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Guía de ejercicios de gravitación. TP07

Contenido: Dinámica, gravitación, fuerzas no conservativas. Problemas con resultado.

Dinámica

Resolver los siguientes ejercicios:

Problema n° 1) Una fuerza horizontal constante de 40 N actúa sobre un cuerpo situado en un plano horizontal liso. Partiendo del reposo, se observa que el cuerpo recorre 100 m en 5 s.

a) ¿Cuál es la masa del cuerpo?

b) Si la fuerza deja de actuar al cabo de 5 s, ¿qué distancia recorrerá el cuerpo en los 5 s siguientes?

Respuesta: a) 5 kg; b) 200 m

Problema n° 2) Un cuerpo de 15 kg de masa reposa sobre un plano horizontal sin rozamiento y se le aplica una fuerza horizontal de 30 N.

a) ¿Qué aceleración se produce?

b) ¿Qué espacio recorrerá el cuerpo en 10 s?

c) ¿Cuál será su velocidad al cabo de 10 s?

Respuesta: a) 2 m/s²; b) 100 m; c) 20 m/s

Problema n° 3) Un cuerpo de 10 kg de masa se mueve con una velocidad constante de 5 m/s sobre una superficie horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es de 0,20.

a) ¿Qué fuerza horizontal se necesita para mantener el movimiento?

b) Si se suprime la fuerza ¿cuándo se detendrá el movimiento?

Respuesta: a) 19,6 N; b) 2,55 s

Problema n° 4) Un electrón (masa = 9.10-31 kg) sale del cátodo de una lámpara de radio partiendo del reposo y viaja en línea recta hasta el ánodo, que está a 0,01 m de distancia, y llega con una velocidad de 6.106 m/s. Si la fuerza que lo acelera es constante (despreciar la fuerza gravitatoria sobre el electrón), calcular:

a) La fuerza de aceleración.

b) El tiempo que empleó en llegar al ánodo.

c) La aceleración.

Respuesta: a) 1,62.10-15 N; b) 3,33.10-9 s; c) 1,8.1015 m/s²

Problema n° 5) Un satélite de comunicaciones de 200 kg de masa se encuentra en una órbita circular de 40000 km de radio alrededor de la Tierra (la masa de la Tierra es 5,97.1024 kg). ¿Cuál es la fuerza gravitatoria sobre el satélite?

Respuesta: 49,8 N

Problema n° 6) La masa de la Luna es, aproximadamente, 1/81 de la masa de la Tierra, y su radio ¼ del de ésta. ¿Cuál es la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna?

Respuesta: 1,94 m/s²

Problema n° 7) Un elevador de 2000 kg de masa sube con una aceleración de 1 m/s². ¿Cuál es la tensión del cable que lo soporta?

Respuesta: 21600 N

Problema n° 8) Si el coeficiente de rozamiento entre los neumáticos de un automóvil y la carretera es 0,5, calcular la distancia más corta para poder detener el automóvil si éste viaja a una velocidad de 96,56 km/h.

Respuesta: 73,76 m

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