COLEGIO PARROQUIAL MIXTO SAN PEDRO CHANELSOCIEDAD DE MARIA (PADRES MARISTAS)

SULLANA

CURSO: FÍSICA PROFESOR: LIC. ROSA MELVA VERA R.CRITERIO I: COMPRENSIÓN DE LA INFORMACIÓNTEMA: DINÁMICA LINEAL Y CIRCULARDinámicaEs una parte de la mecánica que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta las causas que lo producen.

SEGUNDA LEY DE NEWTON“La aceleración que adquiere una partícula sometida a una fuerza resultante que no es cero, es directamente proporcional a la fuerza resultante e inversamente proporcional a la masa de dicha partícula”a = F/m

IMPORTANTE: Esta ley se cumplirá solamente en un sistema de referencia inercial. Un sistema de referencia es inercial si carece de todo tipo de aceleración; es decir: puede encontrarse en reposo o experimentar M.R.U.

PESO (W): Es la fuerza gravitatoria con la cual un cuerpo celeste (en nuestro caso la Tierra) atrae a otro, relativamente cercano a él.

MASA (m): Es una magnitud escalar que mide la inercia de un cuerpo. Sin embargo la inercia de un cuerpo está en función de la cantidad de materia que lo forma; es aceptable entonces afirmar también que: Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo; por ejemplo: La masa de un vaso es la cantidad de vidrio que lo forma. La masa de una carpeta, es la cantidad de madera, clavos y pintura que lo forma.La unidad de masa en el S.I. es el Kilogramo (kg)Otras Unidades lo son el gramo (g), la libra (lb), etc.

CUANTIFICACIÓN DE LA MASA Para esto se utiliza dos métodos, en cuyos casos la masa toma para cada uno de ellos nombres particulares, estos son:

MASA INERCIAL (mi)Se obtiene dividiendo la fuerza aplicada entre la aceleración producida

MASA GRAVITACIONAL (m g)Se obtiene dividiendo el peso del cuerpo, entre su respectiva aceleración (g)

DINAMICA LINEAL

Hablaremos de dinámica lineal cuando la masa afectada por la fuerza resultante se desplaza en forma rectilínea.

Según la esquematización la masa se ve afectada por una fuerza que es paralela al eje horizontal luego en el llamado eje dinámico aplicaremos la segunda ley de Newton en la forma:

FR=m .aDonde la fuerza resultante será el resultado de una fuerza neta a favor de la aceleración “a”: es decir:

FR = fuerzas a favor de “a” – fuerzas en contra de “a”

DINÁMICA CIRCULAR

Es una parte de la mecánica que estudia las condiciones que deben cumplir una o más fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que éste realice un movimiento circunferencial.

ACELERACIÓN CENTRÍPETA (a C)

Es una magnitud vectorial que mide la rapidez con la cual cambia de dirección el vector velocidad. La aceleración centrípeta se representa mediante un vector dirigido hacia el centro de la circunferencia.

FUERZA CENTRÍPETA: Es la resultante de todas las fuerzas radiales que actúan sobre un cuerpo con movimiento circunferencial y viene a ser la responsable de obligar a dicho cuerpo a que su

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velocidad cambie continuamente de dirección, dando origen a la aceleración centrípeta (a c) La fuerza centrípeta no es una fuerza real como el peso, reacción, tensión, etc., es entonces, una resultante de las fuerzas en la dirección del radio en cada instante. Siendo así, dicha fuerza se puede representar de la siguiente manera:

CASOS COMUNES

Analicemos el diagrama de cuerpo libre de un móvil en movimiento circunferencial en cuatro posiciones:

A, B, C y D, luego determinemos la fuerza centrípeta en cada posición.

