Ejercicios: Movimientos compuestos
Una barca cruza un río de $40\ \text{m}$ de anchura con una velocidad propia de $2\ \text{m/s}$, dirigida perpendicular a la corriente. Observa el esquema del cruce: a)…
Una barca cruza un río de $40\ \text{m}$ de anchura con una velocidad propia de $2\ \text{m/s}$, dirigida perpendicular a la corriente. Observa el esquema del cruce:
- a) Enuncia el principio de independencia de los movimientos de Galileo.
- b) Aplícalo para calcular el tiempo que tarda la barca en cruzar el río, razonando por qué la corriente no modifica ese tiempo.
Un dron vuela hacia el norte a $4\ \text{m/s}$ mientras el viento lo empuja hacia el este a $3\ \text{m/s}$. a) Calcula el módulo de la velocidad resultante del dron…
Un dron vuela hacia el norte a $4\ \text{m/s}$ mientras el viento lo empuja hacia el este a $3\ \text{m/s}$.
- a) Calcula el módulo de la velocidad resultante del dron respecto al suelo.
- b) Teniendo en cuenta la independencia de los movimientos, calcula cuánto tarda en avanzar $100\ \text{m}$ hacia el norte.
Un tren cruza un puente de $19,6\ \text{m}$ de altura cuando se desprende un objeto de un vagón. Toma $g = 9,8\ \text{m/s}^2$. a) Calcula el tiempo que tarda el objeto…
Un tren cruza un puente de $19,6\ \text{m}$ de altura cuando se desprende un objeto de un vagón. Toma $g = 9,8\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo.
- b) Razona si ese tiempo depende de la velocidad horizontal que llevaba el tren.
Un avión de ayuda humanitaria vuela horizontalmente a $100\ \text{m/s}$ y a $500\ \text{m}$ de altura cuando suelta un paquete. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.…
Un avión de ayuda humanitaria vuela horizontalmente a $100\ \text{m/s}$ y a $500\ \text{m}$ de altura cuando suelta un paquete. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. Observa el esquema:
- a) Calcula el tiempo que tarda el paquete en caer.
- b) Calcula la distancia horizontal que avanza el paquete antes de tocar el suelo.
Un balón es pateado con velocidad inicial $v_0 = 50\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$ y $\cos 37^\circ \approx 0,8$. La…
Un balón es pateado con velocidad inicial $v_0 = 50\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$ y $\cos 37^\circ \approx 0,8$. La figura muestra la descomposición de la velocidad inicial.
- a) Calcula la componente horizontal de la velocidad inicial.
- b) Calcula la componente vertical de la velocidad inicial.
Una pelota de tenis sale de la raqueta con $v_0 = 20\ \text{m/s}$ formando $60^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 60^\circ \approx 0,87$ y $\cos 60^\circ = 0,5$. a)…
Una pelota de tenis sale de la raqueta con $v_0 = 20\ \text{m/s}$ formando $60^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 60^\circ \approx 0,87$ y $\cos 60^\circ = 0,5$.
- a) Calcula la componente horizontal de su velocidad inicial.
- b) Calcula la componente vertical de su velocidad inicial.
La componente vertical de la velocidad inicial de un proyectil es $20\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. a) Calcula el tiempo que tarda en llegar al punto…
La componente vertical de la velocidad inicial de un proyectil es $20\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula el tiempo que tarda en llegar al punto más alto de su trayectoria.
- b) Si sale del suelo y vuelve al suelo, ¿cuánto dura su vuelo completo? Justifícalo.
Una flecha sale del arco con una componente vertical de velocidad de $30\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$ y recuerda que en el punto más alto la velocidad…
Una flecha sale del arco con una componente vertical de velocidad de $30\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$ y recuerda que en el punto más alto la velocidad vertical se anula.
- a) Calcula el tiempo que tarda en subir.
- b) Calcula la altura máxima que alcanza sobre el punto de salida.
