Unidad 1 - Introducción a la biomecánica Guía 2019

CBC / Biofísica 53 / Unidad 1

1.

Para comprender las nociones básicas de movim ...

a) Represente en el sistema de ejes de la figura, los pares (tiempo; reposición).

b) Una los puntos con una curva suave, continua. Respecto a la descripción del movimiento de la aplanadora, ¿qué significado físico tiene unir los puntos? Explique.

c) Si la aplanadora se mueve sobre un camino recto, ¿cómo es posible que el gráfico x=x(t) sea una curva?

d) ¿Dónde estaba la aplanadora en t = 0?

e) ¿Entre 0 y 50 segundos, avanzó o retrocedió?, ¿y entre 50 y 70 segundos?

f) ¿En algún instante, o en algún intervalo de tiempo la aplanadora estuvo detenida?

g) ¿En qué instante comenzó a retroceder?

h) ¿Entre 0 y 70 segundos se movió siempre del mismo modo, o a veces se desplazó más rápido y a veces mas lento? Justifique.

i) ¿Hubo alguna etapa en la que se desplazara distancias iguales en intervalos de tiempos iguales? Justifique.

j) Escriba la ecuación horaria de posición para el movimiento de la aplanadora entre 20 y 50 seg.

k) Describa con palabras como varió la velocidad de la aplanadora desde t = 0 hasta t = 110 seg.

l) ¿Durante que intervalos de tiempo la aplanadora aceleró (cambió su velocidad)?

m) ¿Durante cuál o cuáles de los intervalos anteriores aumentó el modulo de su velocidad (lo que en el lenguaje cotidiano llamamos "aceleró") y durante cuál o cuáles frenó? Justifique.

n) ¿Podría afirmar que en los intervalos mencionados en el ítem I, el movimiento de la aplanadora fue rectilíneo uniformemente variado? Explique. 

2.

Un coche recorre 160 kilómetros cada 4 horas ...

a) ¿Cuál es su velocidad en metros por minutos? ¿y en metros por segundo?

b) Determine cuánto se ha desplazado en 50 segundos, en 25 minutos, y en un día.

c) Grafique la posición en función del tiempo durante los primeros 15 minutos.

3.

Si en 25 segundos después de haber visto un r ...

4.

Un móvil se mueve en forma rectilínea de acu ...

a) ¿Con qué velocidad se desplaza?

b) ¿Dónde se hallará a las 2 horas?

5.

¿A qué hora debe pasar un automovilista por ...

6.

Un corredor recorre 500 metros llanos en 80 se ...

a) ¿Cuánto vale la velocidad a la ida? ¿Cuánto vale la velocidad a la vuelta?

b) Grafique la posición del corredor desde que sale hasta que vuelve.

7.

Un objeto recorre 240 km a dos horas y luego 2 ...

a) Calcule el valor de la velocidad media en las dos primeras horas, en las tres últimas y en el recorrido total.

b) Grafique la posición en función del tiempo.

8.1.

Este ejercicio le ayudará a comprender las ec ...

a) ¿Qué significa que la aceleración constante es de 2m/s²?, ¿ qué significa que es constante?

b) ¿Qué es lo que varía uniformemente en el MRUV?

c) Conociendo la velocidad en t = 0 y el valor de la aceleración, complete la segunda columna de tabla.

d) Grafique la velocidad del auto en función del tiempo.

e) ¿Cómo hubiera sido el gráfico si el auto no hubiera acelerado? Compare. 

f) ¿Qué representa la pendiente en un gráfico velocidad en función del tiempo?

g) Escriba la ecuación horaria de velocidad para el auto.

8.2.

