Guía 3: Movimiento circular

1) Movimiento circular

http://www.educatina.com/fisica/mecanica/dinamica/movimiento-circular-uniforme-video

2) Movimiento circular

Periodo, frecuencia, velocidad angular
https://www.youtube.com/watch?v=A4qH1TyLQks

3) Longitud de arco, velocidad tangencial y aceleración tangencial
https://www.youtube.com/watch?v=DCSCCrjiSgw

4a)Aceleración centrípeta, vectores.
https://www.youtube.com/watch?v=f7dVkD3Se6g

4b) Teoría aceleración tangencial y normal
https://www.youtube.com/watch?v=88FQIp452mg

5) Problemas resueltos (unicoos) velocidad lineal, velocidad angular.
https://www.youtube.com/watch?v=yxlkgJYDdjU&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7

6) https://www.youtube.com/watch?v=Von4WHSLWqo&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7&index=2

7) https://www.youtube.com/watch?v=Z-XNwkFHjPE&index=3&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7

8)https://www.youtube.com/watch?v=ox1JU240jo4&index=4&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7

9) https://www.youtube.com/watch?v=FSUwTxV1MPA&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7&index=6

10) https://www.youtube.com/watch?v=vOb9wGBJ_9g&index=7&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7

11)https://www.youtube.com/watch?v=1SatSLGyyXA&list=PLOa7j0qx0jgPfPbWnNsxkMRdYdGMeYOM7&index=8

12a) Para recordar: cálculo de la fuerza de tensión, 2 da ley de Newton.
https://www.youtube.com/watch?v=qnkmtfya9yM

12) Giro vertical
https://www.youtube.com/watch?v=FSUwTxV1MPA

13) Giro horizontal
https://www.youtube.com/watch?v=vOb9wGBJ_9g

https://www.youtube.com/watch?v=1SatSLGyyXA

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Guía 3

Movimiento circular

1-Una polea en rotación tiene una velocidad angular de 10 rad/s y un radio de 5 cm. Calcular: a) Frecuencia, b) periodo, c) velocidad lineal de un punto extremo, d) aceleración centrípeta. Rta: a)1,59 Hz, b) 0,628 s, c) 50 cm/s, d) 500 m/s²

2-Una rueda que realiza un MCU tiene un periodo de 0,2 s y un radio de 8 cm. Calcular su frecuencia, velocidad lineal, su velocidad angular, y su aceleración centrípeta. Rta:  Hz, 2513 cm/s, 31,4 rad/s, 78,96 m/s²

3- a) ¿ Cuál es la relación matemática entre diámetro/revoluciones entre poleas?

b- Dos poleas de 6 y 15 cm de radio respectivamente, giran  conectadas por una banda. Si la frecuencia de la polea de menor radio es 20 vueltas/s: a) Cuál será la frecuencia de la mayor, b) Cuál es la velocidad angular, lineal y aceleración centrípeta de cada polea. Rta: 8 Hz, 125,7 rad/s, 50,3 rad/s, 7,54 m/s, 947,5 m/s², 379 m/s²

4- La frecuencia de un motor es de 1800 rps y su eje tiene un diámetro de 6 cm. Si transmite su movimiento por medio de una banda o corre a una pica pasto de 72 cm de diámetro, a) Cuál es la frecuencia de la pica pasto. B) Cuál es la velocidad lineal y angular del eje. Rta: 150 rps, 11309,73 rad/s, 942,47 rad/s, 339,29 m/s

5- La distancia Tierra Sol es 15 x 10 8 Km. Hallar la velocidad de la Tierra alrededor del Sol. Rta: 107518 km/h.

6- Un automóvil de 1500 kg que se mueve sobre un camino horizontal plano recorre una curva cuyo radio es 35 m. Si el coeficiente de fricción estático entre las llantas y el pavimento seco es 0,5 encuentre la rapidez máxima que el automóvil puede tener para tomar la curva con éxito. Rta: 13,095 m/s.

7- Un ingeniero desea diseñar una rampa de salida curva para un camino de peaje de manera tal que un auto no tenga que depender de la fricción para librar la curva sin patinar. Suponga que un auto ordinario recorre la curva con una velocidad de 13,4 m/s y el radio de la curva es 50 m. ¿ Con qué ángulo debe peraltarse la curva? Rta: 20,120°

8- En el modelo de Bohr del átomo de hidrogéno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2,2 x 10⁶ m/s. Encuentre:

a)      La fuerza que actúa sobre el electrón cuando este gira en una órbita circular de 0,53 x 10 ^-10 metros de radio. Masa del electrón 9,11 x 10^-31 kg.

b)      La aceleración centrípeta del electrón.

9- Un automóvil que viaja sobre un camino recto a 9 m/s pasa sobre un montecillo en el camino. El montículo puede considerarse como un arco de círculo de 11 m de radio.

a)      ¿Cuál es el peso aparente de una mujer de 600 N en el carro cuando pasa sobre el montecillo?

b)      ¿Cuál debe ser la rapidez del carro sobre el montecillo si ella no tiene peso en ese momento? (Es decir, su peso aparente es cero)

10- Un carro de montaña rusa tiene una masa de 500 kg, cuando está totalmente lleno de pasajeros.

a)      Si el vehículo tiene una rapidez de 20 m/s en el punto A. ¿Cuál es la fuerza ejercida por la pista sobre el vehículo en este punto? Rta: 24900 N.

b)      ¿Cuál es la rapidez máxima que el vehículo puede alcanzar en B y continuar sobre la pista. Rta: 12,12 m/s.

11- En un modelo del átomo de hidrógeno el electrón en órbita alrededor del protón experimenta una fuerza atractiva de aproximadamente 8,2 x 10^-8 Newton. Si el radio de la órbita es 5,3 x 10^-11 m. ¿Cuántas revoluciones realiza el electrón cada segundo? Masa del electrón: 9,11 x 10^-31 kg.

12- Un carro cuyas ruedas tiene 80 cm de diámetro viaja a 90 km/h. Hallar: a) La velocidad angular de cada rueda, b) Frecuencia y periodo de cada rueda, c) Cuántas vueltas da cada rueda si el carro recorre 10 km. Rta: 62,5 rad/s; 9,94 Hz; 0,1 s; 3978,77.

 13- Un automóvil cuyo velocímetro indica en todo instante 72 km/h, recorre el perímetro de una pista circular en un minuto. Determinar el radio de la misma. Si el automóvil tiene aceleración en algún instante, determinar su módulo, dirección y sentido. Rta: 191m; 2,09 m/s2.

14- Un objeto se desplaza en una trayectoria circular con rapidez constante. a)¿Es constante la velocidad del objeto? b)Es constante su aceleración? Explique sus respuestas.

15- ¿Es posible que un auto se desplace en una trayectoria circular de tal manera que tenga aceleración tangencial pero no aceleración centrípeta?

16- Determina cuales de las siguientes expresiones son verdaderas. Justifiquen sus respuestas.

a-      Si el módulo de la velocidad lineal de un cuerpo se mantiene constante, su aceleración tangencial vale cero.

b-      Cuando la aceleración angular de un cuerpo es constante, el módulo de la componente tangencial de la aceleración es constante.