2. mayo – fisica - 3ro

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I.E.P. “Leonardo de Vinci” Mes: Mayo

Sub – Área: Física 3º Secundaria1

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174Liceo Naval Capitán de Corbeta Manuel Clavero Muga Profesor Cirilo olivares Valencia

En el capítulo anterior aprendimos los conceptos de distancia recorrida y de desplazamiento, utilizando estos mismos conceptos podremos entender dos maneras de interpretar la rapidez con que se realiza un movimiento tomando en cuenta el tiempo empleado.

De aquí se define:

Velocidad Media ( m):

Es aquella velocidad que se mide tomando en cuenta al desplazamiento y al tiempo empleado, esto quiere decir que es independiente de la trayectoria que se empleó en el movimiento.

De manera practica podemos decir que si un móvil va de un punto (A) hasta un punto (B) siguiendo cierta trayectoria, su velocidad media es aquella velocidad con que el móvil podría viajar directamente de (A) hasta (B), es decir, en línea empleando el mismo tiempo.

Matemáticamente decimos:

t: intervalo de tiempo de (A) hasta (B)

Rapidez Media (Vs)

Sub – Área: Física 3º Secundaria

Pedro dice que el bicho camina por el borde izquierdo; mientras que Fedra lo contradice, pues ella ve al bicho caminar por el borde derecho.

¿Quién crees que tiene la razón? ¿Pedro o Fedra?

¿............................?

¿Por la derecha ... o por la izquierda?

Si todo el Universo fuera inmóvil e invariable, “el tiempo físico no tendría sentido”.

Este sólo existe cuando hay alguna variación, porque “el tiempo es la medida del cambio”.

Abstracción

Llegando a las

estrellas

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Como su propio nombre lo indica la rapidez promedio con que un móvil ha recorrido la longitud de su trayectoria para completar su movimiento desde un punto (A) hasta un punto (B). De manera práctica si un móvil va desde un punto (A) hasta un punto (B) siguiendo cierta trayectoria a veces “rápido” a veces “lento”, entonces si el móvil tuviera que recorrer nuevamente la trayectoria de (A) hasta (B) manteniendo una rapidez constante tendría que usar su rapidez media que se calcula sí:

t = tB – tA = Intervalo de tiempo

Velocidad Instantánea ( i):

Es la rapidez y la dirección que tiene un móvil en determinado instante mientras se desarrolla su movimiento. Se representa siempre como una flecha tangente a la trayectoria indicando la dirección del movimiento en ese instante y al costado el valor de su rapidez en ese instante.


Para alcanzar a la estrella ALFA CENTAURO, un vehículo lanzado a 40 x 103km/h tardaría:

¡115 000 años!

Más de 20 veces la duración de la Historia desde la invención de la escritura.

A C T I V I D A D E N A U L A

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En cada caso, según el gráfico mostrado y los datos dados, evalúe la velocidad media ( ) y la rapidez media desarrollada por el móvil de la figura:

1)

= _____________________Vs = ______________________

2)

= _____________________Vs = ______________________

3)

= _____________________Vs = ______________________

4)

= _____________________Vs = ______________________

En cada caso, hallar la rapidez media y el valor de la velocidad media ( ) desarrollada por el móvil.

5)

= _____________________Vs = ______________________

6)

= _____________________Vs = ______________________

7)


5


= _____________________Vs = ______________________

8)

= _____________________Vs = ______________________

En cada caso, según el gráfico mostrado y los datos dados, evalúe la velocidad media ( ) y la rapidez media desarrollada por el móvil de la figura:

1)

= _____________________

Vs = ______________________

2)

= _____________________

Vs = ______________________

3)

= _____________________Vs = ______________________

4)

= _____________________Vs = ______________________


A C T I V I D A D D O M I C I L I A R I A

6


En cada caso, hallar la rapidez media y el valor

de la velocidad media ( ) desarrollada por el

móvil.

5)

= _____________________

Vs = _____________________

6)

= _____________________Vs = ______________________

7)

= _____________________

Vs = _____________________

8)

= _____________________

Vs = ______________________


“Atrévete a ser diferente de los demás,

¡Atrévete a ser grande! Tú serás grande si de verdad crees que puedes serlo.¡Todo depende de ti!”

“Atrévete a ser diferente de los demás,

¡Atrévete a ser grande! Tú serás grande si de verdad crees que puedes serlo.¡Todo depende de ti!”

