Universidad de Concepción del Uruguay
Ingeniería Agronómica Agosto de 2014
Física
Guía Nº 2
Movimiento Circular
1-Determinen cuáles de las
siguientes expresiones son verdaderas. Justifiquen sus respuestas.
a-Cuando un cuerpo realiza un
movimiento circular variado, su aceleración es tangente a la circunferencia.
b-Cuando la aceleración angular
de un cuerpo es constante, el módulo de la componente tangencial de la
aceleración es constante.
c-Si el módulo de la velocidad
lineal de un cuerpo se mantiene constante, su aceleración tangencial vale cero.
2- Un disco circular de radio de
10 cm parte del reposo y comienza a girar alrededor de un eje horizontal que
pasa por su centro, con una aceleración angular constante de 2 rad/s2.
Un punto p del borde del disco se encuentra al iniciarse el movimiento en la
misma vertical del centro y encima de él. Calcúlese al cabo de 1 s:a) La
posición al cabo de 1 s.b)Su aceleración normal, c)Su aceleración tangencial,
d)La aceleración resultante. Rta: 1 rad; 0,4 m/s2, 0,2 m/s2
, 0,447 m/s2.
3-Un ciclista y su máquina pesan
en conjunto 80 kgf y recorren una pista circular de 2,4 m de radio. La velocidad
en el punto más bajo es de 9,8 √2
m/s. a)Calcular la aceleración normal en el punto más alto.b)Hallar la fuerza
que ejerce la pista sobre la bicicleta en el punto más alto.c)¿Con qué fuerza
presiona la bicicleta contra la pista?d) ¿Cuál es la velocidad que ha de tener
la bicicleta en el punto más alto para no despegarse de la pista? Rta: 9,899
m/s, 253,333 kgf, a cargo del alumno, 4,48 m/s.
4-Un automóvil cuyas ruedas
tienen un radio de 30 cm, marcha a 50 Km/h, en cierto momento su conductor
acelera hasta alcanzar 80 km/h, empleando en ello 20 s. Calcular la aceleración
angular de las ruedas y el número de vueltas que dio en ese tiempo. Rta: 1,39
rad/s2, 191,6
5- Un punto P, ubicado sobre una
línea horizontal de referencia, describe un movimiento circular uniforme de 0,5
m de radio, efectuando 5 vueltas por segundos. Calcular la aceleración instantánea
cuando pasa por un punto A distante de la posición de origen. Rta: 493,48 m/s2
6- Una rueda de la fortuna que
gira 4 veces cada minuto y tiene un diámetro de 18 m.a)¿Cuál es la aceleración
centrípeta del pasajero? Qué fuerza ejerce el asiento sobre un pasajero de 40
kg,b) En el punto más bajo del viaje, c) En el punto más alto, d)¿Qué fuerza ejerce
el asiento sobre un viajero cuando se encuentra a la mitad entre los puntos más
altos y más bajos? Rta: 1,57 m/s2; 454,8 N; 329,2 N; 397 N (radio 9 metros)
7- Una caño de montaña rusa tiene
una masa de 500 kg cuando está lleno de pasajeros, a)Si el vehículo tiene una
rueda de 20 m/s en el punto A,¿Cuál es la fuerza ejercida por la pista sobre el
vehículo en ese punto?,b)¿Cuál es la rapidez máxima que el vehículo alcanza en
B y continuará sobre la pista? Rta: 24900 N; 12,12 m/s.
8-En el modelo atómico 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 esto giran en
una órbita circular de 0,53 x 10 -10 m de radio. B) la aceleración
centrípeta del electrón. Rta: 83,192 x 10-9 N; 9,132 x 10 22
m/ s2. (Masa del electrón 9,11 x 10 -33 kg)
