• Author / Uploaded
• Sebastian Vera Morales

Citation preview

Física clásica Tercer problemario 1.- Suponga que la tierra es una esfera maciza de densidad constante, con masa de

24

5.98 x 10

kg y radio de 6370 km. Calcular:

El momento de inercia de la tierra con respecto a la rotacional alrededor de su propio eje. ¿Cuál es la energía cinética de esta rotación? R=

-

37

9.71 x 10 kg m

2

29

- 2.58 x 10 J

2.- ¿Cuál es la magnitud de la cantidad de movimiento angular de una pelota de golf

m=4.59 x 10−2 kg ,

R=2.13 x 10−2 m

que gira a 4250 RPM después de

un buen golpe con un driver? R=

−6

- I= 8.33 X 10 kg m

2

−3

, L= 3.71 x 10 kg m

2

3.- Un disco de esmeril de radio 0.6 m y 90 kg de masa gira a 460 RPM, ¿Qué fuerza de fricción, aplicada en forma tangencial al borde, hará que el disco se detenga en 20 seg? R=

I=

162 kg m2

,

Wo=48.2

rad s ,

¿−241

rad s2

,

F=−65.0 N

4.- Una rueda de 60 m de radio tiene un momento de inercia de

m 5 ug(¿¿ 2) se ¿

aplica una fuerza cte de 60 N tangente al borde de la misma. Suponiendo que parte del reposo. ¿Qué trabajo se realiza en 4 seg y qué potencia desarrolla? R=

-

α =7.20

rad 2 s

,

θ=57.6 rad , w=2070 J , P=518 wats

5.- Un cable telefónico de 120 m de largo y de 2.2 mm de diámetro se estira debido a una fuerza de 380 N a lo largo del cable. ¿Cuál es el esfuerzo longitudinal? Si la longitud después de ser estirado es de 120.10m ¿Cuál es la deformación longitudinal?. Determine el módulo de Young para el cable. −6

R=

2

A=3.80 x 10 m , s=100 x 6

N −4 , D=8.3 x 10 , y =120,000 MPa 2 m

6.- ¿Cuál es la carga máxima que se puede colgar de un alambre de acero de 6mm de diámetro y 2m de longitud, sin exceder su límite elástico? Determine el incremento en la longitud bajo el efecto efecto de esta carga? R=

A=2.83 x 10−5 m 2 , F=7.01 x 103 N , m=716 ug , ∆ l=2.40 x 103 m

7.- Una varilla elástica de

0.07 cm

3.5 m

de longitud y

3.5 cm2 de sección se alarga

al someterla a una fuerza de tracción de

300 NPa . Calcular el

esfuerzo, la deformación unitaria y el módulo de Young del material de dicha varilla.

uv R=

s= 200 cm2

6

−4

, D=2 x 10 , y=1 x 10

up cm 2

8.- Para hacer funcionar el elevador de automóviles de una estación de servicio, se utiliza una presión de diámetro del pistón grande mide R=

6

N . 2 ¿Qué peso se podrá levantar si el cm

200 m

y el área del pistón chico es

1 cm2 ?

18,840 N

9.- Los pistones de una presa hidráulica tiene

20 cm

y

2 cm

de diámetro.

¿Qué fuerza debe aplicarse al pistón chico para obtener en el pistón grande una fuerza de R=

5 x 104 N ?

F1=500 N

10.- ¿Cuál es el peso específico del hierro si un trozo de este metal pesa en el aire 0.363 N y en el agua

0.317 N ?

R=

−ρ=77.2 x 10

3

N m3

11.- Una columna de aceite de

8.23 x 10

3

N m3

60 cm

de altura cuyo peso específico es de

ejerce una presión igual a la de una columna de otro líquido

cuya altura es 28 cm. Calcular el P.E del líquido. R=

ρ=17.63 x 10 3

N 3 m 1.2 m3

12.- Una esfera de

20,000 N

de volumen t

de peso está suspendida

de un dinamómetro y sumergida en un líquido cuyo P.E es

6.86 x 103

N m3

o

cuánto marcará el dinamómetro. R=

11,768 N

13.- Una esfera pequeña de P.E

29.4 x 103

N 3 m

se sujeta junto en la superficie

de una piscina. Calcular cuánto tiempo demorará en llegar al fondo que está a

8m . R=

t=1.57 seg

14.- El agua fluye a través de una manguera de hule de una velocidad de

4

m s . Calcular:

¿Qué diámetro debe tener el chorro si el agua sale a ¿Cuál es el gasto en metros cúbicos por minuto? R=

d=0.894 cm

2 cm de diámetro a

a=0.0754

m3 min

20

m s ?

15.- Por un tubo venturi como se muestra en la figura fluye agua una velocidad de

V 1=4

m s si

h=8 cm . ¿Cuál será la velocidad de salida de

V 2 cuando

fluye hacia el tubo más grande?

R=

v =3.80

m s

16.- El agua que fluye a

30 cm

6

m s

por un tubo de

6 cm pasa a otro tubo de

conectado al primero

¿Cuál es su velocidad en el tubo pequeño? ¿Es mayor el gasto en el tubo más pequeño? R=

24

m s

17.- ¿Cuál es la velocidad de salida del agua a través de una grieta del recipiente localizada 6 m por debajo de la superficie del agua? Si el área de la grieta es

R=

1.3 cm 2 ¿con qué gasto sale el agua del recipiente?

10.8

m s

m3 G=1.41 x 10 s −3

18.- El agua fluye a través del tubo, como se muestra en la figura a razón de 30 libras por segundo. La presión absoluta en el punto A es de

200 NPa

y en el

punto B está a 8 m más arriba que el punto A. La sección inferior del tubo tiene un diámetro de

16 cm

y la sección superior se estrecha hasta un diámetro de

10 cm Calcule las velocidades de la corriente en los puntos en los puntos A y B ¿Cuál es la presión absoluta en el punto B

R=

a.

1.49

m s

3.82

m s

b.

115 NPa