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El movimiento rectilíneo uniforme como su propio nombre lo indica es el movimiento más sencillo de todos pues en este móvil u objeto en movimiento describe en su trayectoria una línea recta (dirección constante) y mantiene siempre una misma rapidez. A esto lo denominamos movimiento a velocidad constante, en este caso tanto la velocidad media y velocidad instantánea viene a ser la misma, por esta razón en este capítulo hablaremos de velocidad simplemente sin especificar. Lo mismo ocurre entre el módulo del desplazamiento y la distancia recorrida que también coinciden.

En el caso del MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se da una proporcionalidad entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido, cumpliéndose que para tiempos iguales las distancias recorridas deben ser iguales.

En el MRU la velocidad viene a ser lo que el móvil avanza por cada segundo, por cada hora, etc. Normalmente la unidad para la velocidad es m/s (metros recorridos por cada segundo).

Ilustración:

En General:

V : velocidad; d : distancia ; t : tiempo

Unidades:


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d m km cmt s h sv m/s km/h cm/s

Equivalencias:

1km = 1000m 1h = 60min1m = 100cm 1min = 60 segundos 1cm = 10mm 1h = 3600 segundos

Conversión de Velocidades

a) De:

b) De:

VELOCIDADES COMUNES EN LA NATURALEZA

móvil m/s móvil m/s

Caracol

Tortuga

Peces

Transeúnte

Velocistas olímpico

Caballo de carrera

Liebre

Tren (media)

Avestruz

Águila

0,0014

0,02

1,0

1,5

10,2

16

18

20

22

24

Auto turístico

Avión turohélice

Sonido en el aire

Avión a reacción

Bala de fusil

Luna alrededor de la Tierra

Molécula de hidrógeno

Satélite artificial de la Tierra

Tierra alrededor del Sol

Luz y ondas electromagnéticas

30

200

340

550

715

1000

1700

8000

30000

3.10g


.

El Método Mnemotécnico para un

M.R.U.

Sigamos estudiando

.....

Sigamos estudiando

.....

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Observaciones Importantes

1°. En el M.R.U. y en una trayectoria abierta se verifica que: |d| = e

2° Las unidades de la velocidad lineal son: cm/s; m/s; pies/s; km/h; etc.

3° Cuando necesites hacer cambios de unidades: de km/h a m/s o viceversa. Te recomiendo hacer lo siguiente:

Cuando quieras las fórmulas puedes usar:

cubres lo que deseas calcular y obtendrás:

d = v.t. v =

t =


Observa y

memoriza

Observa y

memoriza

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1. Se dispara una bala a razón de 400 m/s. ¿En qué tiempo llegará al blanco situado a 100 m de distancia del punto de disparo?

a) 0,5 s b) 1,5 c) 2,5d) 0,25 e) 0,15

2. Se lanza un "boomerang" logrando recorrer 360 m a razón de 30 m/s. ¿En qué tiempo logra dicho recorrido?

a) 14 s b) 12 c) 10d) 16 e) 18

3. Un niño en bicicleta se mueve a razón de 18 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 126 m?

a) 9 s b) 8 c) 6d) 5 e) 7

4. Una nave se mueve a una rapidez de 16 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 2,4 km?

a) 180 s b) 160 c) 140d) 150 e) 120

5. La sonda espacial "Voyager" logra alcanzar la rapidez de 12 km/s. ¿En qué tiempo logrará

recorrer 7,2x104 m?

a) 6 s b) 60 c) 600d) 0,6 e) 0,06

6. Una tortuga se mueve a razón de 0,02 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 12 m?

a) 60 s b) 600 c) 6d) 0,06 e) 0,6

7. Se lanza un satélite artificial al espacio

logrando obtener una velocidad de 8.103 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 5,6 km?

a) 7 s b) 0,7 c) 0,07d) 700 e) 14

8. En una carrera de caballos, el caballo favorito "Pegasus" logra obtener una rapidez de 16

m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 8 x 104

cm?

a) 50 s b) 40 c) 30d) 20 e) 10

9. Un transeúnte se mueve a razón de 1,5 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer 900 m?

a) 50 s b) 60 c) 600d) 500 e) 30

10.Al encender un "foco"; la luz irradiada por él

empieza a moverse a razón de 3x108 m/s. ¿Al cabo de qué tiempo logrará recorrer 1 800 km de distancia?

a) 0,6 s b) 0,006 c) 6d) 0,0006 e) 60

11.Un canguro australiano logra recorrer 2,7 km a razón de 18 m/s. ¿En qué tiempo logrará recorrer tal distancia?

