Guía nº 30 de ejercicios de movimiento circular
Resolver los siguientes ejercicios
Problema nº 1
Suponiendo la órbita terrestre circular y de radio aproximadamente r = 1,5·10⁸ km, calcular la velocidad orbital de la Tierra. Tener en cuenta que completa una vuelta en 365 días.
• Respuesta: v = 29,9 km/s
Problema nº 2
Un conductor que peso 80 kgf recorre una curva de 100 metros de radio a una velocidad de 120 km/h. Calcular la fuerza que soporta la puerta sobre la que va recargado el conductor.
• Respuesta: F = 90,7 kgf
Problema nº 3
Calcular la fuerza centrípeta de una locomotora de 16 toneladas cuando da una curva de 400 m de radio a 90 km/h.
• Respuesta: FN = 2.551 kgf
Problema nº 4
Un cuerpo de 0,5 kg de masa describe una trayectoria circular de 2 m de radio. Calcular la fuerza centrípeta que lo obliga a seguir esa trayectoria si el cuerpo tarda 0,5 segundos en dar un giro.
• Respuesta: FN = 16 kgf
Problema nº 5
Si la fuerza centrípeta a la que está sometido un cuerpo de masa 500 g es 400 N cuando realiza un movimiento circular uniforme de radio 8 metros, calcular cuánto tarda en completar un giro.
• Respuesta: T = 628 s
Problema nº 6
Si la masa del problema nº 5 se duplica y el radio se reduce a 3 metros, calcular para qué frecuencia es necesaria la misma fuerza centrípeta.
• Respuesta: f = 1,84 s⁻¹
Problema nº 7
Calcular la velocidad angular y tangencial de la masa del problema nº 5.
• Respuesta: ω = 10 rad/s; v = 80 m/s
Problema nº 8
Calcular la velocidad tangencial de una masa de 400 gramos que recorre una trayectoria circular de 80 cm de diámetro por la acción de una fuerza constante y dirigida hacia el centro de 2.000 N.
• Respuesta: v = 45 m/s
Problema nº 9
Suponga al átomo de hidrógeno compuesto por un electrón de masa m = 9·10⁻²⁸ gramos efectuando un movimiento circular uniforme de radio 10⁻⁸ cm alrededor del núcleo. Si la fuerza de atracción es de 0,01 dina, ¿cuál es la velocidad tangencial del electrón?
• Respuesta: v = 3.333 km/s
Problema nº 10
Con los datos del problema nº 9 calcular la cantidad de vueltas que realiza el electrón alrededor del protón en un segundo.
• Respuesta: f = 5,3·10¹⁵ s⁻¹
Bibliografía:
"Física". Hernán Miguel y Marcelo C. Cánepa. 1983. Argentina.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina