aprendiendo fisica mecanica

1. 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 la magnitud 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 lafuerza central que lo mantiene en un circulo? L = 200 metros = 2 π r
Despejamos el radio


F = 3,01 Newton
1.


5.  Una masa de 3 kg unida a la cuerda ligera gira en una mesa sin fricción horizontal el radio del círculo es de 0,800 m y la cuerda puede soportar una masa de 25 kg antes de romperse. Que intervalo puede tener la masa antes de que se rompa la cuerda? 

La cuerda se rompe cuandose le cuelgue una masa de 25 kg. Entonces podemos calcular la máxima tensión que soporta la cuerda antes de romperse. 

TMAXIMA = m * g = 25 kg * 9,8 m/seg2 = 245 Newton. 

Con la tensión máxima que soporta la cuerda antes de romperse, se calcula la máxima velocidad que puede girar la masa de 3 kg antes de romper la cuerda. 



Despejando v 







v < 8,08 m/seg. La velocidad de lamasa de 3 kg, no puede alcanzar la velocidad de 8,08 m/seg por que se rompe la cuerda. 

6. Un satélite de 300 kg. de masa se encuentra en una orbita circular alrededor de la tierra a una altitud igual al radio medio de la tierra (Véase el ejemplo 6.6). Encuentre:
a) La rapidez orbital del satélite
b) El periodo de su revolución
c) La fuerza gravitacional que actúa sobre el?
Datos: RE =radio de la tierra = 6,37 * 106 metros.
h = La distancia entre el satélite y la superficie de la tierra, en este problema es igual a RE
  
∑ FY = m a como el satélite se mantiene en orbita circular alrededor de la tierra. La fuerza de la gravedad hará las veces de fuerza centrípeta.

Ordenando la ecuación

m * g = m * a
De lo anterior se deduce que: 


Se cancela la masa m y r
 pero: r =2RE
Reemplazando r =2 RE

Multiplicamos por RE

Ordenando la ecuación

Pero: 
Reemplazando g (gravedad) en la ecuación, tenemos:
 

V = 5586,85 m/seg.
b) El periodo de su revolución (satelite)
Para calcular el periodo, sabemos que la rapidez promedio de una orbita circular del satélite es:

Despejamos el periodo


T = 238,79 minutos
c) La fuerza gravitacional que actúa sobre el? pero: r =2 RE

Pero: Reemplazando la gravedad en la ecuación anterior tenemos:


FR = 735 Newton

32. Una partícula de 0.6 kg tiene una velocidad de 2 m/s en el punto A y una 
energía cinética de 7.5 J en B ¿Cuál es (a) su energía cinética en A? (b) ¿su 
velocidad en B? (c) ¿el trabajo total realizado sobre la partícula cuando se mueve 
de A a B? 
SOL.
Datos
M=0.6m ; Va=2m/s ; Ecb=7.5 j
HALLE
a.
Eca , Vb , W “donde w es trabajo”
EkA=(1/2)*m*(vA)^2 
EkA=(1/2)*0.6*4 
EkA=1.2 J 
b.
EkB=7.5 
(1/2)*m*(vB)^2=7.5 
(1/2)*0.6*(vB)^2=7.5 
(vB)^2=7.5*2/(0.6) 
(vB)^2=25 
vB=5 m/s 
c.
W=EkB - EkA 

W=7.5-1.2 

W=6.3 

34. Una bola de boliche de 7 kg se mueve en linea recta a 3m/s
¿Qué tan rápido se debe mover una bola de ping pong de 2.45g en una linea recta demaneras que las dos tengan el mismo momento?
SOL.
El momento es el producto de la masa por la velocidad. 
El momento de la primera bola vale: p=m.v=7 kg.3 m/s=21 
La velocidad de la segunda (para que tenga el mismo momento) será: v= p/m = 21000 g.m/s / 2,45 g = 8571,43 m/s

35. Un mecánico empuja un automóvil de 2500 kg desde el reposo hasta velocidad v efectuando W=5000 j de trabajo en elreposo. Durante este tiempo, el auto se mueve 25 m. Ignore la fricion entre el auto y el camino, y encuentre.
a. ¿cuál es la velocidad final? B. ¿Cuál es el valor de la fuerza horizontal ejercida sobre el auto? 
SOL.
DATOS
m = 2500 kg 
W = 5000 J 
d = 25 m 
F = ? 
a = ? 
V = ? 
W = F . d ← Trabajo 

Entonces, para obtener la fuerza solo despejamos, reemplazamos y desarrollamos...