De lo discutido resulta que la forma general d ...

a) ¿ Se desplazará el auto lo mismo entre 0 y 1 segundo que entre 3 y 4 segundos? Explique.

b) Deduzca (con ayuda del docente) la ecuación horaria de la posición para un MRUV.




c) ¿Qué representan los dos primeros términos de esta ecuación?

d) Escribir la ecuación horaria de posición para el auto.

e) Complete la tercer columna de la tabla adjunta.

f) Grafique la posición del auto en función del tiempo ¿Qué curva obtiene?

g) Determine en forma aproximada, a partir de este gráfico, la velocidad en t = 0 s y en t = 3 s. ¿?Qué valores obtiene? ¿Coinciden con los que debía obtener? Explique.

h) Dos finales para le mismo cuento:


9b6Drjcvu8f1.PNG
FINAL 2:
Si a partir de t = 5s y hasta t =8s el auto frena con aceleración constante -3 m/ chart?cht=tx&chl={ ext{s}^2 }&chf=bg,s, describa lo que sucederá, escriba las ecuaciones correspondientes y continúe los gráficos de velocidad en función del tiempo y de posición en función del tiempo.
sVt7D95AyQ8f2.PNG

10.

Un automóvil debe alcanzar, partiendo del rep ...

a) ¿Qué aceleración debe tener este automóvil (supuesta constante)?

b) ¿Cuál será su velocidad al cabo de 5 segundos?

c) Grafique la velocidad y la posición en función del tiempo (en los primeros 10 segundos).

11.

Un subterráneo ingresa a una estación a 36 k ...

a) ¿Cuál debe ser su aceleración de frenado (supuesta constante)?

b) ¿Qué distancia recorre el subte en los cinco primeros segundos, contados desde que entra en la estación?

c) ¿Qué velocidad tendrá el subte un segundo antes de detenerse?

9.

Un móvil realiza un movimiento rectilíneo un ...

12.

Un móvil recorre dos tramos rectilíneos suce ...

a) Calcular la velocidad media en cada tramo y en el recorrido total.

b) Graficar, para el recorrido total, la aceleración, velocidad y posición en función del tiempo.

13.

Un objeto cae partiendo del reposo desde una a ...

a) ¿Cuánto tiempo tarda en llegar al piso?

b) ¿A qué altura del piso se hallará a los 2 segundos de la partida?

c) ¿Qué velocidad tendrá en ese momento?

d) Grafique la posición y la velocidad desde que parte hasta que llega al piso.

e) ¿Con qué velocidad, como mínimo, debería ser lanzado desde el piso hacia arriba para llegar otra vez hasta una altura de 25 m?

14.

Un cuerpo cae libremente, partiendo del reposo ...

a) ¿Cuál es el desplazamiento total?

b) ¿Con qué velocidad pasa por la mitad de su recorrido?

15.

Una partícula disparada verticalmente hacia a ...

a) Hallar la velocidad inicial.

b) Determinar la máxima altura que alcanzará la partícula.

16.

Considerando un sistema de coordinadas positiv ...

a) Representar velocidad en función del tiempo para un objeto que es arrojado hacia arriba, queda pegado en el techo durante unos instantes y luego cae.

b) Representar posición en función del tiempo para el mismo movimiento.

17.

Represente gráficamente aceleración en funci ...

18.

El siguiente gráfico representa la velocidad ...

a) ¿Cuáles son su velocidad y su posición al cabo de tres segundos?

b) ¿Cuánto vale su aceleración?

c) ¿Volverá al punto de partida? ¿cuándo?

d) Grafique la posición en función del tiempo en los primeros 10 s.

19.

El gráfico representa en forma aproximada la ...

a) ¿Cuál es la velocidad máxima que desarrolla?

b) ¿Se detiene al llegar a la meta?

c) Efectúe un gráfico aproximado de v=v (t). Los tramos curvos son arcos de parábola. La curva pasa por el punto (0;0).

20.

¿Qué única fuerza hay que aplicar sobre un ...

21.

Un niño mantiene sobre su mano una pelota en ...

a) ¿Qué fuerzas actúan sobre la pelota? Identifique las reacciones correspondientes.

b) Si ahora lanza la pelota al aire: ¿qué fuerzas actúan sobre la pelota mientras está subiendo en contacto con la mano? ¿Cómo es el módulo de la fuerza de contacto entre la mano y la pelota, con respecto al peso de la pelota? Identifique las reacciones correspondientes. 

22.

