EjerciciosFyQ

[P(3721)] Aceleración centrípeta de un cuerpo con movimiento circular (8333)

F_y_Q — 2024-10-26T05:53:52Z

Para ver el enunciado y la solución del problema resuelto en el vídeo, clica en este enlace.

Velocidad, aceleración y fuerza sobre un corredor que corre en círculo (7878)

F_y_Q — 2023-03-08T06:25:29Z

Un corredor de 108 kg da una vuelta en un campo de fútbol. El corredor recorre un camino que es parte de un círculo con un radio de 10 m. El corredor da un cuarto de vuelta alrededor del círculo en 2.3 s. Determine la velocidad, la aceleración y la fuerza neta que actúa sobre el corredor.

Lo primero que debes calcular es la distancia que recorre el corredor. La longitud de la circunferencia la debes dividir por cuatro, porque solo ha recorrido un cuarto de vuelta:

a) La velocidad con la que corre es:

b) La aceleración del corredor será la aceleración normal, porque corre con velocidad constante:

c) La fuerza que actúa sobre el corredor es la fuerza centrípeta:

Velocidad y fuerza centrípeta en un movimiento circular uniforme (7842)

F_y_Q — 2023-01-26T07:07:21Z

Un automóvil de 1 000 kg transita por una curva de 50 m de radio y recibe una aceleración centrípeta de , determina:

a) La rapidez del automóvil.

b) La fuerza centrípeta.

b) Se trata de un movimiento circular uniforme y lo más fácil es empezar por el segundo apartado porque es inmediato al conocer la masa y la aceleración centrípeta:

a) La rapidez está relacionada con la aceleración centrípeta por medio del radio:

Sustituyes y calculas el valor de la velocidad:

[P(1407)] Ángulo del peralte de una curva para que un coche no derrape (7680)

F_y_Q — 2022-08-08T05:38:53Z

Si haces clic en este enlace puedes ver el enunciado y el resultado del problema que se resuelve en el vídeo.

[P(1406)] Velocidad máxima para que un coche no derrape en una curva

F_y_Q — 2022-08-07T07:04:57Z

Si lo deseas, puede clicar AQUÍ para ver el enunciado y la solución del problema resuelto en el vídeo.

Ampliación: dinámica del movimiento circular y ley de Hooke (7669)

F_y_Q — 2022-07-28T12:57:35Z

Un muelle varía su longitud natural de 1.5 m (longitud en reposo) por la acción de la rotación de una masa 1 kg pegada a ella. Supón que no hay fricción, que la velocidad angular es y que la constante del muelle tiene un valor de .

a) Calcula la elongación () que sufre el muelle. ¿Cuál será la nueva longitud del muelle?

b) Calcula la fuerza centrípeta, la aceleración normal y la fuerza normal.

c) Calcula el valor de una fuerza F en la dirección radial si se pretende disminuir la velocidad angular en un y se observa que la elongación del muelle es la mitad que en el primer apartado.

a) ;

b) ; ;

c)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Partícula que se mueve circularmente con velocidad constante (7660)

F_y_Q — 2022-07-12T17:14:42Z

Una partícula de 500 g de masa gira en dos décimas de segundo en una circunferencia de 40 cm de radio. Con esta información determina:

a) La velocidad angular.

b) La aceleración centrípeta.

c) La frecuencia y periodo.

d) La fuerza centrípeta.

e) El número de vueltas que gira en 10 s.

Debes tener cuidado con las unidades y expresarlas todas en el Sistema Internacional. El ángulo que gira, expresado en radianes, es:

a) La velocidad angular es el cociente entre el ángulo que ha girado y el tiempo empleado en ello:

b) La aceleración centrípeta la puedes escribir en función de la velocidad angular que acabas de calcular y el radio de la circunferencia:

Sustituyes y calculas:

c) El periodo es el tiempo que tarda la partícula en completar una vuelta:

La frecuencia es la inversa del periodo:

d) La fuerza centrípeta es inmediata porque sabes la masa de la partícula:

e) Aplicando la definición de la velocidad angular y despejando el ángulo que gira puedes tener las vueltas, pero debes aplicar el factor de conversión para ello:

Ampliación: presión que hace el agua de un tubo sobre el tapón al girarlo (7565)

F_y_Q — 2022-04-13T09:03:34Z

Si hago girar horizontalmente, desde uno de sus extremos, un tubo de media pulgada de diámetro y unas quince pulgadas de largo, lleno de agua y con el extremo opuesto tapado, a unas 1000 rpm. ¿Qué presión generará el agua sobre el tapón?

Para que el problema sea más simple, debes trabajar en un único sistema de unidades. Hacerlo en el Sistema Internacional puede ser lo más indicado.

Lo primero que debes hacer es calcular la masa de agua contenida en el tubo y para ello calculas el volumen del cilindro:

La masa de agua la calculas teniendo en cuenta su densidad:

Al girar el tubo se genera una aceleración normal:

La velocidad angular es:

La fuerza que aplica el agua sobre el tapón será:

La presión sobre el tapón será el cociente entre la fuerza calculada y la sección del tubo, que es el área del tapón:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Tiempo que tarda en dar una vuelta una atracción de feria (7454)

F_y_Q — 2022-01-07T09:14:18Z

El columpio gigante de una feria local consiste en un eje vertical con varios brazos horizontales unidos a su extremo superior, como puedes ver en la figura adjunta. Cada brazo sostiene un asiento suspendido de un cable de 5.00 m, sujeto al brazo en un punto a 3.00 m del eje central.

a) Calcula el tiempo de una revolución del columpio si el cable forma un ángulo de con la vertical.

b) El ángulo depende del peso del pasajero para una velocidad de giro determinada?

Es buena idea dibujar todas las fuerzas presentes en el sistema, sin tener en cuenta rozamientos:

Si aplicas la segunda ley de la dinámica en cada uno de los ejes obtienes:

a) Para calcular el tiempo de una revolución debes calcular la velocidad angular de la atracción y eso lo puedes hacer si despejas la tensión del cable en las dos ecuaciones anteriores e igualándolas:

La distancia a la que está la persona del eje de giro es la suma de la distancia que la separa de la vertical (r) y la de los brazos horizontales:

También puedes expresar la velocidad en función de la velocidad angular:

Sustituyes en la ecuación y despejas el valor de la velocidad angular:

Puedes sustituir los datos y calcular el valor de la velocidad angular:

El tiempo en completar una vuelta es:

b) Si despejas el valor del ángulo puedes ver qué es independiente de la masa de la persona:

Ampliación: revoluciones por minuto de una centrifugadora para sedimentar glóbulos rojos (7389)

F_y_Q — 2021-11-16T04:39:20Z

Una muestra de sangre se coloca en una centrifugadora de 15.0 cm de radio. La masa de una célula roja en la sangre es y la magnitud de la fuerza que actúa sobre ella para que se sedimente en el plasma es . ¿Cuántas revoluciones por segundo debe alcanzar la centrifugadora?

La fuerza que hace sedimentar a la célula es la fuerza centrípeta, que puede ser escrita en función de la velocidad angular de la centrifugadora:

Despejas el valor de la velocidad angular y calculas:

Debes hacer la conversión a revoluciones por segundo porque así lo pide el enunciado: