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Física y Química · 4.º ESO · Problemas resueltos

Problemas resueltos de MRU

En esta página
  1. Problema 1: Velocidad de un tren
  2. Problema 2: La luz del Sol
  3. Problema 3: Un ciclista que va hacia el origen
  4. Problema 4: Dos coches que se cruzan
  5. Problema 5: La policía persigue a un ladrón
  6. Problema 6: La trampa de la velocidad media

Antes de empezar, recuerda el método: dibuja el eje, elige el origen y el sentido positivo, pasa las unidades a un sistema coherente y escribe x=x0+v tx = x_0 + v\,t para cada móvil.

Problema 1: Velocidad de un tren★☆☆

Un tren recorre 180 km en 1 h 30 min con velocidad constante. Calcula su velocidad en km/h y en m/s.

Solución

El tiempo en horas es 1 h 30 min=1,5 h1\un{h}\,30\un{min} = 1{,}5\un{h}, porque media hora es 0,5 h, no 0,30 h.

v=ΔxΔt=180 km1,5 h=120 km/h1203,6=33,3 m/sv = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{180\un{km}}{1{,}5\un{h}} = 120\un{km/h} \qquad\qquad \frac{120}{3{,}6} = 33{,}3\un{m/s}

Problema 2: La luz del Sol★☆☆

La luz viaja a 3⋅108 m/s3\cdot10^8\un{m/s} y el Sol está a 1,5⋅1011 m1{,}5\cdot10^{11}\un{m} de la Tierra. ¿Cuánto tarda su luz en llegarnos?

Solución

Despejamos el tiempo de Δx=v t\Delta x = v\,t:

t=Δxv=1,5⋅1011 m3⋅108 m/s=500 st = \frac{\Delta x}{v} = \frac{1{,}5\cdot10^{11}\un{m}}{3\cdot10^{8}\un{m/s}} = 500\un{s}

Son 8 minutos y 20 segundos: cuando miras el Sol, lo ves como era hace 8 minutos.

Problema 3: Un ciclista que va hacia el origen★★☆

Un ciclista está a 200 m a la derecha de un semáforo y se mueve hacia él a 5 m/s5\un{m/s} constantes.

  1. Escribe su ecuación de movimiento, con origen en el semáforo.
  2. ¿Dónde está a los 30 s?
  3. ¿Cuándo pasa por el semáforo?
Solución
  1. Tomamos la derecha como positiva. Empieza en x0=+200 mx_0 = +200\un{m} y va hacia la izquierda, así que v=−5 m/sv = -5\un{m/s}:

x=200−5 tx = 200 - 5\,t

  1. x(30)=200−5⋅30=50 mx(30) = 200 - 5\cdot30 = 50\un{m}, todavía a la derecha del semáforo.

  2. En el semáforo x=0x = 0: 0=200−5 t⇒t=40 s0 = 200 - 5\,t \Rightarrow t = 40\un{s}.

Problema 4: Dos coches que se cruzan★★☆

Madrid y Valencia están a 360 km. A la vez, un coche sale de Madrid hacia Valencia a 90 km/h y otro sale de Valencia hacia Madrid a 110 km/h. ¿Cuánto tardan en cruzarse y a qué distancia de Madrid lo hacen?

Solución

Origen en Madrid y sentido positivo hacia Valencia. Trabajamos en km y h:

xA=90 txB=360−110 tx_A = 90\,t \qquad\qquad x_B = 360 - 110\,t

Se cruzan cuando xA=xBx_A = x_B:

90 t=360−110 t  ⇒  200 t=360  ⇒  t=1,8 h (1 h 48 min)90\,t = 360 - 110\,t \;\Rightarrow\; 200\,t = 360 \;\Rightarrow\; t = 1{,}8\un{h}\ (1\un{h}\ 48\un{min})

xA=90⋅1,8=162 km de Madridx_A = 90\cdot1{,}8 = 162\un{km}\ \text{de Madrid}

Comprobación: xB=360−110⋅1,8=162 kmx_B = 360 - 110\cdot1{,}8 = 162\un{km}.

Problema 5: La policía persigue a un ladrón★★★

Un ladrón huye en moto a 72 km/h. Diez segundos después, un coche de policía sale del mismo punto a 108 km/h. ¿Cuánto tiempo después de pasar el ladrón lo alcanza la policía, y a qué distancia del punto de partida?

Solución razonada en el pack PDF de la unidad. Incluye este y todos los problemas resueltos paso a paso, la chuleta y el examen tipo.

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Problema 6: La trampa de la velocidad media★★☆

Vas a un pueblo a 30 km a 60 km/h y vuelves por el mismo camino a 40 km/h. ¿Cuál es tu rapidez media en todo el viaje? ¿Y tu velocidad media?

Solución razonada en el pack PDF de la unidad. Incluye este y todos los problemas resueltos paso a paso, la chuleta y el examen tipo.

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