Ejercicios y Problemas de Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA) 3º ESO

El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA) son conceptos fundamentales en la física que describen el comportamiento de los objetos en movimiento. En el MRU, los objetos se desplazan a lo largo de una línea recta con una velocidad constante, mientras que en el MRUA, la velocidad de un objeto cambia uniformemente a lo largo del tiempo. Comprender estos principios es esencial para resolver problemas de física y para aplicar estas nociones en situaciones cotidianas. En esta sección, te ofrecemos una variedad de ejercicios y problemas que te ayudarán a afianzar tus conocimientos y a practicar de manera efectiva.

Ejercicios y problemas resueltos

En esta sección, encontrarás una serie de ejercicios y problemas resueltos relacionados con el MRU y el MRUA. Cada ejercicio está diseñado para que puedas practicar y aplicar lo aprendido, y ofrecemos las soluciones para que puedas verificar tus respuestas y mejorar tu comprensión de los conceptos.

Ejercicio 1:
Un tren sale de una estación y se mueve en línea recta a una velocidad constante de \( v = 90 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, un autobús comienza a moverse desde la misma estación con una aceleración constante de \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. Calcula el tiempo que tardará el autobús en alcanzar al tren. 2. Determina la distancia recorrida por cada vehículo en el momento en que el autobús alcanza al tren. 3. Si el tren continúa su trayecto a la misma velocidad, ¿cuánto tiempo tardará en recorrer 150 km desde la estación inicial? *Recuerda convertir las unidades adecuadamente y mostrar todos los pasos de tus cálculos.*
Ejercicio 2:
Un coche viaja en línea recta a una velocidad constante de \( v = 80 \, \text{km/h} \) durante \( 2 \, \text{horas} \). Al llegar a una intersección, acelera uniformemente a \( 5 \, \text{m/s}^2 \) hasta alcanzar una velocidad máxima de \( 100 \, \text{km/h} \). 1. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante el trayecto a velocidad constante. 2. Determina el tiempo que tarda en alcanzar su velocidad máxima tras iniciar la aceleración. 3. Calcula la distancia recorrida durante la fase de aceleración hasta alcanzar la velocidad máxima. 4. Finalmente, halla la distancia total recorrida por el coche durante todo el viaje, sumando la distancia recorrida a velocidad constante y la distancia recorrida durante la aceleración. Recuerda convertir todas las unidades necesarias y dejar tus respuestas en metros y horas.
Ejercicio 3:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de 60 km/h. ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer una distancia de 150 km? Calcula el tiempo en horas y minutos. Además, si después de recorrer los 150 km, el coche acelera a 2 m/s², ¿cuál será su velocidad después de 5 segundos de acelerar?
Ejercicio 4:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de 60 km/h. ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer una distancia de 150 km? Ahora, considera que el mismo coche acelera uniformemente desde el reposo hasta alcanzar una velocidad de 90 km/h en 10 segundos. ¿Cuál es la aceleración del coche durante este periodo?
Ejercicio 5:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \(60 \, \text{km/h}\). Calcula la distancia que recorrerá en \(2\) horas. ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer \(150 \, \text{km}\) si mantiene esa misma velocidad?
Ejercicio 6:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \(60 \, \text{km/h}\). Al mismo tiempo, una bicicleta comienza a moverse desde el reposo y acelera uniformemente a razón de \(2 \, \text{m/s}^2\). 1. Calcula el tiempo que tardará la bicicleta en alcanzar al coche. 2. Determina la distancia recorrida por la bicicleta en ese tiempo. 3. ¿A qué distancia del punto de partida del coche se encontrarán ambos? Recuerda convertir todas las unidades necesarias para realizar los cálculos.
Ejercicio 7:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \(60 \, \text{km/h}\) durante \(2 \, \text{horas}\). Luego, acelera uniformemente a \(80 \, \text{km/h}\) en \(1 \, \text{hora}\). 1. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante todo el trayecto. 2. ¿Cuál es la aceleración del coche durante la fase de aceleración? Recuerda expresar la distancia en kilómetros y la aceleración en \( \text{km/h}^2\).
Ejercicio 8:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \(60 \, \text{km/h}\) durante \(2 \, \text{horas}\). Al llegar a un semáforo, se detiene y, tras 5 segundos, comienza a acelerar uniformemente a \(3 \, \text{m/s}^2\) durante \(10 \, \text{s}\). 1. ¿Cuál es la distancia total recorrida por el coche desde el inicio hasta que termina de acelerar? 2. ¿Qué velocidad alcanza el coche al finalizar la aceleración? 3. Si después de acelerar, el coche mantiene la velocidad alcanzada durante \(15 \, \text{min}\), ¿cuál será la distancia total recorrida en ese tiempo adicional? Recuerda convertir todas las unidades necesarias y mostrar tus cálculos.
Ejercicio 9:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( v_0 = 72 \, \text{km/h} \) durante un tiempo de \( t_1 = 30 \, \text{min} \). Luego, el conductor decide acelerar y aumenta su velocidad a \( v_f = 108 \, \text{km/h} \) durante \( t_2 = 15 \, \text{min} \). 1. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante el primer tramo de movimiento (MRU). 2. Determina la aceleración del coche durante el segundo tramo de movimiento (MRUA). 3. Calcula la distancia recorrida por el coche durante el segundo tramo de movimiento (MRUA). 4. Finalmente, halla la distancia total recorrida por el coche en todo su trayecto. Nota: Recuerda convertir las unidades de tiempo a horas y de velocidad a metros por segundo cuando sea necesario.
Ejercicio 10:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( v = 72 \, \text{km/h} \) durante los primeros 15 minutos. Después, comienza a acelerar uniformemente a razón de \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \) durante 10 segundos. 1. ¿Qué distancia total recorre el coche durante el primer tramo de movimiento (MRU)? 2. ¿Qué velocidad alcanza al final de la fase de aceleración (MRUA)? 3. ¿Cuál es la distancia recorrida durante la fase de aceleración? Recuerda convertir todas las unidades necesarias y justificar cada paso en tus cálculos.
