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• César Andrade

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Movimiento circular 1. Busque la información necesaria para calcular la aceleración centrípeta al nivel del mar de un punto sobre el Ecuador de la Tierra. 2. La órbita de la Luna alrededor de la Tierra es aproximadamente circular, con un radio promedio de 3.84 x 108 m. La Luna completa una revolución en torno a la Tierra y en torno a su eje en 27.3 días. Calcular a) la rapidez orbital media de la Luna, b) la rapidez angular, c) aceleración centrípeta. 3. Calcular la rapidez orbital media de la Tierra en torno al Sol. 4. Una centrífuga cuyo tambor tiene 50 cm de diámetro, comienza a girar desde el reposo hasta alcanzar una rapidez angular de 1000 rpm. Si gira con rapidez constante durante 5 minutos, calcular el número de vueltas que da en este tiempo. Calcular la rapidez lineal y la aceleración centrípeta en las paredes del tambor. 5. A la partícula del extremo de un péndulo de largo un metro se la hace girar de forma tal que su movimiento describe una circunferencia en un plano horizontal. Cuando el péndulo se ha desviado 30º de la vertical, la partícula completa una vuelta cada 3 segundos. Calcular a) su rapidez angular b) su rapidez tangencial, c) su aceleración centrípeta. 6. Un disco de 8 cm de radio, gira con una rapidez angular constante de 1200 rev/min. Calcular: a) la rapidez angular del disco, b) la rapidez lineal de un punto a 3 cm del disco, c) la aceleración radial de un punto en el borde del disco, d) la distancia total recorrida por un punto del borde en 2 s. 7. Un niño coloca una canasta de merienda en el borde exterior de un carrusel que tiene un radio de 4.6 m y gira una vez cada 24 s. a) Dibujar el diagrama de cuerpo libre para la canasta. b) Exprese las ecuaciones de movimiento. c) Exprese la aceleración de la canasta, d) ¿Qué tan grande debe ser el coeficiente de fricción estática para que la canasta permanezca sobre el carrusel? 8. Calcular el ángulo de peralte de una carretera en una curva de radio 150 m, para que un camión de 15 toneladas pueda girar con una rapidez de 70 km/h, sobre un pavimento cubierto de escarcha. 9. Un motor eléctrico hace girar un disco a razón de 100 rev/min. Cuando se apaga el motor, su aceleración angular es –2 rad/s2. Calcular: a) el tiempo que demora el disco en detenerse, b) el número de vueltas que gira en ese tiempo. 10. Una rueda de bicicleta de 30 cm de radio comienza a girar desde el reposo con una aceleración angular constante de 3 rad/s2. Después de 10 segundos calcular: a) su rapidez angular, b) el desplazamiento angular, c) la rapidez tangencial de un punto del borde, d) su aceleración total para un punto del borde. 11. Se aplican uniformemente los frenos de un vehículo que inicialmente viaja a 86.5 km/h. Al frenar se da a las ruedas de 15.3 cm de radio una aceleración angular media de - 2.13 rad/s2. a) ¿Cuál es la velocidad angular media de las ruedas durante los 16.9 s en que se aplican los frenos? b) ¿Qué tan lejos va el vehículo en esos 16.9 s? 12. Un astronauta está pasando una prueba en una centrífuga. La centrífuga tiene un radio de 10.4 m y, al comenzar, gira de acuerdo a  = 0.326 t2, donde t en está segundos y  en radianes. Cuando t = 5.60 s, ¿cuáles son a) la velocidad angular del astronauta, b) su velocidad tangencial, c) su aceleración tangencial, y d) su aceleración radial? 13. El disco de un sistema de audio para disco digital compacto tiene un radio interior y exterior de su material grabado de 2.50 cm y 5.80 cm, respectivamente. Al funcionar, el disco es barrido con una velocidad lineal constante de 130 cm/s, comenzando desde el borde interior y moviéndose hacia fuera. a) Si la velocidad angular inicial del disco es de 50.0 rad/s, ¿cuál es la velocidad angular final? b) las líneas en espiral del barrido están a una

separación de 1.60 m aparte; ¿cuál es la longitud total del barrido? c) ¿cuál es el tiempo de la grabación sonora?