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Circular Motion and Gravitation Quiz
Use equations on the white board!!!
1A. A .5 kg rock tied to a string is traveling at a constant speed of 4 m / s in a circle of radius
1.5 m. Calculate the centripetal acceleration of the rock. Then calculate the amount of force
needed to keep the rock in a circle?
1B. What could happen to make the rock hit you in the head?
2A. A 1.3 m long fishing line rated as "10 lb test" that can stand a force of 10 lb (44.48 N) is
attached to a rock of mass 0.5 kg. Calculate the maximum speed at which the rock can be rotated
without breaking the line.
2B. What happens if the rock goes faster than this speed?
3A. A .5 kg rock tied to the end of a string moves in a circle at a constant speed of 2.5 m / s and
experiences an acceleration of 4.0 m / s2. What is the radius of the circle of its motion?
3B. What if the centripetal force stays the same but the string is longer than this?
4A. A .5 kg rock tied to the end of a string moves in a circle of radius 1.2 m with a constant
speed of 3.0 m /s. Calculate the centripetal acceleration of the rock. Then calculate the force
needed to keep the rock in orbit.
4B. What happens if the rock accelerates faster than this?
5A. A satellite of mass 500 kg is placed in an orbit at the same speed and time period as Earth.
The radius is 5 times the radius of the Earth (the distance between the satellite and the center of
the Earth is equal to 5 Earth radii.) Calculate the centripetal force experienced by the satellite.
The radius of the Earth is 6.37 x 10^6 m.
5B. Which of the following will affect the speed of a satellite
A. Mass of Satellite B. Distance of the Satellite above Earth
C. Mass of the Earth
D. Speed of the Satellite
E. Force of Gravity
6A. The distance from the Earth to the Sun is 1.5 x 1011 m (93 million miles), and the time for
one complete orbit of the Earth about the Sun is one year. How long would it take for a planet
located at twice this distance from the Sun to complete one orbit?
6B. How many Earth years would a planet like Mercury experience in one of its years?
7 A. A car of mass 1000 kg travels around a level curve of radius 40 m. If the maximum
frictional force that can be exerted upon the car by the road (determined by the coefficient of
friction between the tires and the road) is 7000 N how fast can the car travel without "spinning
out?"
7B. What if the large vehicle like an SUV or Truck is moving around the curve at the
maximum speed of the car?
8A. The mass of Mars is 6.37 x 1023 kg and its radius is 3430 km. Calculate the force of
Gravity for Mars.
8B. Based on gravitational force, How would your weight on Mars be different than your
weight on Jupiter? Why?
9A. In aviation, a "standard turn" for a level flight of a propeller-type plane is one in which the
plane makes a complete circular turn in 2.00 minutes. If the speed of the plane is 170 m/s, a.
What is the radius of the circle? b. What is the centripetal acceleration of the plane?
9B. What will need to happen for the plane to stay in a circle if it is carrying too much cargo and
passengers?
10A. A 35.0 kg boy is swinging on a rope 7.00 m long. He passes through the lowest position
with a speed of 3.00 m/s. What is the tension force on the rope at that moment?
10B. Explain one way the rope could fail in this scenario.
11A. The moon's mass is 7.35 × 1022 kg, and it moves around the earth approximately in a circle
or radius 3.82 × 105 km. The time required for one revolution is 27.3 days. Calculate the
centripetal force that must act on the moon.
11B. What provides the centripetal force for the moon to move in this pattern?
12A. A car of mass 1200 kg drives around a curve with a radius of 25.0 m. If the driver
maintains a speed of 20.0 km/hr, what is the required force of friction between the tires and the
road?
12B. What happens to the force requirement if the car has old, bald tires?
13A. An old trick is to swing a pail full of water in a vertical circle. If the "swinger" is not to get
wet and the radius of the circle in which she swings the pail is 0.800 m, what is the minimum
speed with which she can swing the pail at the top of the swing? (Remember, acceleration of all
objects downward on Earth is the same due to the force of gravity…9.8 meters per second
squared).
13B. Explain why, if she reaches this minimum speed, she won’t get wet? Use an equation to
defend your answer.
14A. Would there be a difference in a person’s weight if they were weighed on the Equator and
on the North Pole? Assume, for the purposes of this problem, that the earth is perfectly spherical.
14B. Would there be a difference in orbital speed if it was measured on the Equator and on the
North Pole?
15A. Communications satellites are placed in what are called "geosynchronous" orbits around
the earth. This means that the satellite will have an orbital period which matches the period for
one earth revolution (one day). A 10,000 kg. satellite is sent into orbit around Earth at a distance
of 300,000 m above Earth. How fast does the satellite have to move to stay in orbit?
15B. What would happen if the satellite lost a large chunk of mass due to mechanical failure?
Movimiento circular y gravitación - Quiz
Utilizar ecuaciones en la pizarra blanca !!!
