Movimiento Circular Uniforme

PROBLEMAS RESUELTOS

Sección 6.1 Segunda Ley de Newton aplicada
al Movimiento Circular Uniforme
Problema 6.1 Edición quinta; Problema 6.1 Edición cuarta SERWAY
Un carro de juguete que se mueve con rapidez constante completa una vuelta alrededor de una pista circular
(una distancia de 200 metros) en 25 seg.
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es lamagnitud de la fuerza central que lo mantiene en un circulo?
a) Cual es la rapidez promedio?

b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un
circulo? L = 200 metros = 2 π r
Despejamos el radio

F = 3,01 Newton
Problema 6.2 Edición cuarta SERWAY; Problema 6.5 Edición quinta;
En un ciclotrón (un tipo acelerador de partículas), un deuterón(de masa atómica 2u ) alcanza
una velocidad final de 10 % de la velocidad de la luz, mientras se mueve en una trayectoria circular de 0,48
metros de radio. El deuterón se mantiene en la trayectoria circular por medio de una fuerza magnética. Que
magnitud de la fuerza se requiere?

Velocidad de la luz = 3 X 108 m/seg
Velocidad del deuterón = 3 X 107 m/seg
Masa deuterón 2u = 2 * 1,661 X 10-27kg.
Masa deuterón 2u = 3,322 X 10-27 kg.

F = 6,2287 * 10-12 Newton

Problema 6.2 Edición quinta SERWAY
Una patinadora de hielo de 55 kg se mueve a 4 m/seg.. Cuando agarra el extremo suelto de una cuerda, el
extremo opuesto esta amarrado a un poste.
Después se mueve en un circulo de 0,8 m de radio alrededor del poste.
a) Determine la fuerza ejercida por la cuerda sobre sus brazos.
b)Compare esta fuerza con su peso.
a. Determine la fuerza ejercida por la cuerda sobre sus brazos.

T = 1100 Newton

Ejercicios de movimiento circular con solución
Movimiento circular uniforme (m.c.u.)
1) Una rueda de 50 cm de radio gira a 180 r.p.m. Calcula:
a) El módulo de la velocidad angular en rad/s Resultado: ω= 6π rad/s
b) El módulo de la velocidad lineal de su borde. Resultado: v= 9.42m/s
c) Su frecuencia. Resultado: f= 3 Hz
S
olución
2) Un CD-ROM, que tiene un radio de 6 cm, gira a una velocidad de 2500 rpm. Calcula:
a) El módulo de la velocidad angular en rad/s Resultado: ω= 83.3π rad/s
b) El módulo de la velocidad lineal de su borde. Resultado: v= 15.7 m/s
c) Su frecuencia. Resultado: f= 41.66 Hz
S
olución
3) Teniendo en cuenta que la Tierra gira alrededor del Solen 365.25 días y que el radio de giro
medio es de 1.5 1011
m, calcula (suponiendo que se mueve en un movimiento circular uniforme):
a) El módulo de la velocidad angular en rad/día Resultado: ω= 0.0172 rad/día
b) El módulo de la velocidad a que viaja alrededor del Sol Resultado: v= 29861m/s
c) El ángulo que recorrerá en 30 días. Resultado: θ = 0.516 rad = 29° 33'
d) El módulo de laaceleración centrípeta provocada por el Sol. Resultado: a= 5.9 10-3
m/s2
S
olución
4) Calcular cuánto tiempo pasa entre dos momentos en que Marte y Júpiter estén sobre el
mismo radio de sus órbitas (suponiendo que ambos se mueven con un movimiento circular
uniforme).
Periodos de sus órbitas alrededor del Sol: Marte: 687.0 días Júpiter: 11.86 año
Resultado: t = 816.6 días
S
olución
5) Un piloto deavión bien entrenado aguanta aceleraciones de hasta 8 veces la de la
gravedad, durante tiempos breves, sin perder el conocimiento.
Para un avión que vuela a 2300 km/h, ¿cuál será el radio de giro mínimo que puede soportar?
Resultado: r = 5200 m
S
olución
6) Tenemos un cubo con agua atado al final de una cuerda de 0.5 m y lo hacemos girar
verticalmente. Calcular:

a) El módulo de lavelocidad lineal que debe adquirir para que la aceleración centrípeta
sea igual a 9.8 m/s2
. Resultado: v = 2.21 m/s
b) El módulo de la velocidad angular que llevará en ese caso.
Resultado: ω = 4.42 rad/s = 0.70 vueltas/s
S
olución
7) La Estación Espacial Internacional gira con velocidad angular constante alrededor de la
Tierra cada 90 minutos en una órbita a 300 km de altura sobre la...