Narnia El Armario Labruja Yel Ropero

Ejercicios
Problemas sobre movimiento circular uniforme.
Fórmulas básicas
Estrategias
Lea el ejercicio (mínimo 2 veces), saque los datos, unifique las unidades en el SI, seleccione las fórmulas y despeje la incógnita antes.
1) Longitud de una circunferencia
2)3) Velocidad lineal o tangencial
4) Aceleración centrípeta
5) Velocidad angular
6) Fuerza centrípeta
7) Peralte en curva




Aceleración centrípeta

1. Una pelota está unida al extremo de una cuerda de 1.5 m y gira en círculos con rapi-dez constante de 8 m/s. ¿Cuál es la ace-leración centrípeta, frecuencia, periodo, velocidad angular?

2. Una polea motriz de6 cm de diámetro se ha-ce girar a 9 rev/s. ¿Cuál es la aceleración cen-trípeta en un punto localizado en el borde de la polea? ¿Cuál sería la velocidad lineal de una banda accionada por la polea?
Resp. 95.9 m/s2, 1.70 m/s
3. Un objeto gira describiendo un círculo de 3 m de diámetro con una frecuencia de 6 rev/s. ¿Cuáles son en este caso el periodo de re-volución, la velocidad lineal y laaceleración centrípeta?

4. Un automóvil transita por una curva de 50 m de radio y recibe una aceleración centrípeta de 2 m/s2. ¿Cuál es su rapidez constante?
Resp. 10.0 m/s
5. Un automóvil de 1500 kg recorre una pista circular con una rapidez constante de 22 m/s. Si la aceleración centrípeta es de 6 m/s2, ¿cuál es el radio de la pista? ¿Cuál es la fuerza cen-trípeta sobre el automóvil?

6.** Unavión desciende siguiendo una trayectoria curva de radio R a la velocidad v. La aceleración centrípeta es de 20 m/s2. Si tanto la velocidad como el radio se duplican, ¿qué valor tendrá la nueva aceleración? Explicar el procedimiento por escrito.

Fuerza centrípeta

1. Un niño de 20 kg se desplaza en círculos a 16 m/s sobre una pista de 16 m de radio, en uno de los juegos mecánicos de una feria.¿Cuál es la fuerza resultante sobre el niño?

2. Una piedra de 3 kg, atada a una cuerda de 2 m, oscila describiendo un círculo horizontal, de manera que completa una revolución en 0.3 s. ¿Cuál es la fuerza centrípeta sobre la piedra? ¿Se ejerce sobre la piedra alguna fuerza que la impulse hacia fuera?
Resp. 26.30 N, no
3. Un objeto de 4 kg oscila describiendo un círcu-lo horizontal con unarapidez de 30 m/s. ¿Cuál es el radio de su trayectoria si la fuerza cen-trípeta es de 1000 N ?

4. Dos masas de 8 kg están unidas en el extremo de una varilla de aluminio de 400 mm de lon-gitud. La varilla está sostenida en su parte media y gira describiendo un círculo. La vari-lla puede soportar solamente una tensión má-xima de 800 N. ¿Cuál es la frecuencia máxima de revolución?

5. Un corredorde 70 kg recorre una pista de 25 m de radio con una rapidez de 8.8 m/s. ¿Cuál es la fuerza central que hace al corredor describir la curva y a qué se debe esa fuerza?
Cálculo del peralte de curvas

1. En un día lluvioso, el coeficiente de fricción estática entre los neumáticos y la carretera es de sólo 0.4. ¿Cuál es la rapidez máxima a la que puede transitar un automóvil en una curva de 80 m deradio?

2. Halle el coeficiente de fricción estática nece-sario para mantener un movimiento a 20 m/s en una curva cuyo radio es de 84 m.
Resp. 0.486

3. Calcule el ángulo del peralte necesario para que el automóvil transite por la curva descrita en el problema 10-15 sin derrapar.

Resp. 31.2°
4. Se ha encontrado que el ángulo de peralte óptimo para una curva de 20 m de radio es de 28°.¿Para qué rapidez fue proyectado este ángulo?



Gravitación

1. ¿Qué distancia debe haber entre un peso de 2 toneladas y un peso de 3 ton si su fuerza de atracción mutua es igual a 0.0004 N?


2. Una masa de 4 kg se encuentra a una distan-cia de 8 cm de una masa de 2 kg. Calcule la fuerza de atracción gravitacional entre las dos masas.

3. Una masa de 3 kg está colocada a 10 cm de una...