Ejercicio 11:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( v = 60 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, una bicicleta parte del reposo y acelera uniformemente a razón de \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. ¿Cuánto tiempo tardará la bicicleta en alcanzar al coche si ambos comienzan a moverse al mismo tiempo? 2. ¿Qué distancia recorrerá cada uno en el momento en que la bicicleta alcance al coche? Datos a considerar: - 1 km/h = \( \frac{1}{3.6} \, \text{m/s} \) - Fórmulas útiles: - Para el coche (MRU): \( d_c = v \cdot t \) - Para la bicicleta (MRUA): \( d_b = \frac{1}{2} a t^2 \) Resuelve el problema y determina los tiempos y las distancias correspondientes.
Ejercicio 12:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( v = 60 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, una bicicleta comienza a moverse desde el reposo con una aceleración constante de \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. Calcula el tiempo que tardará la bicicleta en alcanzar al coche, expresándolo en segundos. 2. ¿Qué distancia habrá recorrido la bicicleta en ese momento? *Nota: Recuerda convertir las unidades adecuadamente y utilizar las fórmulas del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y del Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA).*
Ejercicio 13:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 90 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, un ciclista comienza a moverse desde el reposo y acelera uniformemente a razón de \( 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. Calcula el tiempo que tardará el ciclista en alcanzar al coche. 2. Determina la distancia recorrida por el ciclista en ese momento. 3. Si el coche continúa su trayecto durante \( 30 \, \text{min} \) más después de que el ciclista lo alcanza, ¿cuál será la distancia total recorrida por el coche en ese tiempo? Recuerda convertir todas las unidades necesarias y utiliza \( g = 9.81 \, \text{m/s}^2 \) para los cálculos si es necesario.
Ejercicio 14:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 90 \, \text{km/h} \) durante \( 30 \, \text{min} \). Después, el conductor acelera uniformemente y alcanza una velocidad de \( 120 \, \text{km/h} \) en \( 10 \, \text{min} \). 1. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante el trayecto. 2. Determina la aceleración del coche durante el periodo de aceleración. 3. Si el coche continúa su trayecto a \( 120 \, \text{km/h} \) durante \( 1 \, \text{hora} \), ¿cuál será la distancia total recorrida desde el inicio hasta el final de este periodo de movimiento?
Ejercicio 15:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 90 \, \text{km/h} \) durante \( 2 \, \text{horas} \) y luego comienza a acelerar uniformemente a \( 3 \, \text{m/s}^2 \) durante \( 10 \, \text{s} \). 1. ¿Cuál es la distancia total recorrida por el coche durante todo el trayecto? 2. ¿Cuál es la velocidad final del coche al finalizar la aceleración? Para resolver el problema, recuerda convertir todas las unidades a las del Sistema Internacional (SI) y utiliza las fórmulas correspondientes para el Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA).
Ejercicio 16:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 72 \, \text{km/h} \). Después de 30 minutos, el coche aumenta su velocidad a \( 90 \, \text{km/h} \) y continúa a esta nueva velocidad durante 1 hora. 1. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante todo el trayecto. 2. Si el coche hubiera mantenido la velocidad inicial de \( 72 \, \text{km/h} \) durante el mismo tiempo total, ¿cuál habría sido la distancia recorrida? Compara ambas distancias y analiza cómo afecta el cambio de velocidad en el movimiento del coche.
Ejercicio 17:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 72 \, \text{km/h} \). Después de 1 hora, el coche se detiene y comienza a acelerar uniformemente hasta alcanzar una velocidad de \( 108 \, \text{km/h} \) en un tiempo de 10 segundos. 1. ¿Cuánto tiempo total ha estado en movimiento el coche hasta alcanzar la nueva velocidad? 2. Calcula la distancia total recorrida por el coche durante todo el trayecto. Recuerda convertir las unidades adecuadamente y utilizar las fórmulas del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA) para resolver el problema.
Ejercicio 18:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 72 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, una moto comienza a moverse desde el reposo, acelerando uniformemente a razón de \( 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. ¿Cuánto tiempo tardará la moto en alcanzar al coche? 2. ¿Qué distancia recorrerá cada uno en el momento en que la moto alcance al coche? Recuerda convertir las unidades necesarias para facilitar los cálculos.
Ejercicio 19:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 72 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, una bicicleta parte del mismo punto y acelera uniformemente a razón de \( 1 \, \text{m/s}^2 \). 1. Calcula el tiempo que tardará la bicicleta en alcanzar al coche. 2. ¿Qué distancia recorrerá la bicicleta en ese tiempo? Recuerda que \( 1 \, \text{km/h} = \frac{1}{3.6} \, \text{m/s} \).
Ejercicio 20:
Un coche se mueve en línea recta con una velocidad constante de \( 72 \, \text{km/h} \). Al mismo tiempo, una bicicleta comienza a moverse desde el reposo y acelera uniformemente a razón de \( 2 \, \text{m/s}^2 \). 1. Calcula el tiempo que tardará la bicicleta en alcanzar al coche. 2. Determina la distancia recorrida por la bicicleta en el momento en que alcanza al coche. 3. Si el coche mantiene su velocidad constante, ¿cuánto tiempo tardará en recorrer la misma distancia que la bicicleta en el momento en que se alcanzan? Nota: Recuerda convertir las unidades adecuadamente y utiliza las fórmulas del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y del Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA) para resolver el problema.

