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Ciencias · Pregunta #650

Física: ejercicio PAES resuelto

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Pregunta

Una micro, al salir de un paradero en Valparaíso, parte del reposo y acelera uniformemente a 1,5 m/s21{,}5 \text{ m/s}^2 durante los primeros 66 segundos. Después de este tiempo, mantiene la velocidad alcanzada de forma constante durante 1010 segundos adicionales. ¿Cuál es el desplazamiento total de la micro desde que parte del paradero hasta el final del recorrido descrito?

  1. A.

    117 m117 \text{ m}

  2. B.

    90 m90 \text{ m}

  3. C.

    27 m27 \text{ m}

  4. D.

    144 m144 \text{ m}

Revisar la respuesta y el procedimiento

Respuesta correcta y explicación

Alternativa A

117 m117 \text{ m}

¡Ya po, a calcular este movimiento!
Primero, vamos a determinar el desplazamiento durante la etapa de aceleración (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, MRUA):

  • La micro parte del reposo, así que la velocidad inicial es v0=0 m/sv_0 = 0 \text{ m/s}.
  • La aceleración es a=1,5 m/s2a = 1{,}5 \text{ m/s}^2 y el tiempo es t1=6 st_1 = 6 \text{ s}.
  • Usamos la fórmula del desplazamiento: Δx1=v0t1+12at12\Delta x_1 = v_0 t_1 + \frac{1}{2} a t_1^2
  • Reemplazando: Δx1=(0 m/s)(6 s)+12(1,5 m/s2)(6 s)2\Delta x_1 = (0 \text{ m/s})(6 \text{ s}) + \frac{1}{2} (1{,}5 \text{ m/s}^2) (6 \text{ s})^2
  • Esto nos da Δx1=0+12(1,5)(36)=1,5⋅18=27 m\Delta x_1 = 0 + \frac{1}{2} (1{,}5) (36) = 1{,}5 \cdot 18 = 27 \text{ m}.
    Ahora, calculamos la velocidad final después de la etapa de aceleración, que será la velocidad constante para la segunda etapa (Movimiento Rectilíneo Uniforme, MRU):
  • Usamos la fórmula de velocidad final: vf=v0+at1v_f = v_0 + a t_1
  • Reemplazando: vf=0+(1,5 m/s2)(6 s)=9 m/sv_f = 0 + (1{,}5 \text{ m/s}^2)(6 \text{ s}) = 9 \text{ m/s}.
    Durante la segunda etapa, la micro mantiene esta velocidad constante (v=9 m/sv = 9 \text{ m/s}) por un tiempo t2=10 st_2 = 10 \text{ s}.
  • El desplazamiento en esta etapa es: Δx2=vt2\Delta x_2 = v t_2
  • Reemplazando: Δx2=(9 m/s)(10 s)=90 m\Delta x_2 = (9 \text{ m/s})(10 \text{ s}) = 90 \text{ m}.
    Finalmente, el desplazamiento total es la suma de los desplazamientos de ambas etapas:
  • Δxtotal=Δx1+Δx2=27 m+90 m=117 m\Delta x_{\text{total}} = \Delta x_1 + \Delta x_2 = 27 \text{ m} + 90 \text{ m} = 117 \text{ m}.
    Por lo tanto, la alternativa correcta es la A.

¡Ojo con los distractores! La alternativa B (90 m90 \text{ m}) solo considera el desplazamiento de la segunda etapa (MRU). La alternativa C (27 m27 \text{ m}) solo considera el desplazamiento de la primera etapa (MRUA). Y la alternativa D (144 m144 \text{ m}) se obtiene si se usara la velocidad final (9 m/s) para calcular el desplazamiento con la aceleración durante los primeros 6 segundos como si fuera constante, lo que sería un error, o si se aplicara la aceleración durante todo el tiempo, lo cual tampoco corresponde al enunciado.

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