Guía 2 Movimiento Circular

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)