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En esta sección, te recordamos los conceptos fundamentales del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA), que son esenciales para resolver los ejercicios propuestos. Asegúrate de tener claros los siguientes puntos antes de continuar con los problemas.

Temario

  • Definición de MRU y MRUA
  • Ecuaciones del MRU
  • Ecuaciones del MRUA
  • Gráficas del MRU y MRUA
  • Ejemplos prácticos y aplicaciones

Teoría y Recordatorio

El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) se caracteriza por un desplazamiento constante en línea recta, lo que significa que la velocidad es constante a lo largo del tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son:

d = v × t, donde d es la distancia recorrida, v es la velocidad y t es el tiempo.

En contraste, el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA) implica una aceleración constante, lo que significa que la velocidad cambia de manera uniforme. Las ecuaciones fundamentales del MRUA son:

v = v₀ + a × t y d = v₀ × t + (1/2) a × t², donde v₀ es la velocidad inicial, a es la aceleración y d es la distancia recorrida.

Gráficas

Las gráficas del MRU son líneas rectas en un gráfico de posición vs. tiempo, mientras que en el MRUA, la gráfica de velocidad vs. tiempo es una línea recta con pendiente igual a la aceleración. Es importante familiarizarse con estas representaciones gráficas para interpretar correctamente los movimientos.

Si tienes alguna duda mientras realizas los ejercicios, no dudes en consultar el temario o hablar con tu profesor. ¡Buena suerte!

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