HOJA Nº 12. CINEMÁTICA. COMPOSICIÓN DE MOVIMENTOS-2.

Documentos relacionados
ESTUDIO ELEMENTAL DEL TIRO OBLICUO

Ejercicios resueltos de tiro oblicuo

La velocidad del paquete es: sustituimos los datos del enunciado

Semana 10. Movimiento parabólico. Semana Movimiento 11 circular uniforme. Empecemos! Qué sabes de...? El reto es...

FÍSICA Y QUÍMICA 1º Bachillerato Ejercicios: Cinemática

CINEMÁTICA 1. Sistema de referencia. 2. Trayectoria. 3. Velocidad. 4. Aceleración. 5. Movimientos simples. 6. Composición de movimientos.

CONCEPTO DE CINEMÁTICA: es el estudio del movimiento sin atender a las causas que lo producen

CINEMÁTICA: ESTUDIO DEL MOVIMIENTO. Cinemática es la parte de la Física que estudia la descripción del movimiento de los cuerpos.

Física Movimiento en 2 dimensiones

Ejercicios de Física. Cinemática. Juan C. Moreno-Marín, Antonio Hernandez Escuela Politécnica - Universidad de Alicante

3. Una pelota se lanza desde el suelo hacia arriba. En un segundo llega hasta una altura de 25 m. Cuál será la máxima altura alcanzada?

EL MOVIMIENTO EJERCICIOS

CONTESTAR: 1 ó 2; 3 ó 4; 6 ó 7; 8 ó 9 ó 10; 5 ó 11

UNIDAD 6 F U E R Z A Y M O V I M I E N T O

1. Cinemática: Elementos del movimiento

SEGUNDO TALLER DE REPASO CINEMÁTICA PROBLEMAS DE MOVIMIENTOS PARABÓLICO Y SEMIPARABÓLICO

CINEMÁTICA MRU 4º E.S.O. MRUA. Caída y lanzamiento de cuerpos

Depende, en consecuencia, de la velocidad inicial del móvil y del ángulo α de lanzamiento con la horizontal.

EJERCICIOS DE GEOMETRÍA PLANA. 1. Hallar las ecuaciones paramétricas de la recta r que pasa por el punto ( 2, 2) tiene como vector director el vector

LANZAMIENTO DE FLECHA A JABALÍ EN MOVIMIENTO

siendo: donde: quedando

Problema de tiro parabólico. Ejercicio resuelto. Planteamiento y pseudocódigo. (CU00252A)

Preparatoria Sor Juana Inés de la Cruz Cálculo Diferencial Tutorial: Optimización Ing. Jonathan Quiroga Tinoco

PROBLEMAS DE TRABAJO Y ENERGÍA

Solución: Según Avogadro, 1 mol de cualquier gas, medido en condiciones normales ocupa 22,4 L. Así pues, manteniendo la relación: =1,34 mol CH 4

CINEMÁTICA ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS 1.- Movimiento y desplazamiento (Conceptos previos)

FÍSICA 1-2 TEMA 1 Resumen teórico. Cinemática

5.5 LÍNEAS TRIGONOMÉTRICAS

PAU Madrid. Matemáticas II. Año Examen modelo. Opción A. Ejercicio 1. Valor: 2 puntos.

INSTITUTO TECNICO MARIA INMACULADA

UNIDAD II Ecuaciones diferenciales con variables separables

LICENCIATURA EN KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA FÍSICA BIOLÓGICA. TRABAJO PRACTICO Nº 1 Estática y Cinemática A ENTREGAR POR EL ALUMNO

UD Trigonometría Ejercicios Resueltos y Propuestos Col La Presentación

1. Cinemática: Elementos del movimiento

UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO LOS PIRINEOS DON BOSCO INSCRITO EN EL M.P.P.L N S2991D2023 RIF: J

2. Polis y urbe: la ciudad como teatro de un mundo civilizado La ciudad como escenario; escenas de la ciudad

CINEMÁTICA: se encarga del estudio de los movimientos de los cuerpos sin atender a las causas que lo originan.

Examen de Física-1, 1 Ingeniería Química Examen final. Septiembre de 2014 Problemas (Dos puntos por problema).

