Guia De Problemas

Guia de Problemas N 5

Movimiento circular uniforme. Fuerzas gravitatorias

Problema 1: Un disco de 20 cm de radio gira a 33,33 rpm. a) Hallar su velocidad angular, la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta en un punto del borde. b) Repetir los cálculos para otro punto situado a 10 cm del centro.

c) Cuánto tiempo tardará el disco en girar 780º y en efectuar 20 revoluciones?

Problema 2: Calcular la velocidad angular de cada una de las manecillas de un reloj.

Problema 3: Las ruedas de un automóvil tienen 60 cm de diámetro. Calcular con qué velocidad angular giran, cuando el automóvil marcha a 72 km/h en un camino rectilíneo, sin que resbalen.

Problema 4: 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.

Problema 5: Un móvil recorre una circunferencia de 50 cm de radio con una frecuencia f de 10 Hz. Determinar: a) el período. b) la velocidad angular. c) su velocidad tangencial. d) su aceleración.

Problema 6: ¿Cuál es la aceleración y la fuerza centrípeta que experimenta un chico que pesa 500 N y que viaja en el borde de una calesita de 2 m de radio y que da una vuelta cada 8 segundos?

Problema 7: Un satélite artificial, cuya masa es 100 kg, gira alrededor de la Tierra, dando una vuelta completa cada 90 minutos. Suponiendo que su órbita es circular, que el radio medio de la Tierra es 6360 km, y que la altura media del satélite sobre la superficie terrestre es de 280 km, determinar su velocidad tangencial, su aceleración y la fuerza gravitatoria a la que lo somete la Tierra.

Problema 8: Hallar cuánto pesa un meteorito de 2 kg en el campo gravitatorio de la superficie del planeta Marte. Hallar cuánto pesa Marte en el campo gravitatorio del meteorito, en la misma posición anterior. Datos: constante universal de gravitación G = 6,67 x 10-11 N m2/kg2; masa de Marte = 6,6 x 1023 kg; radio marciano = 3380 km.

Problema 9: Sabiendo que la masa de la Luna es de 7,38 x 1022 kg y el radio lunar es de 1700 km, determinar la aceleración de la gravedad en la superficie de nuestro satélite. La escalerilla del módulo lunar fue diseñada para resistir una carga máxima de 400 N, ¿podrá utilizarla confiadamente un astronauta que pesó 1200 N (con su equipo) aquí en la Tierra?

Problema 10: Suponiendo que el campo gravitatorio a nivel del mar tiene una intensidad de 9,8 m/s2, cuál será su intensidad en el Aconcagua a 6960 m de altura. Expresarla en porcentaje con respecto a g. Radio terrestre = 6360 km. ¿A qué altura sobre el nivel del mar deberá estar una persona de 75 kg para “reducir” su peso 10 %?

Problema 11: Hallar a qué altura sobre la superficie terrestre la aceleración de la gravedad se reduce a la mitad de la que existe a nivel del mar. ¿A qué altura se hace cero? Radio terrestre = 6360 km.

Problema 12: La Tierra, cuya masa es 5,98 x 1024 kg, gira alrededor del Sol en una órbita que se puede suponer circular a una velocidad tangencial de 29,78 km/s dando una vuelta completa en 365,3 días. Dato: G = 6,67 x 10-11 N.m2/kg2.

a) ¿Cuál es radio de la órbita de la Tierra alrededor del Sol?

b) ¿Cuál es la intensidad de la fuerza gravitatoria que mantiene a la Tierra girando alrededor del Sol?

c) ¿Cuál es la masa del Sol?

Problema 13: En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, en electrón gira alrededor del protón en una órbita circular de 0,53 x 10-10 m de radio con una rapidez de 2,18 x 106 m/s. a) ¿Cuál es la aceleración del electrón en el átomo de hidrógeno? b) ¿Cuál es la fuerza centrípeta que actúa sobre él? me-= 9,1 x 10-31 kg.

Problema 14: Se quiere poner en órbita un satélite de comunicaciones

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