Guía de Física N 4 Semestre I Física Común: Caída Libre y Lanzamientos Verticales Profesor elaborador: Mauricio Briones B.

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1 2 M Guía de Física N 4 Semestre I Física Común: Caída Libre y Lanzamientos Verticales Profesor elaborador: Mauricio Briones B. Nombre: Curso: Fecha: I) Preguntas: Marque la alternativa que considere correcta. No se castigan las adivinanzas. Buena suerte! 1. Desde la terraza de un edificio se sueltan al mismo tiempo dos objetos de distinta masa. Uno de ellos es una tarjeta Bip y el otro es un teléfono celular. Respecto al viaje de caída, es correcto decir que A)ambos bajarán uno al lado del otro, durante todo el trayecto. B) el teléfono llegará antes al piso. C)la rapidez con la que llega al piso la tarjeta, es menor que la del celular. D)el que recibe mayor aceleración es el teléfono. E) durante el primer segundo de caída el teléfono avanzó mayor distancia que la tarjeta. 2. Un cuerpo de masa M es soltado en el punto A, ver figura, de modo que cae libremente. Se sabe que al pasar por el punto B su rapidez es de 30 m/s. Por lo tanto el cuerpo fue soltado desde una altura, respecto al suelo, igual a A)65 m B)75 m C)90 m D)105 m E) 135 m 3. Si la aceleración en el planeta Tierra fuera de menor magnitud, ocurriría que A)al lanzar un objeto verticalmente hacia arriba demoraría menos en llegar a la altura máxima. B)al dejar caer un objeto tardaría más en llegar al suelo. C)el tiempo de vuelo de un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba no cambiaría. D)al lanzar verticalmente hacia abajo un objeto tardaría menos en llegar al suelo. E) la distancia recorrida en el primer segundo de caída libre sería mayor.

2 4. Cuando se lanzan objetos hacia arriba o se dejan caer, ambos casos ocurridos en el vacío, se puede decir respecto a esto que I) al decir en el vacío, quiere decir que no hay gravedad. II) no debemos considerar la existencia del aire. III) da lo mismo la diferencia de masa, si la hubiera, de los cuerpos lanzados. Es (son) correcta(s) A)solo I. B)solo II. C)solo III. D)solo II y III. E) 1, II y III. 5. Respecto a un cuerpo que es lanzado verticalmente hacia arriba, en un laboratorio donde se han creado las condiciones de vacío, se afirma que I) el cuerpo llega de vuelta con una velocidad final, distinta a la que tenía al inicio. II) la aceleración a la que está sometido el cuerpo, en la subida y en la bajada, es la misma. III) al llegar a su altura máxima, en ese instante, su velocidad es cero al igual que su aceleración. Es (son) correcta(s) A)solo I. B)solo II. C)solo III. D)solo I y II. E) solo II y III. 6. Si una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba con una rapidez de 30 m/s, después de un segundo se encontrará a una altura de A)35 m. B)25 m. C)20 m. D)10 m. E) 5.0 m. 7. Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota de masa m con una rapidez inicial v, alcanzando una altura H. Si se lanza verticalmente hacia arriba una pelota de masa 2m y alcanza una altura de 4H, ésta debió lanzarse con una rapidez de A)2v B)3v C)4v D)6v E) 8v 2

