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Grado en química
Curso 2013/14
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES
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UNIVERSIDAD DE JAÉN
Física General I
Tema 3: Dinámica de la partícula
1.- Si un vaso está sobre una mesa encima de una hoja de papel, usted puede quitar la hoja sin tocar el
vaso, tirando muy bruscamente del papel. Explique por qué el vaso se queda más o menos quieto.
2.- ¿La magnitud o la dirección de una fuerza depende del sistema de referencia elegido?
3.- Un pescador quiere tirar con su caña de pescar de un gran tiburón muerto que se enganchó en su
anzuelo, en un hilo de pescar muy delgado. Si tira bruscamente del hilo, éste se romperá; pero si se
enrolla de forma gradual y uniforme, aguantará. Explique por qué.
4.- Si un cuerpo choca con la superficie del agua a una gran velocidad, el impacto es casi tan duro
como si choca contra una superficie sólida. Explique por qué.
5.- Moviéndose a favor del viento, un velero no puede ir más rápido que el viento. Moviéndose
transversalmente al viento, el velero puede ir más rápido que el viento. ¿Cómo es esto posible?
6.- Un niño y una niña juegan a tirar de la cuerda. Dibuje un diagrama de las fuerzas horizontales a) del
niño, b) de la niña y c) de la cuerda. ¿Cuáles de estas fuerzas constituyen pares de acción-reacción?
7.- Cuando se estira una cuerda horizontalmente entre dos puntos fijos, siempre se comba un poco, a
pesar de lo grande que sea la tensión. ¿Por qué?
8.- En una competición consistente en tirar de una cuerda en suelo inclinado, el competidor del lado de
abajo tiene la ventaja. ¿Por qué?
9.- Un físico se para sobre una báscula de baño en un ascensor. Cuando el ascensor permanece
estacionario, la báscula marca 73 kg. Describa cualitativamente cómo fluctuará la lectura de la báscula
cuando el ascensor hace un viaje al piso superior.
10.- Cuando estamos parados sobre la Tierra, sus pies ejercen una fuerza (empuje) contra la superficie.
¿Por qué la Tierra no se acelera alejándose de nosotros?
11.- El pulido excesivo de las superficies de un bloque de metal aumenta su fricción. Explique por qué
ocurre esto.
12.- A algunos conductores les gusta girar las ruedas de sus, automóviles para un arranque rápido. ¿Les
da esto mayor aceleración?
13.- Para una velocidad inicial dada, la distancia de detención de tren es mucho mayor que la de un
camión. ¿Por qué?
14.- ¿Por qué la tracción en nieve o hielo de un automóvil con tracción trasera mejora cuando usted
pone peso extra sobre las ruedas traseras?
15.- ¿Por qué las calles mojadas son, en general, más resbaladizas que secas?
16.- Con objeto de detener un automóvil en una calle resbaladiza en la distancia más corta, es mejor
frenar tan fuerte como sea posible sin iniciar un derrape. ¿Por qué el derrape aumenta la distancia de
detención?
17.- Al dar una curva en un automóvil se tiene la impresión de que una fuerza trata de tirar de nosotros
hacia fuera de la curva. ¿Existe dicha fuerza?
18.- Si la tierra dejara de girar (y lo demás quedara igual), el valor de g en todos los puntos de la
superficie salvo los polos sería ligeramente mayor. ¿Por qué?
19.- Un muchacho y una muchacha compiten en tirar de una cuerda, de pie sobre la superficie
resbaladiza (sin fricción) de, una capa de hielo. Mientras tiran de la cuerda, la aceleración instantánea
del muchacho es de 7.0 m/s2 hacia la muchacha y la aceleración instantánea de la joven es de 8.2 m/s2
hacia el joven. La masa del muchacho es de 50 kg. ¿Cuál es la masa de la muchacha?
20.- El avión de combate Grumman F-14B tiene una masa de 16 000 kg y sus motores desarrollan un
empuje de 2.7·105 N a plena potencia. ¿Cuál, es la aceleración horizontal máxima que este avión puede
lograr? Ignore la fricción.
21.- Considere el impacto de un automóvil en una barrera. La velocidad inicial es de 50 km/h y el
automóvil llega al reposo en de una distancia de 0.4 m, con desaceleración constante. Si la masa del
automóvil es de 1400 kg, ¿cuál es la fuerza que actúa sobre el automóvil durante la desaceleración?
22.- Un protón que se mueve en un campo eléctrico tiene una ecuación de movimiento