1. Una piedra atada a una cadena se desplaza a una velocidad constante de 4 m / s en un círculo de radio de 1,5 m.
Calcular la aceleración centrípeta de la roca. A continuación, calcule la cantidad de fuerza necesaria para mantener
la roca en un círculo? Lo que podría suceder para que la roca le golpeó en la cabeza?
2. Una línea larga de pesca 1.3 m calificado como "prueba de 10 lb" que puede soportar una fuerza de 10 libras
(44.48 N) está unido a una roca de masa 0,5 kg. Calcular la velocidad máxima a la que la roca se puede girar sin
romper la línea. ¿Qué pasa si la roca va más rápido que esta velocidad?
3. Una roca atada al extremo de una cuerda se mueve en un círculo a una velocidad constante de 2,5 m / s, y
experimenta una aceleración de 4,0 m / s2. ¿Cuál es el radio de la circunferencia de su movimiento? ¿Qué pasa si la
cadena es más larga que esto?
4. Una roca atada al extremo de una cuerda se mueve en un círculo de radio 1,2 m con una velocidad constante de
3,0 m / s. Calcular la aceleración centrípeta de la roca. A continuación, calcular la fuerza necesaria para mantener la
roca en órbita. ¿Qué pasa si la roca acelera más rápido que esto?
5. Un satélite de masa de 500 kg se coloca en una órbita de radio de 5 veces el radio de la Tierra (la distancia entre el
satélite y el centro de la Tierra es igual a los radios 5 Tierra.) Calcular la fuerza centrípeta experimentado por el
satélite . El radio de la Tierra es de 6,37 x 106 m. Lo que podría suceder para que la caída de satélite a la Tierra?
6. La distancia de la Tierra al Sol es de 1,5 x 1,011 m (93 millones de millas), y el tiempo para una órbita completa
de la Tierra alrededor del Sol es de un año. ¿Cuánto tiempo haría falta para que un planeta se encuentra al doble de
la distancia desde el Sol en completar una órbita?
7. Un coche de 1000 kg de masa se desplaza alrededor de una curva de nivel de radio de 40 m. Si la fuerza de
fricción máxima que puede ser ejercida sobre el coche por la carretera (determinado por el coeficiente de fricción
entre los neumáticos y la carretera) es de 7000 N qué tan rápido puede viajar el coche sin "girando fuera?"
8. La masa de Marte es 6,37 x 1023 kg y su radio es 3,430 kilometros. Calcular la fuerza de la gravedad para el
Marte. ¿Cómo sería su peso en Marte ser diferente de su peso en Júpiter? ¿Por qué?
9. En la aviación, una "respuesta estándar" para un nivel de vuelo de un avión de hélice es aquella en la que el avión
hace un giro circular completo en 2,00 minutos. Si la velocidad del avión es de 170 m / s, a. ¿Cuál es el radio del
círculo? segundo. ¿Cuál es la aceleración centrípeta del avión?
10. Un niño de 35,0 kg se balancea en una cuerda 7,00 m de largo. Él pasa a través de la posición más baja, con una
velocidad de 3,00 m / s. ¿Cuál es la fuerza de tensión en la cuerda en ese momento?
11. La masa de la Luna es de 7.35 × 1.022 kg, y se mueve alrededor de la Tierra aproximadamente en un círculo o
un radio de 3,82 x 105 kilómetros. El tiempo requerido para una revolución es 27,3 días. Calcular la fuerza
centrípeta que deben actuar en la luna. ¿Cómo se compara esto con la fuerza gravitatoria que la Tierra ejerce sobre la
luna en esa misma distancia?
12. Un coche de la masa de 1200 kg unidades en una curva con un radio de 25,0 m. Si el conductor mantiene una
velocidad de 20.0 km / h, ¿cuál es la fuerza requerida de fricción entre los neumáticos y la carretera?
13. Un viejo truco es hacer pivotar un balde lleno de agua en un círculo vertical. Si el "libertino" no se moje y el
radio del círculo en el que se balancea el cubo es de 0,800 m, ¿cuál es la velocidad tangencial mínima con la que se
puede hacer pivotar el cubo en la parte superior de la oscilación? Explicar por qué, si se alcanza esta velocidad
mínima, que no se moje?
14. ¿Cuál es la diferencia porcentual en el peso aparente de una persona en el ecuador y el polo norte. Supongamos,
a efectos de este problema, que la tierra es perfectamente esférica.
15. Los satélites de comunicaciones se colocan en las llamadas órbitas "geosincrónicas" alrededor de la tierra. Esto
significa que el satélite tendrá un periodo orbital que coincide con el período para una revolución tierra (un día). ¿A
qué altura sobre la superficie de la tierra debe colocar uno de los mencionados satélites con el fin de alcanzar una
órbita geosíncrona? ¿Qué tan rápido que el satélite se mueven? ¿Por qué es deseable para los satélites de
comunicaciones para ser colocados en órbitas tan?