En los siguientes esquemas se aplican fuerzas ...

a) Dibuje la fuerza resultante.

b) Calcule la aceleración del cuerpo.

23.

Dos remolcadores llevan un barco de 1000 tonel ...

24.

Un jugador de fútbol patea una pelota de 0,4 ...

a) ¿Qué dirección tiene la aceleración media? ¿Cuál es su valor?

b) ¿Con qué velocidad sale disparada la pelota si inicialmente estaba en reposo y el disparo dura 0,5 segundos?

c) ¿Cuáles de las respuestas anteriores se modifican si, en el instante en el que el jugador patea, la pelota tenía velocidad no nula? Explique. 

25.

Si un avión de 2500 kg vuela horizontalmente ...

a) ¿Cuánto vale la resultante de fuerzas sobre el avión?

b) ¿Cuál es el valor de la fuerza ascensional que el aire ejerce sobre el avión?

26.

Una persona de 50 kg salta hacia arriba con un ...

a) ¿Cuánto vale la fuerza que el piso ejerció sobre la persona?

b) ¿Cuántas veces su peso vale esta fuerza?

27.

El conductor de un auto que se estaba desplaza ...

a) Dibujar todas las fuerzas que actúan sobre el vehículo, e identificar sus pares de interacción. 

b) Calcular el valor de la fuerza que actúa en el frenado.

28.

Un ascensor de 800 kg sube aumentando su veloc ...

a) Calcular la fuerza que ejerce el cable que lo eleva.

b) Si se corta el cable, ¿el ascensor sigue subiendo? ¿Por qué?

c) ¿Cuál es la aceleración del ascensor al cortarse el cable?

29.

Si aplica una fuerza de 20 N que forma un áng ...

30.

Un bloque de 5 kg desliza con rozamiento despr ...

a) Hallar la componente del peso paralela al plano inclinado.

b) ¿Qué tiempo tardará en recorrer la misma distancia con las mismas condiciones iniciales otro cuerpo de masa doble?

31.

La base del un plano inclinado mide 12 m y la ...

a) Calcular el tiempo que cada uno tarda en llegar a la base del plano.

b) Hallar la velocidad que tiene cada uno al llegar a la base del plano.

32.

Un esquiador de 80 kg se deja caer por una col ...

a) ¿Cuál es la energía mecánica inicial del esquiador? ¿Cambia este valor a lo largo del recorrido? Justifique su respuesta analizando las fuerzas que actúan sobre el esquiador.

b) ¿Con qué velocidad llega el esquiador al pie de la colina?

c) ¿Qué debería hacer el esquiador para llegar al pie de la colina con una velocidad de 30 m/s? Justifique su respuesta sobre la base de consideraciones dinámicas y energéticas (de valores numéricos).

d) ¿Y si quisiera llegar con una velocidad de 15 m/s? 

33.

El empleado de una empresa de mudanzas desea t ...

a) Lo empuja con una fuerza de 1000 N, paralela al piso, a lo largo de 8 metros.

b) Tira del mueble con una fuerza de 1000 N por medio de una soga que forma un ángulo de 30° con la horizontal a lo largo de 8 m.

c) El mueble se venía moviendo por un plano horizontal y el empleado lo detiene aplicándole una fuerza de 1000 N, paralela al piso, a lo largo de 6 metros.

d) Camina horizontalmente, con velocidad constante, cargando el mueble sobre sus hombros.

34.

Un caballo arrastra una carreta de 1000 Kg, po ...

a) ¿Qué variación de energía cinética experimenta la carreta?

b) ¿Cuánto vale el trabajo realizado por la fuerza que ejerce el caballo sobre la carreta?

c) ¿Cuánto vale el trabajo de la fuerza de rozamiento carreta-piso?

35.

Un muchacho de 40 kg se deja caer en una patin ...

a) ¿Qué fuerzas actúan sobre la persona y cuáles de ellas hacen el trabajo?

b) ¿Cuánto vale el trabajo de las fuerzas de rozamiento que actúan sobre el sistema muchacho-patineta (que ejercen el aire y el piso en conjunto)?

c) ¿Podría haber llegado hasta una altura de 4 m? Dé varias alternativas y justifíquelas.

