Download Práctica 4. Dinámica del movimiento circular.

Física General para Ciencias Naturales. Modalidad convencional.
Curso 2015
Práctica 4: Dinámica del movimiento circular.
Al igual que en la práctica anterior en todos los problemas identificar claramente el sistema en estudio,
los sistemas de referencia y de coordenadas, hacer un esquema de fuerzas (prolijo!) e identificar quien
ejerce las fuerzas y las reacciones a cada una
1- Una partícula viaja con rapidez constante en un círculo de 3m de radio
y completa una revolución en 20s. La partícula pasa por el punto O en
t=0. Con respecto al origen O halle: a) la magnitud y dirección de los
vectores que describen su posición 5, 7.5 y 10s más tarde. b) La
magnitud y dirección del desplazamiento en el intervalo entre 5 y 10s. c)
El vector velocidad promedio en este intervalo. d) El vector velocidad
instantánea al comienzo y al final de este intervalo. e) El vector
aceleración instantánea al comienzo y al final de este intervalo.
y
P
O
x
2- El tren rápido conocido como TGV que corre desde el sur de Paris hasta Le Mans tiene una rapidez máxima
de 310km/h. a) Si el tren toma una curva a esta velocidad y la aceleración experimentada por los pasajeros debe
estar limitada a 0.05g ¿cuál es el radio mínimo de curvatura de la vía que puede tolerarse? b) Si existe una curva
con un radio de 0.94km ¿a qué valor deberá disminuir su velocidad?
3- Un pequeño auto a control remoto, de 1,6 kg se mueve a velocidad constante
en un círculo vertical tal como se muestra en la figura . Hallar la fuerza que ejerce
el plano sobre el auto en los puntos A y B. Si la pista en el punto B resiste en el
punto una fuerza máxima de 20 N, se rompe o no cuando pasa el auto?
4- Tarzán cuya masa corporal es de 85 kg trata de cruzar un río plagado de
cocodrilos usando a modo de péndulo una liana que cuelga desde un punto
elevado por encima del medio del río. Esta liana es de 10.0 m de largo y la
velocidad que adquiere Tarzán en su intento de cruzar en la parte inferior de la
oscilación es de 8 m/s. Tarzán no sabe que la liana tiene una
resistencia a la rotura de 1000 N. ¿podrá cruzar Tarzán el río?
5- Un niño hace girar una piedra en una circunferencia horizontal con centro a 1.9m sobre el suelo por medio de
una cuerda de 1.4m de longitud. La cuerda se rompe y la piedra sale disparada horizontalmente, golpeando el
suelo a 11m de distancia. ¿Cuál fue la aceleración centrípeta de la piedra mientras estaba en movimiento
circular?
6- Un bloque pequeño de masa m descansa sobre una mesa
horizontal.sin fricción, a una distancia r de un agujero en el centro de la.
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. ¿Qué velocidad se necesita para que el bloque grande quede en
reposo?
7- El juego conocido como Gigante del
Swing consta de un eje central el cual gira
con una determinada velocidad, teniendo
anexado por un sistema de brazos una silla tal como se nuestra en la figura. ¿Cuánto
tarda en realizar una revolución si el ángulo que forma la silla con respecto a la
vertical es de 30o? b) ¿Dependerá el ángulo del peso del pasajero para girar a una
determinada velocidad?
8- Una partícula de masa 25 g se hace girar, de modo que describa una trayectoria
circular en un plano vertical, mediante una cuerda de 40 cm de largo. Si la rapidez
angular es de 30 rad/seg en el punto más alto y de 31.6 rad/seg en el punto más bajo,
calcule: a) La aceleración centrípeta en el punto más alto de la trayectoria. b) La tensión en el punto más bajo de
la trayectoria
9- La bola de la figura, de 1,34 kg de masa está ligada por medio de dos cuerdas de
masa despreciable y 1,7 m de longitud a un asta vertical giratoria. Las sogas se
hallan amarradas en el asta a una distancia d de 1,7 m. Cuando él asta se halla
girando, el modulo de la tensión en la soga superior es de 35 N. a) ¿Cuál es la
tensión en la soga inferior en el mismo instante? b) ¿Cuál es la fuerza resultante
sobre la bola? c) ¿Con qué velocidad gira la bola?