Solucionario de Física General de Frederick J. Bueche
Capitulo 1 - Rapidez, desplazamiento y velocidad: Introducción a los vectores
Problemas propuestos
1.21 Un automóvil viaja a razón de 25 km/h durante 4 minutos, después a 50 km/h durante 8 minutos, y por último a 20 km/h durante 2 minutos. Encuentre: a) la distancia total cubierta en km, y b) la rapidez promedio para el viaje completo en m/s.
1.22 Desde
el centro de una ciudad, un vehículo viaja hacia el este durante 80 km y luego
da vuelta al sur durante otros 192 km, hasta que se le acaba la gasolina.
Determinar el desplazamiento del automóvil detenido desde el centro de la
ciudad.
1.36 Encuentre a) A ⃗+ B ⃗+ C ⃗,
b) A ⃗- B ⃗,
y c) A ⃗- C ⃗
si A ⃗= 7i ⃗- 6j ⃗,
B ⃗= - 3i ⃗+ 12j ⃗
y C ⃗= 4i ⃗- 4j ⃗.
Capitulo 2 - Movimiento uniformemente acelerado
Problemas propuestos
2.23 Un cuerpo con velocidad inicial de 8.0 m/s se mueve a lo largo de una línea recta con aceleración constante y recorre 640 m en 40 s. Para el intervalo de 40 s. encuentre: 𝑎) la velocidad promedio, 𝑏) la velocidad final y 𝑐) la aceleración.
2.32 Se deja caer una canica desde un puente y golpea el agua en un tiempo de 5.0 s. Calcule a) la rapidez con que choca contra el agua y b) la altura del puente.
2.44 Se lanza una pelota hacia arriba formando un ángulo de 30° con la horizontal y cae en la parte más alta de un edificio que está a 20 m de distancia. El borde superior se encuentra a 5.0 m por encima del punto de lanzamiento. ¿Con qué rapidez se lanzó la pelota?
3.39 Dos fuerzas actúan sobre un objeto en un punto del modo siguiente: 100 N en 170.0° y 100 N en 50.0°. Determine su resultante.
3.40 Calcule de manera algebraica la resultante de las siguientes fuerzas coplanares: 100 N en 30°, 141.4 N en 45° y 100 N en 240°. Compruebe el resultado de manera gráfica.
3.41 Dos
fuerzas, de 80 N y 100 N, que actúan en
un ángulo de 60°
entre sí, atraen un objeto. a)
¿Qué fuerza única reemplazaría a las dos fuerzas? b)
¿Qué fuerza única (llamada la equilibrante) equilibraría las dos fuerzas?.
3.42 Determine de manera algebraica 𝑎) la resultante y 𝑏) la equilibrante de las fuerzas coplanares siguientes: 300 N en exactamente 0°, 400 N en 30° y 400 N en 150°.
3.43 Un
niño evita que un vagón ruede hacia abajo por unas vías inclinadas a 20°
de la horizontal. Si el vagón pesa 150 N, ¿con cuál fuerza debe el niño jalar
la manija se encuentra paralela al plano inclinado?
3.44 Repita
el
problema 3.43 con la manija a un ángulo de 30° por encima del plano inclinado.
3.45 Una vez encendido, el motor de un cohete pequeño en una nave espacial ejerce una fuerza constante de 10 N durante 7.80 s. Durante el encendido, el cohete hace que la nave de 100 kg acelere de manera uniforme. Determine esa aceleración.
3.46 Una bala suele salir de una pistola normal calibre 45 (cañón de 5.0 in) con una rapidez de 262 m/s. Si tarda 1 ms en atravesar el cañón, determine la aceleración promedio experimentada por la bala de 16.2 g dentro del arma y luego calcule la fuerza promedio ejercida sobre ella.
3.47 Una fuerza actúa sobre una masa de 2 kg y le provoca una aceleración de 3 m/s^2. ¿Qué aceleración produce la misma fuerza al actuar sobre una masa de a) 1 kg? b) 4 kg? c) ¿Cuánto mide la fuerza?
3.48 Un objeto tiene una masa de 300 g. a) Cuanto pesa en la tierra?. a) Cual es su masa en la luna?. c) Cual será su aceleración en la Luna cuando una fuerza resultante de 0.500 N actué sobre el?.
3.49 Un cable horizontal jala un carro de 200 kg por una pista horizontal. La tensión en el cable es de 500 N. Si al principio está en reposo, a) ¿Cuánto tardará el carro en alcanzar una rapidez de 8 m/s? b) ¿Cuánta distancia habrá recorrido?
3.50 Un automóvil de 900 kg recorre 20 m/s en un camino nivelado. ¿Cuánta fuerza retardadora constante se requiere para detenerlo en una distancia de 30 m? (Sugerencia: Determine primero su desaceleración.)