La luz. Según los datos del problema se puede esbozar el siguiente dibujo:

EJERCICIOS RESUELTOS 1º DE BACHILLERATO (Hnos. Machado): EJERCICIOS DE REFUERZO 1º EVALUACIÓN (Cinemática) Por Álvaro Téllez Róbalo

MOVIMIENTO. El movimiento es el cambio de posición de un objeto respecto a un sistema de referencia u observador.

Movimiento de caída libre

LABORATORIO DE MECANICA SEDE VILLA DEL ROSARIO

La velocidad de la pelota se puede calcular con la siguiente ecuación:

IES LEOPOLDO QUEIPO. DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA. 1º BACHILLERATO

MATEMÁTICAS 1º BACH. C. N. Y S. 25 de enero de 2010 Geometría y Logaritmos

Función lineal Ecuación de la recta

Física para Ciencias: Movimiento en 2 dimensiones

Problemas de Física 1º Bachillerato 2011

Velocidad. La aceleración siempre vale cero en el MRU.

2x 1. compatible determinado, luego tiene una única solución. Para resolverlo aplicaremos reducción, 23y = 0

Actividades del final de la unidad

Que tenemos: v velocidad de la lluvia con respecto de la Tierra. vlluvia - velocidad de la lluvia con respecto del auto. vauto= 50 km/h θ = 60 grados

3 Estudio de diversos movimientos

Curso de Preparación Universitaria: Física Guía de Problemas N o 2: Movimiento en presencia de la gravedad

Fuerzas ejercidas por campos magnéticos

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2015 MATEMÁTICAS II TEMA 5: INTEGRALES

C.P.F.P.A. San Francisco de Asís. Dolores. EJERCICIOS 2ª EVALUACIÓN. FÍSICA

LICEO BRICEÑO MÉNDEZ S0120D0320 DEPARTAMENTO DE CONTROL Y EVALUACIÓN CATEDRA: FISICA PROF.

IES LEOPOLDO QUEIPO. DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA. 4º ESO. Tema 4 : Cinemática. 1. Elementos para la descripción del movimiento

SESION 9 SESION 10 CONTENIDO. Presentación y socialización de los proyectos de investigación

2. Ecuaciones de primer grado: (sencillas, con paréntesis, con denominadores).

Cinemática. Marco A. Merma Jara Versión:

PROBLEMAS DE CINEMÁTICA. 4º ESO

Prohibida su Venta. para uso didáctico

TEMA 3 ECUACIONES, INECUACIONES Y SISTEMAS

II. TRIGONOMETRÍA. A. ÁNGULOS Y SUS MEDIDAS Un ángulo es la abertura que existe ebtre dos líneas que se cortan.

FUNCIONES CUADRÁTICAS. PARÁBOLAS

LABORATORIO DE MECÁNICA MOVIMIENTO DE PROYECTILES

Ejercicios resueltos de cinemática

EJERCICIOS MRU Y MRUA

1.MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

FÍSICA Y QUÍMICA 1º Bachillerato Ejercicios: Energía y trabajo

RECUPERACIÓN DE LA ASIGNATURA : FÍSICA Y QUÍMICA 1º BACHILLERATO CUADERNILLO 1

Física 4º E.S.O. 2015/16

CINEMÁTICA: CONCEPTOS BÁSICOS

Ejercicio 2: Cinemática en 1 D

UNIDAD 6.- PROGRAMACIÓN LINEAL

Unidad 1: Trigonometría básica

EJERCICIOS REPASO 2ª EVALUACIÓN

Instituto Tecnológico de Saltillo Ing.Christian Aldaco González 17

TEMA 6. Sistemas de dos Ecuaciones de Primer grado con dos Incógnitas

1. El vector de posición de una partícula, en unidades del SI, queda determinado por la expresión: r (t)=3t i +(t 2 2 t) j.

Módulo 26: Razones trigonométricas

FÍSICA. radio,,, son densidades y es velocidad angular. A) LT -3 B) L 2 MT -2 C) L 2 MT -3 D) L 2 T -1 E) LT 3. B) a 5. C) 2a. D) 2a 2.