En el punto “A”: FC = mg +TA En el punto “B”: FC = TB

En el punto “C”: FC = TC –mg En el punto “D”: FC = TD – mg.Cos

CRITERIO II: INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN

DINÁMICA LINEAL

1. Dos cuerpos idénticos que están unidos por una cuerda yacen sobre una mesa horizontal. La cuerda puede soportar sin romperse una tensión de 2 N, sin considerar la fricción entre los cuerpos y la mesa. La fuerza F máxima en Newtons que puede aplicarse a uno de los cuerpos para que la cuerda no se rompa es:

2. De la figura, se pide calcular la mínima aceleración de m2 para que la masa m1 no resbale sobre m2 con coeficiente de fricción estático 0,2 (considere g=9,8m/s2 )

3. Un cuerpo que pesa 10N desciende con velocidad constante

por un plano inclinado que hace un ángulo de con la horizontal. La fuerza F en newtons que hace subir al cuerpo paralelamente al plano inclinado con aceleración constante igual a la aceleración de la gravedad es :

4. Un hombre de 80Kg se ha colocado sobre una balanza de resorte que marca los pesos en Newtons. Si ambos viajan dentro de un ascensor que acelera hacia arriba con a= 2m/s2

¿Cuál es la lectura de la balanza? g=10m/s2.

5. Una masa de 4Kg reposa sobre un plano horizontal, con el cual el coeficiente de fricción estático es 0,2. Se le aplica una fuerza horizontal F=5N. Determinar la fuerza de fricción del piso sobre el cuerpo. g=10m/s2.

6. En la figura mostrada el bloque de masa “M” tiene una aceleración doble de masa “2M”. Existe rozamiento en todas

las superficies en contacto. Calcular el valor de cinético.

DINÁMICA CIRCULAR

1. Una piedra atada a una cuerda gira uniformemente (velocidad angular constante) en un plano vertical. Encontrar la masa “m” de la piedra si la diferencia entre la tensión máxima y mínima en la cuerda es 40N. (g = 10 M/S2)a) 10Kg b) 2 Kg c) 50Kg d) 20Kg e) 1Kg

2. ¿Cuál es el coeficiente del rozamiento entre las llantas de un auto de 1000kg y la calzada, si la velocidad máxima que puede desarrollar en una curva de 50m de radio sin patinar es 72km/h?.

a. 0,3 b. 0,4 c. 0,1 d.0,7 e.0,8

3. Una pequeña esfera, gira en un plano horizontal,

suspendida del extremo de una cuerda de 5√3 m de longitud. Calcular la velocidad (en m/s) de la esfera cuando la cuerda forma un ángulo de 30° con la vertical.

2 | 5 t o

a. √5 b.

c. d. 10

e. 5

4. Un automóvil de 900kg de masa describe una curva horizontal sin inclinación (peralte) cuyo radio es de 80m. L a velocidad del auto es de 108km/h. ¿Cuál es el valor de la fuerza en N, para que el auto pueda dar la curva?a.10125 b. 9000 c. 5500 d. 4850 e. 4350

5. Una esfera de 200g está sujeta a una varilla vertical por intermedio de un resorte de 80cm de longitud y constante de elasticidad k= 36N/m Halla la elongación cuando la varilla vertical gira con una velocidad angular de 6rad/s.

a. 20cm b. 60cm c. 160cm d. 100cm e. 90cm

6. Una varilla en forma de arco de radio R= 80cm, tiene un anillo que puede deslizar sin fricción. Cuando la varilla con una velocidad angular empieza girar con respecto a su eje vertical, con una velocidad angular 5 rad/s; el anillo sube hasta ubicarse en una posición definida por θ cuya medida es:

a. 4° b. 80° c. 10° d. 6° e. 60º

8.- Por una canal torcido en forma circular, de radio “R”, desliza sin fricción un cuerpo de masa “m” ¿A qué altura h se encontrará dicho cuerpo, si el riel gira uniformemente con una velocidad angular “w”?

AUTOEVALUACIÓN

1.Determinar la aceleración mínima del sistema mecánico mostrado, tal que el bloque de masa “m” no resbale respecto del bloque mayor “M”. El coeficiente de rozamiento estático es de 0,8. g = 10m/s2.

2.En la figura mostrada, hallar la aceleración de los cuerpos de los bloques A y B, de masas iguales m=10Kg; F= 60N.El coeficiente de rozamiento cinético es de 0,2 entre las superficies en contacto. g=10m/s2.

