COLEGIO SHIRAYURI DEPTO DE CIENCIAS NATURALES  FISICA EJERCICIOS 3er Año Medio (Electivo) Profesor: Alipio Rojas Cabezas

(Actualización 23 de Agosto 2007)

Ejercicios Física Plan Diferenciado 3er Año Medio 2007

(Movimiento Circular Uniforme)

Aplicando las ecuaciones del Movimiento Circunferencial Uniforme (MCU), resuelva los siguientes ejercicios

1.- Exprese:

  a) 44º en rad

  b) 250 gc en rad

 e) 170º en gc

 f) 132 gc en grados sexagesimales

2.- Calcular la velocidad tangencial de un móvil que se desplaza con trayectoria circunferencial recorriendo un arco de 170 (cm) en 0,4 (min).

3.- ¿Cuál es la velocidad angular de un móvilque describe un ángulo de 140º en 5 (s)?

4.- Un caballito de carrusel da 130 vueltas en 5 minutos. Calcular su período y frecuencia de giro.

5.- Matías hace girar una piedra atada a un cuerda, dando 250 vueltas en 4 minutos. Determine el período de giro de la piedra.

6.- El período de giro de un motor es de 0,006 (s).

¿Cuál es la frecuencia de giro en R.P.M.?

7.- Determinar la frecuencia de giro de un móvil cuyo período es de 0,008 (s)

8.- Determine el período de giro de una hélice cuya frecuencia de giro es de 3.000 R.P.M.

9.- Determinar la aceleración centrípeta de un móvil cuya velocidad tangencial es de 5(m/s) y su radio de giro es de 10 (m)

10.- Un cuerpo de 20 kilogramos gira en una trayectoria circunferencial de 60 metros de diámetro. Sabiendo que su frecuencia de giro es de 1600 Hz, calcular:

a) la velocidad angular del cuerpo

b) la aceleración centrípeta

11.- Calcular la fuerza centrípeta necesaria para mantener un cuerpo de 250 gramos moviéndose en un círculo de 4 metros de radio con una velocidad lineal de 6 cm/s

12.- Calcular la velocidad tangencial del extremo del minutero de un reloj de 2,5 centímetros de largo

13.- Calcular el radio de giro de un cuerpo que se desplaza con MCU, sabiendo que su velocidad angular es de 3/7 Pi (rad/s) y su velocidad tangencial de 6,28 (m/s) (Pi = 3,14)

14.- Un disco de 3 metros de diámetro gira con MCU en torno a su centro. Si demora 2 segundos en dar una vuelta completa, calcular:

a) la rapidez lineal de un punto ubicado en el extremo del disco

b) la rapidez angular del disco en (rad/s)

c) la aceleración centrípeta sobre un punto ubicado a 30 centímetros del extremo del disco

15.-La figura siguiente muestra una piedra de 0,5 (kg) que gira atada a una cuerda de 1,5 (m) de largo, dando 30 vueltas por minuto.

Calcular:

a) Período de giro

b) frecuencia

c) velocidad angular

d) velocidad tangencial

e) aceleración centrípeta

f) la tensión que soporta la cuerda

g) realice un esquema de la situación y dibuje en el punto A, el vector velocidad tangencial, en B el vector aceleración centrípeta; en C, el vector fuerza centrípeta; en D el vector fuerza centrífuga y la velocidad angular en el lugar que corresponda.

16.- Francisca y Javiera van patinando alrededor de un poste con MCU, Francisca se agarra del extremo de la cuerda de manera que describe una circunferencia de 5 metros de radio y lleva una velocidad lineal de 6 m/s; Javiera le da la mano de manera que el radio de giro es 6,5 metros

a) ¿cuál es la velocidad angular de cada una de ellas?

b) ¿cuál es la aceleración centrípeta que adquiere Javiera?

c) si la Javiera se suelta, ¿hacia donde continua su movimiento?

17.- ¿Qué ocurre con la aceleración centrípeta de un cuerpo si su velocidad tangencial se cuadruplica el radio disminuye a la quinta parte?

18.- ¿Qué ocurre con la fuerza centrípeta si la masa disminuye a la mitad, el radio de giro disminuye a la tercera parte y la velocidad angular se duplica?

Ejercicios  MOMENTO DE INERCIA

19.- ¿ Cuál es el momento de inercia de una rueda de bicicleta de 2 kg que tiene un radio de giro de 15 cm.

20.- Calcule el momento de inercia de una rueda de automóvil cuya masa es de 10 kg y radio de 30 cm.

21.- Determine el momento de inercia del minutero de un reloj tiene  una longitud de 4 cm y una masa de 2 gramos.

22.- Calcula el momento de inercia de la Luna, en su movimiento de rotación, sabiendo que su masa es de 7,36x10²² kg y su diámetro es de 3,48 x10⁶ m

23.- Calcule el momento de inercia de la Luna alrededor de la tierra si la distancia entre ambos es de 384000 km.

24.- ¿ Por qué el hecho de sostener una vara larga ayuda a los equilibristas a mantener el equilibrio en la cuerda floja?

25.- Suponga que está proyectando un automóvil para una carrera de deslizamiento. Los autos que participan en estas carreras carecen de motor y simplemente se deslizan cuesta abajo. ¿ Debe tener ruedas grandes o pequeñas?. ¿ Debe tener ruedas sólidas como disco o ruedas parecidas a aros?. ¿ Cómo deben ser las ruedas pesadas o ligeras?

26.- Una rueda de alfarero de 0,5 m de diámetro tiene un momento de inercia de 1,25 kg m2 y gira libremente ¿ Cuál es la masa de la rueda?

27.- Una barra uniforme y delgada de 1m de largo tiene una masa de 6 kg. Calculae su momento de inercia si se apoya sobre su centro y se hace girar

28.- Calcula el momento de inercia de la barra anterior si se apoya en uno de sus extremos y se hace girar.