3 8. Desde un mismo punto y en el mismo instante, se deja caer libremente una pelota azul y se lanza verticalmente hacia abajo una pelota roja. Cuando han transcurrido 4 s desde la situación anterior, se afirma que: La pelota roja tiene mayor aceleración que la pelota azul. La pelota azul se ha desplazado menos que la pelota roja. La aceleración de la pelota azul corresponde a la aceleración de gravedad mientras que la aceleración de la pelota roja no se puede determinar sin la velocidad de lanzamiento. Si V representa verdadero y F falso, según el orden de aparición de las aseveraciones es correcto A)FVF B)VFV C)VVF D)FFV E) VVV 9. Se lanza un objeto en el planeta X, verticalmente hacia arriba, con rapidez de 40 m/s. La aceleración de gravedad del planeta X es 4 veces la terrestre, entonces el tiempo que tarda en llegar a su máxima altura es A)16 s. B)8 s. C)4 s. D)2 s. E) 1 s. 10. Al lanzar un objeto en forma vertical hacia arriba, con una rapidez mayor que 10 m/s, se cumple que en el último segundo de subida recorre A)0.1 m B)1.0 m C)5.0 m D)10.0 m E) una distancia que depende de su rapidez inicial. 11. Un cuerpo X es dejado caer desde la cima de un edificio de altura 50 m. Al mismo tiempo es lanzado desde la base del edificio verticalmente hacia arriba un cuerpo Y con rapidez 20 m/s. Cuando ha transcurrido 1 s desde la caída de X, es cierto que A)el cuerpo X se encuentra a 40 m de altura. B)el cuerpo Y se encuentra a 20 m de altura. C)la distancia que separa a los cuerpos es 30 m. D)el cuerpo X viaja 5 m/s. E) el cuerpo Y viaja a 30 m/s. 3

4 12. Se desea comprobar que la altura máxima alcanzada por un cuerpo, en condiciones ideales, es independiente de la masa del objeto. Para esto lo óptimo será lanzar A)un mismo objeto, desde un mismo lugar, con distintas velocidades y registrar la altura máxima alcanzada. B) distintos objetos, desde un mismo lugar, con distintas velocidades y registrar la altura máxima alcanzada. C)un mismo objeto, desde distintos lugares, con igual velocidad y registrar la altura máxima alcanzada. D)distintos objetos, desde un mismo lugar, con iguales velocidades y registrar la altura máxima alcanzada. E) un mismo objeto, desde un mismo, con igual velocidad y registrar la altura máxima alcanzada. 13. Gonzalo deja caer una piedra desde un puente de 40 m de altura sobre el agua. Transcurridos 2 s, en qué posición se encontrará la piedra? A)A 5 m del puente. B)A 10 m del puente. C)A 20 m del agua. D)A 40 m del puente. E) A 5 m bajo el agua. 14. Un cubo de madera es lanzado verticalmente hacia arriba, con una rapidez inicial de 10 m/s, qué altura alcanza el cubo? A)2.0 m B)5.0 m C)15.0 m D)50.0 m E) m 15. Se dice que Galileo realizó un experimento en la torre de Pisa, sobre qué magnitud física quería indagar Galileo? A)El peso de los cuerpos. B)La masa de los cuerpos. C)La aceleración de los cuerpos. D)La inclinación de la torre. E) La altura de la torre. 4

5 5 II) Problemas: Resuelva los siguientes problemas en forma ordenada. 1. Una pelota se deja caer desde una altura de 50 m. (a) Cuál es la rapidez de la pelota justo antes que ésta toque el suelo. (b) Cuánto tiempo pasa antes de que la pelota alcance el suelo? R: 31.3 m/s; 3.19 s. 2. Una piedra es lanzada hacia arriba y alcanza una altura de 20 m. Con qué rapidez fue lanzada? R: 20 m/s. 3. Un objeto es lanzado hacia arriba con una velocidad de 20 m/s y es atrapado cuando el objeto viene de vuelta antes de que golpee el suelo a una distancia de 5.0 m del suelo (ver Figura 1). (a) Qué velocidad traía el objeto cuando fue atrapado? (b) Cuánto tiempo estuvo el objeto en el aire? R: 17 m/s ĵ; 3.8 s. Figura 1: Esquema de este problema. 4. Un gato es lanzado hacia arriba en la Luna con una rapidez inicial de 35 m/s. La aceleración debido a la gravedad es de 1.6 m/s 2. Calcule: (a) La altura máxima que el gato alcanzó, (b) el tiempo que le tomo al gato alcanzar esta altura, (c) su velocidad después de 30 s de ser lanzado y, (d) cuando la altura del gato es de 100 m. R: 0.38 km; 22 s; 13 m/s ĵ; 3.1 s (de subida) y 41 s (de bajada). 5. Una roca de 15 kg se suelta desde el reposo en la Tierra y llega al suelo 1.75 s después. Cuando se suelta desde la misma altura en Encélado, una luna de Saturno, llega al suelo en 18.6 s. Cuál es la aceleración debida a la gravedad en Encélado? R: m/s 2.