Una barca con velocidad propia de $4\ \text{m/s}$ cruza un río de $80\ \text{m}$ de anchura dirigiendo la proa perpendicular a la corriente, que arrastra a…
Una barca con velocidad propia de $4\ \text{m/s}$ cruza un río de $80\ \text{m}$ de anchura dirigiendo la proa perpendicular a la corriente, que arrastra a $1,5\ \text{m/s}$. Observa el esquema del cruce:
- a) Calcula el tiempo de cruce.
- b) Calcula la deriva: la distancia que la corriente la ha desplazado río abajo al llegar a la otra orilla.
- c) Calcula el módulo del desplazamiento total entre el punto de salida y el de llegada.
Un patrón de barca quiere cruzar un río de $120\ \text{m}$ de anchura llegando justo al punto de enfrente. Su barca alcanza $5\ \text{m/s}$ en agua tranquila y la…
Un patrón de barca quiere cruzar un río de $120\ \text{m}$ de anchura llegando justo al punto de enfrente. Su barca alcanza $5\ \text{m/s}$ en agua tranquila y la corriente baja a $3\ \text{m/s}$. El diagrama de velocidades se muestra en la figura.
- a) Calcula el ángulo aguas arriba con el que debe dirigir la proa, sabiendo que cumple $\sen\theta = \frac{3}{5}$.
- b) Calcula el módulo de la velocidad resultante de la barca respecto a las orillas.
- c) Calcula el tiempo que tarda en cruzar.
Un helicóptero vuela horizontalmente a $30\ \text{m/s}$ y a $20\ \text{m}$ de altura cuando suelta un paquete. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. a) Calcula el tiempo de…
Un helicóptero vuela horizontalmente a $30\ \text{m/s}$ y a $20\ \text{m}$ de altura cuando suelta un paquete. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula el tiempo de caída del paquete.
- b) Calcula el alcance horizontal del paquete.
- c) Calcula las componentes de la velocidad al llegar al suelo y su módulo.
Un avión vuela horizontalmente a $80\ \text{m/s}$ y a $720\ \text{m}$ de altura y debe soltar un paquete para que caiga sobre un punto concreto del suelo. Toma…
Un avión vuela horizontalmente a $80\ \text{m/s}$ y a $720\ \text{m}$ de altura y debe soltar un paquete para que caiga sobre un punto concreto del suelo. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula el tiempo de caída del paquete.
- b) Calcula la distancia horizontal que recorre el paquete durante la caída.
- c) Razona a qué distancia horizontal antes del objetivo debe soltarse el paquete.
Una pelota de golf sale del tee con $v_0 = 50\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$, $\cos 37^\circ \approx 0,8$ y…
Una pelota de golf sale del tee con $v_0 = 50\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$, $\cos 37^\circ \approx 0,8$ y $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. La trayectoria del golpe se muestra en la figura.
- a) Calcula las componentes de la velocidad inicial.
- b) Calcula el tiempo de vuelo.
- c) Calcula el alcance sobre terreno horizontal.
- d) Calcula la altura máxima.
Un portero de balonmano lanza la bola con $v_0 = 20\ \text{m/s}$ formando $30^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 30^\circ = 0,5$, $\cos 30^\circ \approx 0,87$ y…
Un portero de balonmano lanza la bola con $v_0 = 20\ \text{m/s}$ formando $30^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 30^\circ = 0,5$, $\cos 30^\circ \approx 0,87$ y $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula las componentes de la velocidad inicial.
- b) Calcula el tiempo de vuelo hasta que la bola vuelve a la altura de salida.
- c) Calcula el alcance.
- d) Calcula la altura máxima.
