asda

1.-­‐
 Una
 cuerda
 ligera
 sostiene
 una
 carga
 fija
 colgante
 de
 25.0
 kg
 antes
 de
 romperse.
 Un
 objeto
 
de
 3.00
 kg
 unido
 a
 la
 cuerda
 está
 girando
 sobre
 una
 mesa
 horizontal
 sin
 fricción
 en
 un
 círculo
 
de
 0.800
 m
 de
 radio,
 y
 el
 otro extremo
 de
 la
 cuerda
 se
 mantiene
 fijo.
 ¿Qué
 intervalo
 de
 
rapidez
 puede
 tener
 el
 objeto
 antes
 de
 que
 la
 cuerda
 se
 rompa.
 

 
Solución:
 
m = 3.00 kg: r = 0.800 m. La cadena se romperá si la tensión supera el peso que
corresponde a:
25.0 kg, así:
Tmax = Mg = 25.0 × 9.80 = 245 N
Cuando la masa de3,00 Kg gira en un círculo horizontal, la tensión proporciona la
fuerza centrípeta, así
T = mv²/r = (3.00)v²/0.800
Entonces v² = rT/m =0.800T/3.00 ≤ (0.800Tmax)/3.00 =0.800 × 245/3.00 = 65.3
m²/s²
Y 0 < v < √65.3 o 0 < v < 8.08 m/s
La cadena se romperá si la tensión T supera el peso que puede soportar la
prueba,
Tmax = mg = (25.0 kg)(9.80 m/s²) = 245 N
A medida que la masa de 3,00 kg gira enun círculo horizontal, la tensión
proporciona la fuerza central
De F∑ = ma, T =mv²/r
Entonces, v ≤√rTmax/m = √ (0.800 m) (245 N)/ (3.00 kg) = 8.08 m/s
Así que la masa alcanza velocidades de entre 0 y 8.08 m/s

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.-­‐
 Una
 curva
 en
 un
 camino
 forma
 parte
 de
 un
 círculo
 horizontal. Cuando
 la
 rapidez
 de
 un
 
automóvil
 que
 circula
 por
 ella
 es
 de
 14
 m/s
 constante,
 la
 fuerza
 total
 sobre
 el
 conductor
 tiene
 
130
 N
 de
 magnitud.
 ¿Cuál
 es
 la
 fuerza
 vectorial
 total
 sobre
 el
 conductor
 si
 la
 rapidez
 es
 18.0
 
m/s?
  
Solucion:
 

 
En una curva horizontal recorrida con rapidez constante la fuerza total sobre el
conductor es la fuerza centrípeta, que vale
F = m v² / R
donde m es la masa del conductor, v la rapidez y R el radio de la curva.
De aquí se deduce
m / R = F / v² = 130 / 14² = 0.663 kg/m
Si la rapidez es v' = 18 m/s en lugar de v = 14 m/s, la fuerza es
F = (m / R) v'² = 0.663 x 18² =215 N
siempre con dirección centrípeta.


 

 

 
3.-­‐
 En
 el
 modelo
 de
 Bohr
 del
 átomo
 de
 hidrógeno,
 la
 rapidez
 del
 electrón
 es
 
aproximadamente
 2.20
 x
 10
 ^-­‐6
 m/s.
 Encuentre
 a)
 la
 fuerza
 que
 actúa
 sobre
 el
 electrón
 
mientras
 da
 vueltas
 en
 una órbita
 circular
 de
 0.530
 x
 10^-­‐10
 m
 de
 radio
 y
 b)
 la
 aceleración
 
centrípeta
 del
 electrón.
 

 
Solución:
 

 
Masa = 9,11 * 10- 31 Kg. V = 2,2 * 106 m/seg. r = 0,53 * 10- 10 metros

F = 83,192 * 10- 9 Newton
b) la aceleración centrípeta del electrón.

a = 9,132 * 1022 m/seg2


 

 


 
4.-­‐ Mientras
 dos
 astronautas
 del
 Apolo
 estaban
 en
 la
 superficie
 de
 la
 Luna,
 un
 tercer
 
astronauta
 orbitaba
 la
 Luna.
 Suponga
 que
 la
 órbita
 es
 circular
 y
 100
 km
 arriba
 de
 la
 
superficie
 de
 la
 Luna,
 donde
 la
 aceleración
 debida
 a
 la
 gravedad es
 1.52
 m/s2.
 El
 radio
 de
 la
 
Luna
 es
 1.70
 x
 106
 m.
 Determine
 a)
 la
 rapidez
 orbital
 del
 astronauta
 y
 b)
 el
 periodo
 de
 la
 
órbita.
 

 
Solucion:
 

 
Datos:
Datos: RE = radio de la luna = 1,7 x 106 metros.
h = La distancia entre el satélite y la superficie de la tierra....