Movimiento de Proyectiles

Un objeto es lanzado desde el suelo en ángulo con respecto a la horizontal, describiendo un movimiento parabólico. ¿Cuál es la razón principal por la cual el tiempo de vuelo depende de la componente vertical de la velocidad inicial y no de la horizontal?

• A) Porque la gravedad solo actúa en la dirección horizontal.

• B) Porque la componente vertical es la única que cambia debido a la aceleración de la gravedad.

• • C) Porque la componente horizontal influye solo en la altura máxima.

• D) Porque la componente horizontal es constante durante todo el vuelo.

Durante el movimiento de un proyectil, ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta en el punto más alto de la trayectoria?

• A) La velocidad total del proyectil es cero.

• B) La componente vertical de la velocidad es cero, mientras que la componente horizontal se mantiene constante.

• C) La aceleración debida a la gravedad es cero en ese punto.

• D) La velocidad horizontal disminuye debido a la acción de la gravedad.

Un proyectil es lanzado desde una colina a una altura de 50 metros sobre el suelo con una velocidad inicial de 15 m/s. ¿Cómo afecta esta altura a su tiempo total de vuelo?

• A) El tiempo de vuelo será menor que si el proyectil fuera lanzado desde el suelo.

• B) El tiempo de vuelo no se ve afectado por la altura inicial.

• C) El tiempo de vuelo será mayor que si fuera lanzado desde el suelo.

• D) La altura inicial no tiene ninguna relación con el movimiento del proyectil.

En una competencia de salto, un deportista puede elegir entre dos tipos de trampolines: uno ajustable y flexible, y otro rígido hecho de cemento. ¿Qué diferencia existiría en el movimiento que realiza el deportista dependiendo del trampolín que elija?

• A) El deportista alcanzará mayor altura al usar el trampolín de cemento, ya que una superficie rígida proporciona una fuerza de impulso más fuerte y directa.

• B) El trampolín ajustable permitirá que el deportista alcance mayor altura y velocidad, ya que almacena energía elástica y la libera en forma de impulso hacia arriba.

• C) No hay ninguna diferencia significativa en el movimiento del deportista, ya que ambos trampolines proporcionan el mismo tipo de impulso, lo que depende principalmente de la fuerza muscular del deportista.

• D) El deportista realizará un salto más controlado y eficiente al usar el trampolín de cemento, porque no habrá pérdida de energía debido a la deformación de la superficie.

Un cuerpo se somete al mismo tiempo a la acción de dos velocidades de diferente magnitud ¿Cómo deben ser las direcciones de estas dos velocidades para que el cuerpo se mueva con la máxima velocidad resultante posible? ¿Por qué?

• A) Las dos velocidades deben estar en la misma dirección y sentido, porque la suma vectorial será máxima cuando los vectores estén alineados en la misma dirección.

• B) Las dos velocidades deben ser perpendiculares entre sí, porque esto maximiza el ángulo entre los vectores, resultando en una velocidad resultante mayor.

• C) Las dos velocidades deben tener direcciones opuestas, porque así se compensan las magnitudes de los vectores, lo que da como resultado una velocidad resultante mayor.

• D) Las dos velocidades deben formar un ángulo de 45° entre ellas, porque esto permite que los vectores se sumen en un ángulo óptimo, maximizando la resultante.

Imagina que dos atletas, A y B, lanzan una pelota desde el mismo punto en un campo de juego. Ambos lanzan la pelota con la misma velocidad inicial de 25 m/s, pero en diferentes direcciones: el atleta A la lanza en un ángulo de 60° respecto a la horizontal y el atleta B en un ángulo de 30° respecto a la horizontal. Si ignoramos la resistencia del aire y consideramos que ambos lanzamientos se realizan desde el mismo nivel y aterrizan en el mismo nivel, ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la trayectoria y el desplazamiento de las pelotas?

• A) Ambas pelotas describen la misma trayectoria y tienen el mismo desplazamiento porque la velocidad inicial es la misma.

• B) Ambas pelotas describen la misma trayectoria, pero la pelota lanzada por el atleta A recorre un desplazamiento mayor porque su ángulo de lanzamiento es mayor.

• C) Las pelotas describen trayectorias diferentes y tienen el mismo desplazamiento porque el ángulo de lanzamiento es diferente.

• • D) Ambas pelotas describen la misma trayectoria, pero la pelota lanzada por el atleta B recorre un mayor desplazamiento horizontal.

Si se lanzan dos proyectiles simultáneamente con la misma velocidad inicial pero con diferentes ángulos, ¿Cuál tendrá el mayor alcance horizontal, asumiendo que ambos impactan el suelo al mismo nivel del lanzamiento?

• A) El proyectil lanzado con un ángulo mayor.

• B) El proyectil lanzado con un ángulo de 45 grados.

• C) Ambos proyectiles tendrán el mismo alcance horizontal.

• D) El proyectil lanzado con un ángulo menor.

¿Por qué el ángulo de 45 grados maximiza el alcance horizontal de un proyectil, en ausencia de resistencia del aire?

• A) Porque a este ángulo, la componente horizontal de la velocidad es mayor.

• B) Porque este ángulo produce un equilibrio perfecto entre las componentes vertical y horizontal de la velocidad inicial.

• C) Porque la gravedad actúa más débilmente a ese ángulo.

• D) Porque el ángulo de 45 grados minimiza el tiempo en el aire.

Un jugador de fútbol realiza un lanzamiento de un balón a 45 grados respecto al suelo con una velocidad inicial de 20 m/s. Asumiendo que el aire no ofrece resistencia, y que el balón sigue una trayectoria parabólica, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre el movimiento del balón? (Recuerda que el análisis debe tener en cuenta tanto el movimiento horizontal como el vertical).

• A) La velocidad horizontal del balón es constante, mientras que su velocidad vertical aumenta hasta llegar al punto más alto.

• B) La velocidad horizontal del balón disminuye debido a la aceleración gravitacional, mientras que la velocidad vertical es cero en todo momento.

• C) Tanto la velocidad horizontal como la vertical disminuyen de forma constante durante todo el trayecto debido a la acción de la gravedad.

• D) La velocidad horizontal permanece constante, mientras que la velocidad vertical disminuye hasta el punto más alto y luego aumenta de nuevo hasta llegar al suelo.

En el vasto universo de las magnitudes físicas, algunas se comportan como simples números, mientras que otras poseen una naturaleza más compleja, requiriendo tanto un valor numérico como una dirección en el espacio. En el contexto de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, un cuerpo experimenta cambios en su velocidad a medida que transcurre el tiempo. Considerando este escenario, ¿Cuál de las siguientes magnitudes físicas se caracteriza por ser exclusivamente un valor numérico, sin componente direccional, y que describe la extensión de una superficie plana?

• A) El desplazamiento.

• B) La velocidad.

• C) El área.

• D) La aceleración.