Un jugador de voleibol efectúa un saque con $v_0 = 25\ \text{m/s}$ formando $53^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 53^\circ \approx 0,8$, $\cos 53^\circ \approx 0,6$ y…
Un jugador de voleibol efectúa un saque con $v_0 = 25\ \text{m/s}$ formando $53^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 53^\circ \approx 0,8$, $\cos 53^\circ \approx 0,6$ y $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula las componentes de la velocidad inicial.
- b) Razona cuánto vale la componente vertical de la velocidad en el punto más alto y calcula ahí el módulo de la velocidad.
- c) Calcula la altura máxima y el tiempo que tarda en alcanzarla.
Desde lo alto de un acantilado de $45\ \text{m}$ sobre el mar se deja caer una piedra y, en el mismo instante, se lanza otra idéntica horizontalmente con…
Desde lo alto de un acantilado de $45\ \text{m}$ sobre el mar se deja caer una piedra y, en el mismo instante, se lanza otra idéntica horizontalmente con $10\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. Observa el esquema del acantilado:
- a) Calcula el tiempo que tarda en caer la primera piedra.
- b) Razona, con el principio de independencia de los movimientos, cuál de las dos llega antes al agua.
- c) Calcula el alcance horizontal de la segunda piedra.
- d) Calcula el módulo de la velocidad de llegada de cada piedra y compara los resultados.
Un jugador de rugby golpea el balón desde el suelo con $v_0 = 30\ \text{m/s}$ formando $53^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 53^\circ \approx 0,8$,…
Un jugador de rugby golpea el balón desde el suelo con $v_0 = 30\ \text{m/s}$ formando $53^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 53^\circ \approx 0,8$, $\cos 53^\circ \approx 0,6$ y $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. La figura muestra la trayectoria del balón y los palos.
- a) Calcula las componentes de la velocidad inicial.
- b) Si los palos están a $36\ \text{m}$ del punto de golpeo, calcula a qué altura pasa el balón sobre la línea de gol y decide si supera el travesaño, situado a $3\ \text{m}$ de altura.
- c) Calcula la altura máxima que alcanza el balón.
- d) Calcula el alcance del balón y decide si saldría por la línea de fondo, situada a $80\ \text{m}$ del punto de golpeo.
Para un lanzamiento sobre terreno horizontal, el alcance viene dado por $x = \frac{v_0^2 \cdot \sen(2\theta)}{g}$, donde $\theta$ es el ángulo de lanzamiento. a)…
Para un lanzamiento sobre terreno horizontal, el alcance viene dado por $x = \frac{v_0^2 \cdot \sen(2\theta)}{g}$, donde $\theta$ es el ángulo de lanzamiento.
- a) Justifica, a partir de esa expresión, que el alcance es máximo cuando $\theta = 45^\circ$.
- b) Una lanzadora de jabalina quiere alcanzar los $80\ \text{m}$ lanzando a $45^\circ$; toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$ y calcula la velocidad inicial necesaria.
- c) Con esa misma velocidad inicial, calcula el alcance si el lanzamiento sale a $30^\circ$ y comprueba si llega a los $80\ \text{m}$. Usa $\sen 60^\circ \approx 0,87$.
En una recreación histórica, un cañón dispara proyectiles con $v_0 = 40\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$, $\sen 37^\circ \approx 0,6$,…
En una recreación histórica, un cañón dispara proyectiles con $v_0 = 40\ \text{m/s}$. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$, $\sen 37^\circ \approx 0,6$, $\cos 37^\circ \approx 0,8$ y recuerda que $\sen(2\theta) = 2 \cdot \sen\theta \cdot \cos\theta$.
- a) Calcula el alcance para un ángulo de disparo de $37^\circ$.
- b) Calcula el alcance para el ángulo complementario, $53^\circ$, y compara los dos resultados.
- c) Calcula la altura máxima y el tiempo de vuelo en cada uno de los dos casos.
- d) Explica qué propiedad tienen los pares de ángulos complementarios en el tiro parabólico y qué se gana y qué se pierde al elegir el ángulo más alto.