PRUEBAS DE ACCESO A CICLOS FORMATIVOS DE GRADO SUPERIOR DE FORMACIÓN PROFESIONAL JUNIO 2015

Problemas de Cinemática 1 o Bachillerato


Unidad III Movimiento de los Cuerpos (Cinemática) Ejercicios Matemáticos

Tema 5: La energía mecánica

Matemáticas. Tercero ESO. Curso Exámenes

TEMA 4: TRIGONOMETRÍA. RAZONES TRIGONOMÉTRICAS

Academia Local de Física. Ing. Rafael A. Sánchez Rodríguez

CINEMÁTICA. MILTON ALFREDO SEPÚLVEDA ROULLETT Física I

1. El vector de posición de una partícula viene dado por la expresión: r = 3t 2 i 3t j.

LABORATORIO Nº 1 MOVIMIENTO EN CAÍDA LIBRE

RESUMEN TEÓRICO LUGARES GEÓMETRICOS. CÓNICAS (circunferencia y elipse)

Ejercicios de Dinámica

TEMA 0: REPASO DE FUNCIONES

y d dos vectores de igual módulo, dirección y sentido contrario.

Transcripción:

HOJA Nº 12. CINEMÁTICA. COMPOSICIÓN DE MOVIMENTOS-2. MOVIMIENTO PARABÓLICO 1. Desde un piso horizontal, un balón es lanzado con una velocidad inicial de 10 m/s formando 30º con el suelo horizontal. Calcular: a. El tiempo que está el balón en el aire. b. La máxima altura que alcanza. c. Distancia desde el punto de lanzamiento en que regresa al suelo d. Velocidad con que llega al suelo En primer lugar calculamos las velocidades horizontal y vertical al inicio del movimiento v ox = v cos α v oy = v sen α En nuestro caso: v ox = 10 cos 30 = 8,6 m/s v oy = 10 sen 30 = 5 m/s a. Tiempo en el aire Depende del movimiento vertical cuya ecuación es y = 5 t - 4.9 t 2 Cuando termina de volar se cumple que y=0 b. Altura máxima 0 = 5 t - 4.9 t 2 t = 1,02 s Alcanza la altura máxima cuando v y =0. Usamos la ecuación de la velocidad en el movimiento vertical v y = v oy - 9,8 t 0= 5-9,8 t t = 0,51 s Este tiempo es el que tarda en llegar arriba del todo

y = 5 t - 4.9 t 2 y = 5 0,51-4,9 0,51 2 = 1,27 m altura máxima (cuando v y = 0) c. Distancia alcanzada Durante el tiempo de vuelo (1,47s, apartdo a) el balón ha seguido avanzando con movimiento rectilíneo uniforme x = x 0 + v 0x t En este caso x = 8,6 1,02 = 8,22 m es la distancia alcanzada por el balón d. Velocidad con que llega al suelo El balón llega al suelo con una velocidad horizontal de 8,6 m/s (v 0x ) Y una velocidad vertical que calculamos a partir de la ecuación de la velocidad en un movimiento vertical con aceleracion -9,8 m/s 2 v y = v 0y - 9,8 t v y = 5-9,8 1,02 = -5 m/s (componente y de la velocidad al llegar al suelo) También podemos dar esta velocidad por su módulo y su ángulo con el suelo. módulo = raíz cuadrada de (5 2 + 8,6 2 ) = 9,95 m/s Ángulo de llegada será arctg(-5/8,6) = -30 º Este tipo de ejercicios (el nº 1) tenéis que resolverlo sin dificultad. Así que estudiadlo hasta entenderlo completamente, en el libro tenéis más asi como los pasos para calcular cada uno de estos apartados. OJO: el tiro horizontal es un caso particular del tiro oblicuo en el que el ángulo de lanzamiento vale 0º (V 0y = 0). 2. Con qué velocidad debemos lanzar horizontalmente una piedra desde una altura de 1,8 m para que caiga a una distancia de 10 m? Primero calculo el tiempo que tarda en caer desde 1,8 m y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 (ecuación teórica) y= 1,8-4,9 t 2 (ec. para el movimiento de esta piedra)

