ejemplos de fisica

Ejemplos: movimiento de los satélites
Velocidad orbital de un satélite.
Supongamos que hay una partícula de masa m con trayectoria alrededor de la tierra circular de radio r.
Suponemos que la Tierra está quieta, m lleva velocidad v y no gasta combustible.
Fc = m.ac = m.v²/r.
OJO: La ac no depende de la masa, otro cuerpo de masa m` tendría la misma.
Todas las masas en la misma órbita tienenla misma velocidad lineal.
La fuerza gravitatoria de atracción de la Tierra es F = G.MT.m/r².
Es la misma fuerza vista desde dos puntos de vista distintos.
G.MT.m/r² = m.v²/r
v² = G.MT/r
y por tanto

Velocidad de escape
Es la velocidad que hay que comunicar a un cuerpo de masa m situado sobre la superficie del planeta para que pueda escapar del campo gravitatorio e irse al ∞.
En el ∞ laEM= 0 ya que hemos dicho que la Ep= 0 y la velocidad con la que llega es 0, por tanto Ec + Ep = 0.
Por tanto:
(1/2).m.v0² - G.MT.m./RT = 0
(1/2).m.v0² = G.MT.m./RT
v0² = 2.G.MT./RT

Se puede escribir: go = G.MT/RT²
=
Velocidad en una órbita elíptica.

Si un cuerpo, como es por ejemplo cualquiera de los satélites artificiales que giran alrededor de la Tie­rra, se mueve sobre unaórbita elíptica de acuerdo con la fórmula [11, alcanza su máxima velocidad en el perigeo, y la mínima, en el apogeo.
Si la masa m del satélite es muy pequeña con respecto a la masa M del planeta, que es el caso más común, se puede despreciar m, de donde (véase fórmula [1]):
V2= G. M (2/r – 1/a)
Donde G. M es el producto de dos constantes, o sea otra constante k que para elcaso de la Tierra bale:
K=G.MT=4, OX 1020 cm3/s2
pues G = 6,67 x 10-8 cm3/ g s2 y MT= 6 x 1027 g.
Cuando el satélite se desplaza desde el perigeo hacia el apogeo, el radio vector r aumenta de valor y, de acuerdo con a fórmula [4], la velocidad orbital V disminuye. En cambio, Cuando se traslada desde el apogeo hacia el perigeo, la distancia r disminuye y, entonces, la velocidad V aumenta.Luego, conocido el valor del radio vector r en un punto cualquiera de una órbita de semieje mayor a, se puede deter­minar fácilmente su velocidad en esa posición de la órbita.
Un caso particular de la elipse es la circunferencia, pues en ésta el radio vector r es siempre igual al semieje mayor a, y resulta r = a = R siendo R el radio de la circunferencia. En este caso:
V2c =K/R
En la parábola, encambio, el semieje mayor es infinito, o sea 1/a=0 ; y como además r = R, distancia al centro de la Tierra, se tiene:
V2P = 2. K / R








Ejemplos: ley de gravitación universal
Encontrar la distancia a la que hay que colocar dos masas de un kilogramo cada una, para que se atraigan con una fuerza de un 1 N.
F =1N
G = 6.67 x10-11 Nm2/kg2
m1=1kg
m2=1kg
r =?Calcular el impulso que necesitaba una partícula que tiene una masa de un kg que lleva una aceleración constante de 5 m/s2 en 20 s.
l=ft=mat=(1kg)(5m/s2)(20s)=100 N/s
Cantidad de movimiento lineal: Es el producto de la masa por la velocidad del móvil.

Sobre un cuerpo de masa de 2 kg se aplica una fuerza constante durante 10 s, produciéndole un cambio de velocidad de 10 m/s a 30m/s. ¿Qué fuerza se le aplicó para producirle este efecto? Para resolver este problema, debemos tomar como base la fórmula del impulso y la cantidad de movimiento en relación a la 2a. ley de Newton. l= Ft = P = mv Como se conoce t,m y el cambio de velocidad, tenemos:
Ft=m(vf-vi)
F(10s)=2kg(30m/s-10m/s)
F=2kg(20m/s)/10s=4N



Ejemplo: Centro de masa
Mientras un volquete sea más estrecho ymás largo hacia arriba. Su centro de masa. Será más inestable puesto que el vector fuerza que salga de ese centro de masa que ahora se vuelve centro de gravedad tendrá un menor área de apoyo y en una curva se puede volcar
Si pones una tablilla en un dedo (que tenga más peso de un lado que del otro) y tratas de equilibrarla del centro no podrás, tendrás que buscar el punto de masa para...