guia movimiento rotacional

GUÍA DE MOVIMIENTO ROTACIONAL Y GRAVITACIÓN 3° A – B – C – D


1.- Un neumático de un auto de 0.5 m de radio rota a una razón constante de 200 rev/min. Encuentre la rapidez y la aceleración de una pequeña piedra alojada en el dibujo del neumático. R: 10.5 m/s, 219 m/s2 hacia el centro.

2.- Cuando sus cohetes impulsores se separan, los astronautas del transbordador espacial por logeneral detectan aceleraciones de 3g , donde g=9.8 m/s2. En su adiestramiento, los astronautas viajan en un aparato donde experimentan una aceleración como la centrípeta. Específicamente, el astronauta es sujetado con gran fuerza aun extremo de un brazo mecánico que luego gira a rapidez constante en un círculo horizontal. Determine la rapidez de rotación en rev/s, necesaria para dar al astronauta unaaceleración centrípeta de 3g, cuando se encuentra en un movimiento circular con radio de 9.45 m. R: 0.281 rev/s.

3.- El atleta que se muestra en la figura hace girar un disco de 1 kg a lo largo de una trayectoria circular de radio 1.06 m. La máxima rapidez del disco es de 20 m/s. Determine la magnitud máxima de la aceleración radial del disco. R: 377 m/s2.


4.- Busque la informaciónnecesaria para calcular la aceleración radial de un punto sobre la superficie de la Tierra en el ecuador, debido a la rotación de esta alrededor de su eje. R: 0.0337 m/s2

5.- En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2.2 x 106 m/s. Encuentre (a) la fuerza que actúa sobre el electrón cuando éste gira en una órbita circular de radio 0.53 x 10-10 m y (b) laaceleración centrípeta del electrón. R: (a) 8.32 x 10-8 N hacia adentro (b) 9.13 x 1022 m/s2.

6.- Una moneda colocada a 30 cm del centro de una mesa horizontal giratoria se desliza cuando su rapidez es de 5 m/s. Calcule el coeficiente de roce estático entre la mesa y la moneda. R: 8.3.
7.- Una caja de huevos está situada en el centro de una plataforma plana de una camioneta cuando éstatransita por la una curva del camino, que es circular de radio 35 m. El coeficiente de roce estático entre la caja y la plataforma es de 0.6. Calcule la máxima rapidez de la camioneta sin que la caja deslice. R: 14.3 m/s.
8.- Un disco de masa m1 está unido a una cuerda y se deja girar en un círculo de radio R sobre una mesa horizontal sin fricción. El otro extremo de la cuerda pasa por un agujero enel centro de la mesa, y un contrapeso de masa m2 está atado a él. El objeto suspendido permanece en equilibrio mientras gira el disco sobre la mesa. Calcule (a) la tensión en la cuerda (b) la fuerza radial sobre el disco (c) la rapidez del disco. R: (a) m2g (b) m2g (c) (m2gR/m1)1/2.







9.- La fuerza normal de la figura tiene la misma magnitud en todos los puntos sobre la pistavertical, debido a que conductor regula la velocidad para cada punto. Suponga, por ejemplo, que la pista tiene un radio de 3 m y el conductor pasa un punto inferior con una velocidad de 15 m/s. ¿Cuál debe ser la velocidad en el punto 3 para que la fuerza normal en la cima sea la misma que en el inferior? R: 17 m/s.


10.- Un balón de demolición de 2100 kg oscila al final de un cable de 15 m sobreel arco vertical de una circunferencia. En el punto más bajo de oscilación, el balón se está moviendo a una velocidad de 7.6 m/s. Determine la tensión en el cable. R: 2.9 x 104 N.

11.- El control computacional muestra en la pantalla datos a los conductores en la competencia Indianápolis 500. Por un instante, mientras un auto está dando la vuelta a una velocidad de 221 mi/h y una aceleracióncentrípeta de 3g, son mostradas. Determine el radio de la vuelta en metros. R: 332 m.
12.- Un motociclista posee una velocidad constante de 25 m/s mientras pasa sobre lo alto de una montaña, la cual tiene un radio de curvatura de 126 m. La masa de la moto y el conductor es de 342 kg. Encuentra la magnitud (a) de la fuerza centrípeta y (b) la fuerza normal que actúa sobre la motocicleta. R: (a)...