Cuando esté en el suelo 0= 1,8-4,9 t 2 De aquí obtengo que t = 0,61 s tarda en lelgar al suelo Durante este tiempo debe recorrer 10m en horizontal (MRU) x = v x t En el suelo 10 = v x 0,61 Por tanto v x = 16,5 m/s OTRO PLANTEAMIENTO (más matemático) En este ejercicio me dice que la piedra al final debe estar en las coordenas x=10, y=0, o sea, a 10 m del punto de partida y en el suelo. Pues usaremos las ecuaciones de los movimientos horizontal y vertical para calcular estas coordendas. y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 Disponemos de esas ecuaciones, ahora las aplico al caso planteado en el enunciado y me queda x = v x t y= 1,8-4,9 t 2 Veamos cuando la piedra llega al suelo estas ecuaciones se convierten en 10 = v x t 0 = 1,8-4,9 t 2 Solo he substituido los valores conocidos cuando la piedra está en el suelo y tengo un sistema con dos ecuaciones dos incógnitas y una de las incógnitas es la v x que necesito calcular. Pues resuelvo el sistema y tengo que v x = 16,5 m/s Sugerencia: haz el problema inverso para comprobar el resultado (o sea, si lanzas una piedra horizontalmente con 16,5 m/s de velocidad desde 1,8 m de altura a qué distancia llega?) 3. Desde qué altura debes lanzar una piedra para que alcance una distancia de 30 metros si la tienes que lanzar horizontalmente con una velocidad máxima de 20 m/s. La piedra avanza a 20 m/s y debe recorrer 30 m en horizontal. Usando la ecuación del MRU averiguamos el tiempo que tarda en recorrer ese espacio

30 = 20 t Por tanto t = 1,5 s Ese es el tiempo que la piedra estará cayendo en vertical y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 (ecuación teórica) y= y 0-4,9 t 2 (ec. para el movimiento de esta piedra, y 0 no lo conozco) Cuando esté en el suelo 0= y 0-4,9 1,5 2 por tanto y 0 = 4,9 1,5 2 = 11,02 m OTRO PLANTEAMIENTO (más matemático) En este caso me pide desde dónde debe salir la piedra para llegar al suelo a 30 m de distancia. Es decir, trabajamos con posiciones, coordenadas. Nos pide la posición inicial para que la posición final sea x=30 y= 0 Volvemos con las ecuaciones de posición del MRU y del MRUA (a=-9,8m/s 2 ) y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 Disponemos de esas ecuaciones, ahora las aplico al caso planteado en el enunciado y me queda x = 20 t y= y 0-4,9 t 2 Veamos cuando la piedra llega al suelo(posición final) estas ecuaciones quedan 30 = 20 t 0 = y 0-4,9 t 2 Resolviendo este sistema tenemos que y 0 = 11,02 m 4. Un avión que vuela en horizontal a 100 m/s y a 500 m de altitud, debe lanzar un paquete de ayuda a un náufrago hambriento, muy hambriento, que se encuentra en una pequeña isla rodeado de tiburones hambrientos, muy hambrientos, así que el piloto debe acertar a la primera. Desde que distancia de la isla debe dejar caer el paquete para que no caiga en el mar. Calculo el tiempo que tarda en llegar al suelo desde 500 m de altura, para ello uso la ecuación de la posición vertical y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 (ecuación teórica) y= 500-4,9 t 2 (ecuación para este caso) 0 = 500-4,9 t 2 (condición cuando el paquete está en el suelo)

despejo y tengo que tarda 10,1 s en llegar al suelo. Durante este tiempo el paquete avanza en horizontal a 100 m/s, el espacio que recorre en horizontal será x = v x t x = 100 10,1 = 1010 m Por tanto debemos soltar el paquete 1010 m antes de pasar por encima de la isla para que caiga en ella. OTRO PLANTEAMIENTO (más matemático) Pues nada seguimos igual, con las coordenadas. El paquete parte desde el avión a una altura de 500 m, es decir, las coordenadas iniciales son x o =0, y 0 =500 y al final las coordenadas serán y=0 y la x no la conozco. Volvemos con las ecuaciones de posición del MRU y del MRUA (a=-9,8m/s 2 ) y= y 0 + v 0y t - 4,9 t 2 Disponemos de esas ecuaciones, ahora las aplico al caso planteado en el enunciado y me queda x = 100 t y= 500-4,9 t 2 Veamos cuando la piedra llega al suelo estas ecuaciones se convierten en x = 100 t 0 = 500-4,9 t 2 Resolviendo este sistema tenemos que x = 1010 m 5. Una niña da una patada a un balón con una velocidad inicial de 13 m/s y formando un ángulo de 35 respecto del suelo, la portería se encuentra a 13 m de distancia y mide 2 m de altura. Determinar: a. Qué tiempo tarda la pelota hasta llegar a la portería?. b. Entrará en la portería? (en ese momento la portería está vacía) Veamos las velocidades de ambos movimientos v ox = v cos α v oy = v sen α v ox = 13 cos35 = 10,65 m/s v oy = 13 sen35 = 7,46 m/s Para saber si entra tenemos que saber donde está la pelota cuando su coordenada x es la misma que la de la portería, es decir, cuando x= 13 m. La ecuación del movimiento horizontal de esta pelota es x = 10,65 t Cuando pase a la altura de la portería Despejo t, 13 = 10,65 t t = 1,22 s es el tiempo que tarda en llegar a la portería