3.Un cuerpo cuya masa es de 2Kg se mueve permanentemente sobre una superficie plana y lisa bajo la acción de una fuerza de 4 Newton. Al cabo de 5 segundos la velocidad adquirida y la distancia recorrida por el cuerpo son:

4.Un muchacho que pesa 25Kg-f en una balanza se pone en cuclillas en ella, y salta repentinamente hacia arriba. Si la balanza indica momentáneamente 55 Kg-f en el instante del impulso, ¿Cuál es la máxima aceleración del muchacho en este proceso?

5. La muestra un bloque de 1 Kg. que se desliza sobre una superficie horizontal. Si el bloque ejerce una fuerza de 50N a la superficie, calcule el módulo de la aceleración del bloque (g=10m/s2).

a) 15m/s2 b) 10m/s2 c) 20m/s2

d) 30m/s2 e) 25m/s2

6. Hallar la aceleración (en m/s2) sobre m1 si m1=4kg, m2

= 1kg, m3 = 5kg.

3 | 5 t o

R

A

a) 0.4 b) 0.2 c) 0.3 d) 0.5 e)1.5

7. En la figura mostrada calcular la aceleración del bloque A (

g=10 m/s2) no hay rozamiento

a) 2,5m/s2

b) 2,8m/s2

c) 2,7m/s2

d) 3,0m/s2

e) 2,4m/s2

8. Una cuerda cuelga de una polea y en sus extremos hay dos masas A = 2 Kg. y B = 3 Kg. Determinar la tensión en la cuerda (1), sabiendo que la polea pesa 2 N y no ofrece fricción.

a) 0 Nb) 30 Nc) 40 Nd) 50 Ne) 60 N

9. La tensión de la cuerda en la posición A es 100 N y la masa es 1 kg. ¿Cual es la velocidad de la partícula en la posición A? el radio es igual a 1 m y g = 10 m/s2

a) 3√10 m/s2

b) 10 m/s2

c) 12 m/s2

d) 15 m/s2

e) 3 m/s2

10. Se hace girar una piedra en un plano vertical. Cuando pasa por el punto “A” tiene una velocidad de 10 m/s, en “B” tiene una velocidad de 15 m/s y en “C” 20 m/s. Calcular la tensión (en N) en A, B y C sabiendo que m = 4 kg R = 2 m (g = 10 m/s 2).

a) 130, 400 y 820b) 140, 430 y 850c) 150, 440 y 840d) 160, 450 y 840e) 170, 460 y 860

11. Se muestra la rotación de una estructura con velocidad angular w, encuentre el estiramiento del muelle de rigidez “k” que sujeta la masa “m” no hay fricción

a) mωR

k

b) mω2R

2 k

c) 2mω2R

k

d) mω2R

k e) mR /k R

12. Una persona se sienta sobre un disco, a una distancia de 98 cm de su centro. ¿Cuál es la máxima velocidad angular que debe tener el disco, para que la persona no salga disparada? (coeficiente de rozamiento estático entre la persona y el disco = 0.2); g = 10 m/s2

a) 1.41 rad/s b) 1.71 rad/s c) 2 rad/s d) 3 rad/s e) 3.5 rad/s

13. Un automóvil de masa 1000 kg circula con velocidad v = 10 m/s por un puente que tiene la forma de un arco circular vertical de radio 50 m. Entonces el valor de la fuerza de reacción del puente sobre el automóvil en el punto mas alto de la trayectoria circular es (g = 10 m/s2).

a) 10 4 Nb) 6 X 103 Nc) 7 X 103 Nd) 8 X 103 Ne) 103 N

14. Una esfera de 3kg se encuentra girando con una velocidad angular constante. Determine el modulo de la fuerza centrípeta sobre la esfera. (g =10m/s2)

a) 40N b)16N c) 32N d) 24N e) 30N

15. Un automóvil se desplaza en una pista horizontal de 200 m de radio. ¿Con qué rapidez máxima se puede desplazar dicho automóvil en dicha pista? El coeficiente de rozamiento entre la pista y los neumáticos es 0,8 (g = 10 m/s 2 )

a) 30 m/s b) 40 m/s c) 50 m/s d) 60 m/s e) 70 m/s

BIBLIOGRAFÍA:

MODULOS DE IDEPUNP – ADES(2008 – 2010)

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a max