a) 180 s b) 200 c) 250d) 150 e) 300

12.Un niño emite un sonido logrando recorrer éste 5,1 km de distancia. Si la velocidad del sonido es 340 m/s, ¿en qué tiempo el sonido recorre tal distancia?

a) 5 s b) 10 c) 15d) 20 e) 25

13. Si un móvil recorre 3,6 km en 30 minutos. Calcular la rapidez del móvil en km/h.

a) 18 km/h b) 180 c) 1,8d) 0,9 e) 7,2


A C T I V I D A D E N A U L A

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1. Un móvil recorre 2,4 km en 20 minutos. Calcular la rapidez del móvil en km/h.

a) 8 km/h b) 0,8 c) 7,2d) 0,6 e) 6

2. Si un móvil recorre 36 km en 15 minutos Calcular la rapidez del móvil en km/h.

a) 8 km/h b) 12 c) 9d) 0,9 e) 144

3. Un auto viaja a razón de 54 km/h. ¿Qué velocidad posee en m/s?

a) 10 m/s b) 5 c) 15d) 25 e) 20

4. Un automóvil deportivo viaja a razón de 180 km/h. ¿Qué velocidad posee en m/s?

a) 5 m/s b) 25 c) 50d) 100 e) 150

5. Una liebre se mueve a razón de 20 m/s. Calcule su velocidad en km/h.

a) 64 km/h b) 86 c) 72d) 80 e) 108

6. Si la luna viaja alrededor de la tierra a la velocidad de 1 000 m/s, ¿cuál será su rapidez en km/h?

a) 320 km/h b) 4 800 c) 3 600d) 420 e) 4 000

7. Un satélite artificial metereológico gira alrededor de la tierra a la velocidad de 8 x

103 m/s. ¿Cuál es su rapidez en km/h?

a) 2,88.103 km/h b) 2,88.102

c) 28,8.104 d) 2,88.104

e) N.A.

8. Una bala de fusíl al ser disparada alcanza la velocidad de 725 m/s. ¿Cuál es la rapidez de la bala en km/h?

a) 26,1.104 km/h b) 2,61.103

c) 2,61.104 d) 2,61.105

e) 2,61.10-3

9. Un auto recorre 480 m a razón de 16m/s. ¿En qué tiempo logra recorrer dicha distancia?

a) 10 s b) 30 c) 50d) 70 e) 40

10. Un avión se mueve a razón de 48 m/s. Si logra recorrer 960 m, determine en cuánto tiempo logra dicha distancia.

a) 16 s b) 24 c) 18d)20 e) 25

11. Un tren de 200 m de longitud con una velocidad constante de 72 km/h tarda 30 s en pasar totalmente por un túnel. Hallar la longitud del túnel.

A) 400 m B) 300 C) 250D) 500 E) 350

12. Un muchacho caminando sobre una escalera mecánica detenida se demora en subir 30 s. Cuando está parado sobre la escalera en movimiento se demora en subir 20 s. ¿Qué tiempo demora en subir sobre la escalera en movimiento?

A) 8 s B) 12 C) 10D) 15 E) 20


No dejes para

mañana lo que puedes hacer hoy.

No dejes para

mañana lo que puedes hacer hoy.


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CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS

Según su trayectoria

a) Movimiento Rectilíneo Es aquel movimiento cuya trayectoria es una línea recta.

Trayectorias Rectilíneas

b) Movimiento Circular Es aquel movimiento cuya trayectoria es una circunferencia.

Trayectorias Circulares

c) Movimiento Parabólico Es aquel movimiento cuya trayectoria es una parábola.

Al patear un balón Al cruzar un río

d) Movimiento Elíptico Es aquel movimiento cuya trayectoria es una elipse.


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Según la rapidez:

Movimiento Uniforme: Es cuando el móvil tiene una rapidez constante.

Movimiento Variado: Es cuando el móvil cambia su rapidez.

GALILEO Y LOS CAMBIOS EN LOS MOVIMIENTOS

Utilizando una bola de bronce y un plano inclinado muy pulido, Galileo pudo constatar los siguientes hechos:

Al dejar caer la bola a lo largo del plano, la velocidad de aquella aumentaba a medida que avanzaba en su recorrido, y cuanto más pulido estaba el plano, menos inclinación era necesaria para que la bola se desplazara sobre él.

Al lanzar la bola desde la base del plano para que subiera por él, la velocidad de aquella decrecía hasta anularse; pero, cuanto más pulido estaba el plano y menos inclinación tenía, más distancia recorría la bola sobre él.

Relacionando ambas experiencias, Galileo llegó a la conclusión de que, si el plano fuera horizontal y estuviera muy pulido, la bola realizaría un recorrido muy largo al ser impulsada, y que, en el caso ideal de que el plano estuviera tan pulido que no existiera rozamiento, la bola se desplazaría indefinidamente en línea recta y con velocidad constante, es decir, con movimiento rectilíneo uniforme.

Así pues, para Galileo, las fuerzas son las causantes de que se produzcan cambios en los movimientos de los cuerpos: los cuerpos en reposo se ponen en movimiento por la acción de fuerzas (como, por ejemplo, el impulso que él daba a la bola para que ascendiera por el plano), y los cuerpos en movimiento se detienen también por la acción de las fuerzas (como, por ejemplo, la fuerza de rozamiento que hacía que la bolsa se detuviera tras ascender un determinado espacio por el plano). Sin la existencia de fuerzas no se producen cambios en el movimiento de los cuerpos.

Ya puedes responder a la pregunta del primer acápite. Si el balón que lanzaste se desplazara por una superficie lisa, nunca dejaría de moverse en línea recta y con velocidad constante. Es decir, las fuerzas que actúan sobre los cuerpos son las responsables de los cambios de velocidad que se producen en ellos.

Fue Galileo quien introdujo por primera vez la idea de la aceleración. La desarrolló al descubrir el movimiento de los cuerpos que caen. Aun cuando él había inventado el reloj de péndulo, no podía medir Intervalos de tiempo suficientemente cortos para determinar con exactitud la velocidad de los objetos al caer. Él previó esta dificultad haciendo la mayor parte de su trabajo experimental con planos inclinados. Esta técnica permitió “retrasar” el movimiento acelerado de las esferas rodantes, de tal manera que pudo impedir en forma más exacta las relaciones distancias y tiempo. Galileo verificó su suposición de que la velocidad de las esferas al descender por planos inclinados se incrementaba uniformemente con el tiempo. Encontró que las esferas adquirían la


Galileo Galilei

El físico y astrónomo italiano Galileo sostenía que la Tierra giraba alrededor del Sol, lo que contradecía la creencia de que la Tierra era el centro del Universo. Se negó a obedecer las órdenes de la Iglesia católica para que dejara de exponer sus teorías, y fue condenado a reclusión perpetua. En 1992 una comisión papal reconoció el error de la Iglesia.

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misma cantidad de rapidez en cada intervalo sucesivo de tiempo; esto es, las esferas rodaban con aceleración uniforme o constante. Por ejemplo, si se expresan velocidad y tiempo en unidades modernas, se puede encontrar que una esfera que desciende por un plano inclinado a cierto ángulo adquiere velocidad de dos metros por segundo por cada segundo que rueda. Adquiere una rapidez de dos metros por segundo por cada segundo. Su velocidad instantánea a intervalos de un segundo, incrementándose en esta cantidad, es entonces de 0, 2, 4, 6, 8, 10, etc., metros por segundo. Puede verse que la velocidad de la esfera en cualquier tiempo dado después de que se le ha soltado desde el reposo es simplemente igual a su aceleración multiplicada por el tiempo.

Al disminuir el rozamiento, la bola adquiere más velocidad.

Al disminuir el rozamiento, la bola asciende a más altura.

Si se sustituye la aceleración de la esfera en esta relación, puede verse que al finalizar un segundo, la esfera viaja a dos metros por segundo; al término de 2 segundos, viaja a 4 metros por segundo; a los 10 segundos, lo hace a 20 metros por segundo, y así sucesivamente.

Sub – Área: Física 3º SecundariaA C T I V I D A D E N A U L A

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1. Un móvil recorre cierta distancia a una rapidez constante "V" durante 8 s. Qué tiempo utilizará si la rapidez se duplica para recorrer la misma distancia.

a) 3 s b) 2 c) 1d) 4 e) 16

2. Un "Atleta" recorre una pista de largo "L" en 9 s. Si se decide hacerlo al triple de la velocidad que utiliza, determine el tiempo que demoraría en lograrlo.

a) 6 s b) 4 c) 9d) 3 e) 1

3. Una persona emite un grito desde cierto lugar y otra persona lo escucha a los 2 s de emitido el grito. Determine la distancia que los separa a las dos personas. (Vsonido =

340 m/s)

a) 340 m b) 170 c) 510d) 680 e) 85

4. Un niño envía un grito de ayuda a otro. Si este segundo niño lo escucha luego de 3 s, ¿a qué distancia se encuentran ambos niños?

