Guía MII 2S2014






FISICA I


GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS
2014


MODULO II

CLASES 1-14



















FISICA I
MODULO II
CLASE 1

Objetivos de la clase:

- Tratamiento del concepto momento de la cantidad de movimiento (llamado también momento cinético o momento angular) sobre los modelos partícula y sistema de partículas.
- Introducir los conceptos de momento de una fuerza
- Extender el concepto demomento cinético a un sistema de partículas.
- Introducir la importancia de la distribución de masas en la dinámica de las rotaciones sobre los mencionados modelos.

Para poder trabajar en los temas de esta clase se requiere buen manejo de:
Vectores
Producto vectorial,
Leyes de Newton
Concepto de conservación en el tiempo de una magnitud física

Ejercicio 1:

Objetivo: Aprender a calcular el momentoangular.Revisar y fijar el carácter vectorial del mismo.

Las figuras a y b esquematizan dos tramos planos y distintos de una carretera. Imaginemos un automóvil desplazándose con rapidez constante por dichos tramos. a) Para cada uno de los casos, discuta si el módulo del momento angular del automóvil respecto del centro del círculo: aumenta, disminuye o permanece constante, al pasar de un tramorecto al otro. b) determine la dirección del momento angular para cada uno de los casos.










Ejercicio 2:


Objetivo: Aprender a calcular el momentoangular. Emplear la relación entre el momento de las fuerzas actuantes sobre el sistema y la variación del momento angular del sistema. Determinar las condiciones necesarias para que se conserve el momento angular.

Un niño hace girar una pelota atada a un hilo sobre una mesa, en un momento el hilo se corta saliendo tangencialmente a una velocidad de modulo 10 m/seg, si el hilo en el momento decortarse tenía una longitud de 40 cm. Determine: la cantidad de movimiento, antes y después de cortarse el hilo, ¿se conserva? Determine el momento angular de la pelota respecto de la posición inicial “o” centro de la circunferencia que describe; antes y después de cortarse el hilo, ¿se conserva? ¿Que sucede con la energía del sistema?

Ejercicio 3:Objetivo: Estudiar el movimiento de un cuerpo bajo la acción de una fuerza central, a partir del análisis del momento de dicha fuerza y del momento angular del cuerpo.
La Tierra describe una órbita elíptica alrededor del Sol, estando éste en uno de los focos de la elipse. Cuando la Tierra está en la posición más alejada del Sol (afelio) el 2 de julio, su distancia al sol es de 1,52 x1011 m/s ysu velocidad orbital es de 2,93 x 104 m/s.

Halle su velocidad orbital en la posición más cercana al Sol (perihelio) aproximadamente 6 meses después, cuando su distancia al Sol es de 1,47.1011 m. Justifique el procedimiento.
Ayuda: analice la/s fuerza/s actuantes sobre la Tierra. ¿Cuál es la magnitud del momento que ejerce/n respecto del centro del sol?


Datos: MTierra = 6x 1024 kg. MSol = 2 x 1030 kg.

Ejercicio 4:

Una parte de un sistema explorador enviado a un planeta de masa 1/3 de la de la Tierra e igual radio dispara un proyectil con una velocidad v que forma un ángulo  con la horizontal y alcanza nuevamente la superficie del planeta a una cierta distancia del punto en el que se efectuó el disparo. Determine el momento angular del proyectil respectode la posición inicial: a) en el momento en el que es disparado, b) en el momento en que alcanza su altura máxima, c) en un momento inmediatamente anterior al instante en el que choca contra la superficie del planeta, d) Si no hubiera hecho las cuentas necesarias para contestar los puntos anteriores, ¿tendría elementos para determinar si el momento angular se conserva?. Justifique sus repuestas...