Una barca capaz de navegar a $5\ \text{m/s}$ en agua tranquila debe cruzar un río de $100\ \text{m}$ de anchura con una corriente de $3\ \text{m/s}$. a) Si dirige la…
Una barca capaz de navegar a $5\ \text{m/s}$ en agua tranquila debe cruzar un río de $100\ \text{m}$ de anchura con una corriente de $3\ \text{m/s}$.
- a) Si dirige la proa perpendicular a la orilla, calcula el tiempo de cruce, la deriva y el módulo del desplazamiento total.
- b) Si quiere llegar justo al punto de enfrente, calcula el ángulo aguas arriba que debe tomar (cumple $\sen\theta = \frac{3}{5}$), la velocidad resultante y el tiempo de cruce.
- c) Compara ambas estrategias y razona cuál minimiza el tiempo de cruce y cuál minimiza la distancia recorrida sobre el agua, apoyándote en los resultados obtenidos.
Un esquiador de salto abandona la rampa con velocidad horizontal de $20\ \text{m/s}$ desde una altura de $80\ \text{m}$ sobre la zona de aterrizaje. Toma…
Un esquiador de salto abandona la rampa con velocidad horizontal de $20\ \text{m/s}$ desde una altura de $80\ \text{m}$ sobre la zona de aterrizaje. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula el tiempo de vuelo y el alcance horizontal.
- b) Calcula las componentes de la velocidad al llegar a la zona de aterrizaje y su módulo.
- c) Calcula el ángulo que forma la velocidad de llegada con la horizontal.
Un avión vuela hacia el este con velocidad propia de $200\ \text{m/s}$ mientras el viento sopla de forma constante hacia el norte a $40\ \text{m/s}$. a) Calcula el…
Un avión vuela hacia el este con velocidad propia de $200\ \text{m/s}$ mientras el viento sopla de forma constante hacia el norte a $40\ \text{m/s}$.
- a) Calcula el módulo de la velocidad resultante del avión respecto al suelo.
- b) Calcula el ángulo de deriva: el ángulo que se desvía su trayectoria respecto al rumbo este deseado.
- c) Si el vuelo dura $500\ \text{s}$, calcula la posición del avión (distancia recorrida al este y al norte del punto de salida) y la distancia a la que queda del punto al que habría llegado sin viento.
En una práctica de laboratorio, una bola rueda por una mesa de $1,25\ \text{m}$ de altura y sale horizontalmente por el borde. En el suelo se coloca un vaso cuyo centro…
En una práctica de laboratorio, una bola rueda por una mesa de $1,25\ \text{m}$ de altura y sale horizontalmente por el borde. En el suelo se coloca un vaso cuyo centro está a $1,5\ \text{m}$ de la vertical del borde de la mesa. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$. Observa el esquema:
- a) Calcula el tiempo que tarda la bola en caer desde el borde al suelo.
- b) Calcula la velocidad horizontal con la que debe salir de la mesa para caer en el vaso.
- c) Con esa velocidad, calcula las componentes y el módulo de la velocidad de la bola al llegar al suelo.
Una arquera dispara una flecha con $v_0 = 25\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$, $\cos 37^\circ \approx 0,8$ y…
Una arquera dispara una flecha con $v_0 = 25\ \text{m/s}$ formando $37^\circ$ con la horizontal. Usa $\sen 37^\circ \approx 0,6$, $\cos 37^\circ \approx 0,8$ y $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.
- a) Calcula las componentes de la velocidad inicial.
- b) Escribe las ecuaciones $x(t)$ e $y(t)$, elimina el tiempo y obtén la ecuación de la trayectoria $y(x)$.
- c) Hay un panel publicitario de $5\ \text{m}$ de altura a $20\ \text{m}$ del punto de tiro: calcula a qué altura pasa la flecha sobre él y decide si lo supera.
- d) Calcula el alcance de la flecha sobre terreno horizontal.