Y en ese momento está a una altura dada por y= 7,46 t - 4,9 t 2 y = 7,46 1,22-4,9 1,22 2 = 1,8 m Luego si que entra en la portería (su altura es menor que la de la portería). (las proporcines no están muy allá pero creo que queda claro) 6. Quieres encestar un balón en una canasta de baloncesto situada a 6 m de distancia y que está a una altura sobre el suelo de 3 m. Lanzas la pelota con un ángulo de 65º qué velocidad debes imprimir al balón para encestar? Son dos movimientos, veamos las velocidades de cada uno v ox = v cos α v oy = v sen α v ox = v cos65 v oy = v sen65 En este caso no conocemos v, ese es precisamente el objetivo del ejercicio: calcular su valor. Sabemos que cuando esté a 6 m (x=6) el balón debe estar a una altura de 3 m (y=3), planteamos las ecuaciones de cada movimiento para esta situación x = v ox t y= y 0 + v oy t - 4,9 t 2 Con los valores del ejercicio estas ecuaciones quedan en 6 = v cos(65) t 3= 1,8 + v sen(65) t - 4,9 t 2 Como vemos tenemos un sistema de ecuaciones con dos incógnitas, si lo resolvemos obtenemos que v = 9,2 m/s 7. Determinar la inclinación con que debemos lanzar un balón para que alcance una distancia de 12 m desde el punto de lanzamiento si sabemos que podemos imprimirle una velocidad inicial de 25 m/s y despreciamos la resistencia del aire. Este caso vuelve a precisar de un sistema de ecuaciones.

movimiento horizontal x = v cos(α) t movimiento vertical y= y 0 + v sen(α) t - 4.9 t 2 En nuestro caso movimiento horizontal x = 25 cos(α) t movimiento vertical y= 25 sen(α) t - 4.9 t 2 Y en el punto de impacto del balón con el suelo movimiento horizontal 12 = 25 cos(α) t movimiento vertical 0= 25 sen(α) t - 4.9 t 2 Vemos dos ecuaciones y dos incógnitas que resolvemos, por ejmplo, despejando t de la primera ecuación y sustituyendo en la segunda =ݐ 12 ߙcos 25 Sustituyendo en la segunda ecuación tenemos Al quitar paréntesis Denominador común... ߙ ݏ 25 = 0 0 = ଶ 12 12 4.9 ൬ 25 ߙ cos 25 cos ߙ ൰ 12 ߙ ݏ 25 ߙ cos 25 ߙ cos ߙ ݏ 25ଶ 12 = 0 25 ଶ cos ଶ ߙ 4,9 12ଶ ߙ 25 ଶ cos ଶ 4,9 12ଶ ߙ cos ଶ 25 0 = 12 25 ଶ ߙ ݏ cos 4,9 ߙ 12 ଶ ߙ 2 ݏ =ߙݏ ߙ ݏ 2 recordando un poco de trigonometría sustituimos y obtenemos que 0 = 12 25 ଶ 4,9 ߙ 2 ݏ 12 ଶ 2 sen2α = 0.1881, por tanto 2α = 10,84 y α = 5,42º es decir lanzando con un ángulo de 5,42º llegamos a la distancia deseada, pero este no es elúnico ángulo existe otra solución cuál es? (trigonometría apicada)