocidad y aceleración de la araña en los cinco
tiempos: t=2.5 s, t=10 s, t=20 s, t=30 s y t=37.5 s.

10. Un gato camina en línea recta en lo que
llamaremos eje x con la dirección positiva a la
derecha. Usted, que es un físico observador,
efectúa mediciones del movimiento del gato y
elabora una gráfica de la velocidad del felino en
función del tiempo, ver figura. a) Determine la
velocidad del gato en t=4.0 s y en t=7.0 s. b)
¿Que aceleración tiene el gato en t=3.0 s? ¿En
t=6.0 s? ¿En t=7.0 s? c) ¿Que distancia cubre el
gato durante los primeros 4.5 s? ¿Entre t=0 y
t=7.5 s? d) Dibuje graficas claras de la aceleración
del gato y su posición en función del tiempo,
suponiendo que el gato partió del origen.
11. La grafica de la figura muestra la velocidad de un

policía en motocicleta en función del tiempo.
a) Calcule la aceleración instantánea en t=3 s, en t=7 s y
en t=11 s.
b) Que distancia cubre el policía en los primeros 5 s? ¿En
los primeros 9 s? y en los primeros 13 s?
12. Dos automóviles, A y B, se mueven por el eje x.

La figura grafica las posiciones de A y B contra el tiempo.
a) En diagramas de movimiento, muestre la posición,
velocidad y aceleración de cada auto en t=0, t=1s y t=3 s.
b) ¿En qué instante(s), si acaso, A y B tienen la misma
posición? c) Trace una gráfica de velocidad contra tiempo
para A y para B. d) ¿En qué instante(s), si acaso, A y B
tienen la misma velocidad? e) ¿En qué instante(s), si acaso,
el auto A rebasa al auto B? f) ¿En qué instante(s), si acaso,
el auto B pasa al A?
13. En t = 0s, un automóvil está detenido ante un semáforo. Al encenderse la luz verde, el auto
acelera a razón constante hasta alcanzar una rapidez de 20 m/s 8 s después de arrancar. El auto
continúa con rapidez constante durante 60 m. Luego, el conductor ve un semáforo con luz roja en
el siguiente cruce y frena a razón constante. El auto se detiene ante el semáforo, a 180 m de donde
estaba en t = 0. a) Dibuje las gráficas x-t, vx-t y ax-t exactas para el movimiento del auto. b) En un
diagrama de movimiento, muestre la posición, velocidad y aceleración del auto 4s después de que
se enciende la luz verde, mientras viaja a rapidez constante y cuando frena.

14. El maquinista de un tren de pasajeros que viaja
a 25.0 m/s avista un tren de carga cuyo parte trasera
está 200 m más adelante en la misma vía (ver figura).
El tren de carga viaja en la misma dirección a 15.0
m/s. El maquinista del tren de pasajeros aplica de
inmediato los frenos, causando una aceleración
constante de -0.100 m/s2, mientras el tren de carga
sigue con rapidez constante. Sea x=0 el punto donde
está el frente del tren de pasajeros cuando el
maquinista aplica los frenos. a) ¿Atestiguaran las
vacas una colisión? b) Si es así, ¿dónde ocurrirá? c)
Dibuje en una sola grafica las posiciones del frente del
tren de pasajeros y de la parte trasera del tren de
carga.
15. La posición de una partícula entre t=0 y t=2.00s está dada por:
𝑚 3 𝑚 2 9.0𝑚
𝑥(𝑡) = (3.0 ) 𝑡 − (10.0 ) 𝑡 + ( )𝑡
𝑠3 𝑠2 𝑠
a) Dibuje las gráficas x-t, vx-t y ax-t para la partícula. b) ¿En qué instante(s) entre t=0 y t=2.00 s
esta instantáneamente en reposo la partícula? ¿Coincide el resultado numérico con la gráfica v x-t
del inciso a)? c) En cada instante calculado en el inciso b), ¿la aceleración de la partícula es positiva
o negativa? Demuestre que en cada caso la misma respuesta se deduce de a x(t) y de la gráfica vx-
t. d) En que instante(s) entre t=0 y t=2.00s no está cambiando la velocidad instantánea de la
partícula? Ubique este punto en las gráficas vx-t y ax-t del inciso a). e) ¿Cuál es la distancia máxima
de la partícula con respecto al origen (x=0m) entre t=0 y t=2.00 s? f ) ¿En qué instante(s) entre
t=0 y t=2.00s la partícula está aumentando de rapidez a mayor ritmo? ¿En qué instante(s) entre
t=0 y t=2.00s la partícula se está frenando a mayor ritmo? Ubique esos puntos en las gráficas vx-t
y ax-t del inciso a).
16. Un trineo parte del reposo en la cima de una colina y baja con aceleración constante. En un
instante posterior, el trineo está a 14.4 m de la cima; 2.00s después está a 25.6 m de la cima,
2.00s después está a 40.0 m de la cima, y 2.00s después está a 57.6 m de la cima.
a) ¿Que magnitud tiene la velocidad media del trineo en cada intervalo de 2.00s después de pasar
los 14.4 m? b) ¿Que aceleración tiene el trineo? c) ¿Que rapidez tiene el trineo al pasar los 14.4
m? d) ¿Cuánto tiempo tomo al trineo llegar de la cima a los 14.4 m? e) ¿Que distancia cubrió el
trineo durante el primer segundo después de pasar los 14.4 m?

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4. Una profesora de física sale de su casa y camina

Tiempo (s) 0 2.1 20.0 53

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7. La figura muestra la velocidad de un automóvil solar en

a) Calcule la aceleración media para estos intervalos:

b) ¿Cuál es la aceleración instantánea en t=20s y en t=35 s?

9. La figura es una gráfica de la coordenada de una

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11. La grafica de la figura muestra la velocidad de un

12. Dos automóviles, A y B, se mueven por el eje x.

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