Aplicaciones de Las Leyes de Newton Mov. Circular

Universidad Nacional Autónoma de Honduras Centro Universitario Regional del Centro Departamento de Matemáticas Tarea sobre dinámica movimiento circular Integrantes: Nombre

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Nota: Para la realización de esta tarea deberá consultar las secciones 6.1 y 6.2 del libro de texto de la clase de FS100. También puede apoyarse en otros textos de física o en sitios de Internet

Aplicaciones de las leyes de Newton: Movimiento circular 1) Cuando una partícula se traslada con rapidez constante e n una trayectoria experimenta una aceleración: Esta aceleración se llama Está dirigida hacia Su expresión matemática es

Dibuje un diagrama de cuerpo libre de la bola

¿Qué mantiene a la bola en una trayector ia circular?

¿Qué pasa cuando la cuerda se rompe?

Aplique la segunda ley de Newton en la direcc ión de la fuerza radial Fr, escriba la ecuación corr espondiente:

2) Bola que gira sobre una mesa sin fricción:

3) Vaya a la siguiente dirección: http://www.walter-fendt.de/ph14s/circmotion_s.htm . Haga clic sobre los botones de posición, velocidad, aceleración y fuerza. Escriba un r esumen sobre el comportamiento de estos vectores en la simulación.

4) Investigue y explique que es el P ERALTE, ¿Qué propósito tiene?

5) Algunas veces se hace referencia a la fuerza centrífuga ¿Qué e s realmente? Explique

6) La Luna acelera hacia la Tierra. ¿Por qué no se acerca más hacia nosotros?

7) Si hay una fuerza neta sobre una partícula en movimiento circular uniforme, ¿por qué no cambia la rapidez de la partícula?

8) Usted hace girar una pelota en el extremo de un cordón ligero en un círculo horizontal con rapidez constante. ¿Puede el cordón estar realmente horizontal? Si acaso, ¿el cordón estaría arriba o abajo de la horizontal? ¿Por qué?

9) Se hace girar un cubo de agua en un círculo vertical de 1.00 m de radio (la longitud aproximada del brazo de una persona). ¿Cuál debe ser la rapidez mínima del cubo en lo alto del círculo para que el agua no se derrame?

10) Una persona que se monta en una rueda de la fortuna se mueve a través de las posiciones (1) la parte superior, (2) la parte inferior, y (3) la mitad de la altura. Si la rueda gira a una rapidez constante, clasificar estas t res posiciones de acuerdo con (a) la magnitud de la ac eleración centrípeta de la persona, (b) la magnitud de la fuerza centrípeta neta sobre la persona, y (c) la magnitud de la fuerza normal de la persona, (de mayor a menor)

11) ¿Por qué un piloto tiende a desmayarse cuando sale de una pronunciada caída en picada?

12) Si alguien le dijera que los astronautas no tienen peso en órbita porque están más allá de la atracción de la gravedad, ¿aceptaría la afirmación? Explique. Sugerencia: visite las páginas http://www.larazon.es/detalle_hemeroteca/noticias/LA_RAZON_284399/7076-gravedad-cero-sin-salir-de-laatmosfera http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/NewtMtn/NewtMtn.html u otras que considere convenientes

Problemas: Para la realización de estos ejercicios consulte la sección de 6.1 del libro de texto y los diversos ejemplos que ahí se muestran

13) Mientras dos astronautas del Apolo estaban en la superficie de la Luna, un tercer astronauta orbitaba la Luna. Suponga que la órbita es circular y 100 km arriba de la superficie de la Luna, donde la aceleración debida a la 2 6 gravedad es 1.52 m/s . El radio de la Luna es 1.70 x10 m. Determine a) la rapidez orbital del astronauta y b) el periodo de la órbita

14) Una moneda colocada a 30.0 cm del centro de una tornamesa horizontal giratoria se desliza cuando su r apidez es 50.0 cm/s. a) ¿Qué fuerza causa la aceleración centrípeta cuando la moneda está fija en relación con la tornamesa? b) ¿Cuál es el coeficiente de fricción estática entre la moneda y la tornamesa?

15) Una bola de boliche que pesa 71.2 N (16.0 lb) cuelga del techo atada a una cuerda de 3.80 m. Se tira de la bola hacia un lado y luego se suelta; la bola oscila como péndulo. Al pasar la cuerda por la vertical, la rapidez de la bola es de 4.20 m/s. a) ¿Qué aceleración (dirección y magnitud) tiene la bola en ese instante? b) ¿Qué tensión hay en la cuerda en ese instante?

16) Una curva plana (sin peralte) en una carre tera tiene un radio de 220.0 m. Un automóvil toma la curva a una rapidez de 25.0 m/s. a) ¿Cuál es el coeficiente de fricción mínimo que evitaría que derrape (deslice)? b) Suponga que la carretera está cubierta de hielo y el coeficiente de fricción entre los neumáticos y el pavimento es de sólo un tercio del resultado del inciso a). ¿Cuál debería ser la rapidez máxima del auto, de manera que pueda tomar la curva con seguridad?