a) 1 120 m b) 680 c) 340d) 1 020 e) 1 360

5. Sucede una explosión y un hombre cerca a ésta logra escuchar la detonación al cabo de 0,5 s. Determine a qué distancia de la explosión estaba el hombre.

a) 340 m b) 510 c) 85d) 170 e) 680

6. En el siguiente gráfico. Determine al cabo de qué tiempo escucha el primer eco.

a) 1 s b) 2 c) 3

d) 2,5 e) 47. Dos autos se mueven con rapideces de 18

m/s y 24 m/s en la misma dirección. Si pasan por un mismo punto en el mismo instante, determine la distancia que los separa luego de 5 minutos.

a) 1 200 m b) 1 400 c) 1 600d) 1 800 e) 2 400

8. Dos autos de carrera con velocidades de 90 km/h y 108 km/h parten de un mismo punto en la misma dirección. ¿Cuál es la distancia de separación luego de 1 min?

a) 300 m b) 400 c) 500d) 800 e) 600

9. Dos atletas parten de un mismo lugar con rapideces de 8 m/s y 12 m/s pero en direcciones contrarias, según como se muestra en el gráfico. Determine la distancia que los separa luego de 5 s.

a) 60 mb) 120c) 100d) 70e) 80

10.Un "tren bala" que viaja a la razón de 108 km/h debe cruzar un túnel de 600 m. Si la longitud del tren es de 180 m, determine el tiempo de cruce del tren en el túnel.

a) 20 s b) 24 c) 26

d) 28 e) 30

11.Un tren pasa delante de un poste a una velocidad de 36 km/h. Si la longitud del tren es de 240 m, determine el tiempo que demora en cruzarse con el poste.

a) 12 s b) 20 c) 18d) 22 e) 24



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1. Un nadador recorre una piscina de largo "L" en 6 s pero si la distancia se duplicara y la rapidez del nadador se triplicara, determine el tiempo utilizado en este caso.

a) 6 s b) 8 c) 2d) 4 e) 12

2. Un atleta recorre una pista de largo "L" en 8 s. Si el atleta duplicara su rapidez pero recorriendo otra pista de largo "3L" de longitud, determine en qué tiempo se puede realizar este nuevo recorrido.

a) 4 s b) 2 c) 6d) 12 e) 16

3. El sonido se propaga en el aire con una velocidad de 340 m/s. ¿Qué tiempo tardará en escucharse el estampido de un cañón situado a 17 km?

a) 10 s b) 30 c) 20d) 40 e) 50

4. ¿En qué tiempo el sonido producido por una explosión podría viajar 8,5 km?

a) 10 s b) 25 c) 15d) 35 e) 50

5. Una persona emite un grito frente a un muro situado a 170 m de la persona. Determinar al cabo de qué tiempo escucha el eco.

a) 0,5 s b) 1 c) 1,5d) 2 e) 2,5

6. Dos autos se mueven con velocidades de 60 km/h y 30 km/h. Si parten de un mismo punto pero en direcciones opuestas, determine la distancia que los separa al cabo de 1 minuto.

a) 1 000 m b) 1 200 c) 500d) 1 500 e) 1 800

7. Dos móviles se mueven según como se muestra con rapideces de 2 m/s y 8 m/s. Si ambos parten simultáneamente, determinar al cabo de qué tiempo se encontraran dichos móviles.

a) 2 s b) 4 c) 6d) 8 e) 10

8. Dos móviles que se encuentran separados 80m parten simultáneamente con velocidades de 6 m/s y 4 m/s. Determinar el tiempo que demoran en encontrarse ambos móviles.

a) 5 s b) 6 c) 8d) 7 e) 4

9. Un tren que viaja a la velocidad de 20 m/s debe cruzar un túnel de 200 m. Si la longitud del túnel es 160 m. Determine el tiempo de cruce del tren en el túnel.

a) 10 s b) 20 c) 15d) 18 e) 12

10.Un bus se mueve a razón de 20 m/s, al pasar frente a un observador se nota que logra cruzar delante de él en 5 s. Determine la longitud del bus.

a) 80 m b) 90 c) 120d) 100 e) 110

11.Al encontrarnos en cierto lugar queremos averiguar a qué distancia se encuentra el cerro más cercano, para lo cual emitimos un grito y comprobamos que el eco lo escuchamos luego de 2s. ¿A qué distancia se encuentra el cerro? Vsonido = 340 m/s

a) 170m b) 340 c) 540d) 680 e) 720


2. mayo – fisica - 3ro

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