movimiento circular

:;t

La rueda de la fortuna Cosmoclockzr de la
de Yokohama, Japón, tiene roo m de
diámetro. Su nombre proviene de sus 6o brazos,
cada uno de los cuales puede funcionar como
segundero(dando una vuelta cada 6o segundos).

I. Dindtníca d.el tnovfuniento circ¡ilor
lt)
Á
!X

Á

Una pieza de maquinaria consta de una barra
a"tguda de 4o.ocm de longitud, con masas
pequeñas de r.r5kgsujetas por tornillos en sus
extremos. Los tornillos pueden soportar una
fuerza máxima de ZS.oN sin safarse. Esta barra
gira en torno a un eje perpendicular a su centro.

/ a) Determing la rapidez de los pasajeros con esta
rotación. bpt
pasajero pesa 8Bz N en la caseta
de "adivine el peso" en tierra. iQué peso aparente
tendrá en $punto más alto y el más bajo de la
rueda? c/aCuánto tardaúauna revolución, si el
peso aparente delTpasajeroen el punto más alto
fuera cero? a/aCuA sería entonces su peso
aparente en el punto más bajo?

a) Cuando la baria gira a tasa constante sobre una
superficie horizontal sin fricción, icuál es Ia
rapidez máxima que la masa puede tener sin que
se safen los tornillos?
b) Suponga que la máquina se volvió a rediseñar
de manera que la barra gira atasa constante en
un círculo vertical. iSerá más probable que uno
de los tornillos se safe cuando la masa esté en la
parte superior del círculo o en la parte inferior?
Utilice un diagrama de cuerpo libre para saber
por qué.

-S. El sistema que se muestra en la figura puede
usarse para medir la aceleración del mismo. Un
observador que va sobre la plataforma mide el
ángulo, que el cordónque sostiene la bola ligera
forma con la vertical. No hay fricción en ningún
lado.
a) éCómose relaciona el ángulo con la aceleración
del sistema?

c) Usando el resultado del inciso b), d,cuáles la
mayor rapidez que la masa puede tener sin que se
safe un tronillo?

b) Si mr = z5okg y m2 = l25okg, icuáü es el valor
del angulo?

f /. S" ata un cordón a una cubeta con agua,la dual
/ segira en un círculo vertical de radio o.6oom.
iQué rapidez máxima debe tener la cubeta en el
punto más alto del círculo para no derramar
agua?

c) Si usted puede modificar ml y m2, icuál es el
ángulo máximo que usted puede alcanzar?
Explique cómo necesita ajustar m1 y m2 para
lograrlo.

otra versión del "columpio gigante", el
Z\/En
está conectado a dos cables, como se
\-XZasiento
indicaen la figura, uno de los cuales es
horizontal. El asiento gira en un círculo
horizontal a una tasa de g2.orpm. Si el asiento
pesa z55N y una persona de Bz5N está sentada en
é1,obtenga la tensión en cada cable.

SrPefnichaitnul

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-é
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ñ \l t,

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II

i

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:

El bloque de 4.ookg de la figura está unido a
"f.
una varilla vertical con dos cordones. Cuando elsistema gira en torno al eje de la varilla, los
cordones se extienden como se indica en el
diagrama, y la tensión en el cordón superior es de
8o.o N.

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^.

- - - - ttt,

r!

r

r

:

^

a) iQué tensión hay en el cordón inferior?

EF j e r c i c i o s t o m a d o s d e :F ísica Un ive r sita r ia ( Sca r s_ Z e masky12va,E d.);Físi caparaC s.E Ingeni cría(S erw ay_Jewett,7nraE d')

por minuto da el

) iCuántas

"Y,

sistema?

sucede
si

aro gira a r.oorev/s?

c) Calculelas rpm con las que el cordóninferior
pierdetodatensión.

¡J{J'

N'r,

cl) Explique qué sucedesi el número de rpm es
menorqueen él incisoc).

Zf = * o

A

,t{

un bloquepequeñode masam descansa
sobre
-4/.
una
mesa
horizontal
sin
fricción,
a una distanciar
V/
de un agujero en el centro de la mesa. Un cordón
atado al bloque pequeño pasa por el agujero y
está atado por el otro extremo a un bloque
suspendido de masa M. Se imprime al bloque
pequeño un movimiento circular uniforme con
radio r y rapidez v. itfué v se necesitapara que eI
bloque grande quede inmóül una vez que se le
suelta?

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