r  5 104  t uˆ x  2 104  t  2 105  t 2  uˆ y  4 105  t 2 uˆ z
donde la distancia se mide en metros y el tiempo en segundos. El protón tiene una masa de 1.7·10-27
kg. ¿Cuáles son las componentes de la fuerza que actúa sobre este protón? ¿Cuál es la magnitud de la
fuerza?
23.- Al frenar, un automóvil de 1 200kg de masa desacelera a razón de 7.8 m/s2 a lo largo de un camino
nivelado. ¿Cuál es la fuerza horizontal que e1camino ejerce sobre cada rueda del automóvil? Suponga
que todas las ruedas contribuyen en la misma medida al frenado. Ignore la fricción del aire.
24.- Un velero se impulsa sobre el agua por la acción combinada de dos fuerzas: el empuje del viento
sobre la vela y el del agua sobre la quilla. La figura muestra las magnitudes y las direcciones de estas
fuerzas que actúan sobre un velero de tamaño medio (este diagrama extremadamente simplificado no
incluye la resistencia del viento y del agua). ¿Cuál es la resultante de las fuerzas en la figura?
25.- ¿Cuál es la masa de una computadora que pesa 25 N? ¿Cuál es el peso, de un diccionario de 3.5 kg
de masa?
26.- La gravedad en la superficie de Plutón es de 0.045 g. ¿Cuál es el peso de una mujer de 60kg en
Plutón?
27.- Una barra de oro de 500 gr de masa se transporta desde París (g=9.8094 m/s2) a San Francisco
(g=9.7996 m/s2).
a).- ¿Cuál es la disminución del peso del oro? Exprese su respuesta como fracción del peso inicial.
b).- ¿La disminución de peso significa que la barra de oro vale menos en San Francisco?
28.- Una fuerza horizontal mantiene en equilibrio un bloque en una rampa sin fricción. Si el bloque
tiene una masa m=5.0 kg y la rampa forma un ángulo de 50° con la horizontal, ¿cuál es el valor de la
fuerza? ¿Cuál es la fuerza normal que ejerce la rampa sobre el bloque?
29.- Una locomotora tira de un tren que consiste en tres vagones iguales con aceleración constante a lo
largo de una vía recta, sin fricción. Suponga que la tensión de acople entre la locomotora y el primer
vagón es de 12000 N. ¿Cuál es la tensión en el acople entre el primer y segundo vagón? ¿Cuál es entre
el segundo y el tercero? ¿La respuesta depende de la ausencia de fricción?
30.- Una arquero tira de la cuerda de su arco hacia atrás con una fuerza de180N. Si las dos mitades de
la cuerda arriba y debajo de su mano forman un ángulo de 120º una con la otra, ¿cuál es la tensión en
cada mitad de la cuerda'?
31.- Un ascensor acelera hacia arriba a 1.8 m/s2. ¿Cuál es la fuerza normal contra los pies de un
pasajero de 80kg que está de pie en el ascensor? ¿Por cuánto excede esta fuerza su peso?
32.- Una bola esférica de radio R cuelga de un cordón sobre una pared lisa, sin fricción. La masa de la
bola es m, y la longitud del cordón es l. Dibuje todas las fuerzas que actúan sobre la bola. Encuentre la
fuerza normal entre la bola y la pared. Demuestre que N  0 cuando l   .
33.- Una partícula que se desliza hacia abajo por una rampa sin fricción debe alcanzar un
desplazamiento horizontal dado en una cantidad mínima de tiempo. ¿Cuál es el mejor ángulo para la
rampa? ¿Cuál es el tiempo mínimo?
34.- De acuerdo con la prueba realizada por el fabricante, un automóvil con una velocidad inicial de 65
km/h se desplaza una distancia de 20 m en horizontal antes de detenerse. Suponiendo que no hay
derrape durante el frenado, ¿cuál es el valor del coeficiente de rozamiento de las ruedas con el suelo?
35.- Un automóvil tiene una constante aerodinámica C=0.35 y un área de sección transversal de 3.4 m2.
Para equilibrar la resistencia del aire, ¿qué fuerza debe de suministrarse cuando viaja a 20 m/s y cuando
lo hace a 40 m/s?
36.- Demuestre que la velocidad como función del tiempo de una partícula que cae partiendo del


reposo bajo la influencia de la gravedad y una fuerza viscosa de la forma f viscosa  bv es:
 b  t 
mg 
1  exp 

 m 
b 
37.- Dos masas de m1=1.5 kg y m2=3 kg están conectadas por una cuerda que corre sobre una polea sin
masa. La masa m2 cuelga de la cuerda; la otra se desliza en una rampa de 35º con un coeficiente de
fricción cinética igual a 0.4. ¿Cuál es la aceleración de las masas?
v
38.- Una curva con un radio de 400 m se ha diseñado con un ángulo de peralte tal que un automóvil que
se mueva a 75 km/h no tenga que depender de la fricción para mantenerse en la curva. ¿Cuál es el
ángulo de peralte?
39.- Un automóvil que viaja con una velocidad v en una superficie horizontal se aproxima a una pared
de ladrillo. Cuando el automóvil está a una distancia d de la pared, el conductor repentinamente se da
cuenta de que debe frenar o virar. Si el coeficiente de fricción estática entre los neumáticos y la
superficie es  s , ¿cuál es la distancia mínima que el conductor necesita para detenerse sin virar? ¿Cuál
es la distancia mínima que el conductor necesita para completar una vuelta de90º (sin frenar)? ¿Cuál es
la táctica más segura para el conductor?