36.

Un levantador de pesas desde el piso hasta una ...

a) ¿Qué fuerzas actúan sobre la barra? ¿cuáles de ellas hacen trabajo?

b) ¿Cuánta energía ganó la barra?, ¿cuánto trabajo le entregó el hombre?

c) ¿Cuál es la potencia media transferida por el hombre a la barra?

d) Calcule la energía que pierde el hombre sabiendo que para un proceso de esta naturaleza solo el 12% de esta energía se aprovecha en realizar trabajo sobre la barra. ¿A qué velocidad la pierde?

e) Si la energía conserva, ¿dónde está la energía que el hombre perdió y la barra no ganó?

f) ¿Cuáles de las respuestas anteriores cambian si el hombre demora 20 segundos en levantar las pesas?

37.

El gráfico representa la componente de la fue ...

a) Calcule el trabajo de la fuerza resultante para el desplazamiento del primer metro, del segundo metro y de los cinco primeros metros.

b) Determine en qué posición el cuerpo tendrá el valor máximo de la energía cinética y en cual el valor mínima.  

c) ¿En cuál o cuáles posiciones su velocidad es de 1 m/seg?

38.



a) Calcule, por consideraciones energéticas, la velocidad con la que debe lanzarse una piedra verticalmente hacia arriba para que alcance una altura de 5m. Desprecie el rozamiento con el aire.

b) Si la piedra se lanzara oblicuamente, para que llegara a una altura máxima de 5m, ¿debería arrojarse a mayor velocidad o la misma? Justifique su respuesta, también en términos energéticos. 

c) Realice los gráficos de energía cinética, potencial y mecánica en función de la altura.

39.

Calcule la potencia involucrada en los siguien ...

a) Levantar un bloque de 50 kg a velocidad constante de 1m/s.

b) Subir 10 litros de agua hasta una altura de 10 metros, en 20 segundos.

c) Generar 1 kWh de energía eléctrica en un día.

40.

Un automóvil de 1000 kg sube una pendiente de ...

EEM1.

¿En qué distancia se detendrá, al frenar, u ...

EEM2.

Un proyectil es lanzado verticalmente hacia ar ...

EEM3.

El gráfico representa la velocidad en funció ...

EEM4.

El gráfico representa la velocidad en funció ...

EEM5.

Un coche se mueve por un camino rectilíneo. E ...

EEM6.

Indicar cuál de las siguientes proposiciones ...

EEM7.

Una locomotora arrastra un tren compuesto por ...

EEM8.

Sobre un pasajero en reposo dentro de un ascen ...

EEM 9.

Una niña alcanza balanceándose en una hamaca ...

EEM10.

El gráfico de la figura representa la velocid ...

EEM11.

A un libro de masa 0,5 kg que está inicialmen ...

EEM12.

Un trineo se desliza 100 m por una colina que ...

EEM13.

¿Cuánto cuesta mantener encendida durante 30 ...

EEM14.

Un cuerpo baja cierta distancia con velocidad ...

EEM15.

¿Qué potencia media en HP entrega el motor a ...

EEM16.

Para elevar un cajón hasta una terraza ubicad ...

EEM17.

Tres cuerpos del mismo peso son elevados desde ...

EEM18.

El gráfico corresponde a la potencia instant ...

EEM19.

Una caja sube por un plano inclinado a velocid ...

EEM20.

Un móvil de 2500 kg sube una cuesta inclinada ...

EEM21.

¿Qué fuerza de rozamiento constante detiene ...

EEM22.

Sobre un cuerpo que se desplazó 2 m por un ca ...

EEM23.

Un bloque de 1 kg pasa por el punto A con una ...

EEM24.

El gráfico representa la posición en funció ...

EEM25.

Un cuerpo describe una trayectoria rectilínea ...

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Una caja de 200 kg es elevada por una grúa. L ...

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EEM28.

Se sabe que un móvil esta subiendo por una ra ...

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