7/21/2019 Problemas Practica Física I

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Problema 1: un pequeño bloque de masa m está en contacto con la pared interior de un gran cilindro hueco.Suponga que el coeficiente de fricción estática entre el objeto y la pared del cilindro es  µ. Inicialmente, el cilindroestá en reposo y el bloque se mantiene en su lugar mediante una reposa que soporta su peso. El cilindro comienza a 

girar alrededor de su eje central, con una aceleración angular  α. Determine el intervalo mínimo de tiempo después de que el cilindro comienza a girar antes de que se pueda quitar la reposa sin que se deslice el bloque contra la pared.

Problema 2: un auto de carreras da una vuelta en U con rapidez constante. El coeficiente de fricción entre los neumáticos y la pista es  µs = 1, 2. Si el radio de lacurva e de 10 m, ¿cuál es la rapidez máxima con la que el autopuede dar vuelta sin deslizarse? Suponga que el auto está realizando un movimiento circular uniforme.

Problema 3: una curva en la pista de carreras, con radio de la curvatura R, tiene un peralte con un ángulo  θsobre la horizontal. a) ¿Cuál es la rapidez óptima para tomar la curva si la superficie de la pista está cubierta de hielo (es decir, si hay muy poca fricción entre los neumáticos y la pista)? b) Si la superficie de la pista está libre de hielo y hay un coeficiente de fricción  µs  entre los neumáticos y la pista, ¿cuál es la rapidez máxima y cuál es la 

rapidez mínima con la que se puede tomar esta curva? c) Evalúe los resultados de los incisos a) y b) para R=400 m,  θ  = 45o y  µs = 0, 7.

Problema 4: un auto con peso W=10 kN toma una curva en una carretera peraltada con un ángulo  θ  = 20o.Dentro del auto, colgando de una cuerda corta atada al espejo retrovisor, hay un ornamento. Al virar el auto, el ornamento se desplaza en un ángulo φ  = 30o con respecto a la vertical dentro del auto. ¿Cuál es la fuerza de fricción estática entre el auto y el camino? 

Problema 5: a un astronauta se le administran pruebas en una centrífuga. Esta tiene un radio de 10,4 m, y al inicio gira conforme a  θ  = (0, 326  rad/s2)t2. Cuando   t  = 5, 6   s, ¿cuáles son a) la rapidez angular, b) la rapidez tangencial, c) la aceleración tangencial y d) la aceleración radial del astronauta? 

Problema 6: la posición angular de un punto en el borde de una rueda giratoria, se describe por medio de φ  = (4  rad/s)t − (3  rad/s2)t2 + (1  rad/s3)t3. a) ¿Cuál es la velocidad angular en t=2 s y en t=4 s? b) ¿Cuál es la aceleración angular promedio del intervalo temporal que comienza en t=2 s y termina en t=4 s? c) ¿Cuál es la aceleración angular instantánea al inicio y final del intervalo? 

Problema 7: la órbita terrestre alrededor del Sol es casi un círculo. a) ¿Cuál es la rapidez angular de la Tierra (considerada como una partícula) alrededor del Sol? b) ¿Cuál es la rapidez lineal en la órbita? c) ¿Cuál es su aceleración respecto al sol? 

Problema 8: dos estudiantes efectúan un experimento simple. El primero observa la orientación de un discoestable con una sola marca en el borde. Luego mira a otro lado. EL segundo estudiante le da entonces una aceleración rotacional constante de 3  rad/s2 durante 4 segundos; después lo detiene con una aceleración angular constnate en un tiempo de 0,1 s. Ahora al primer estudiante se le permite observar el disco otra vez. a) Desde el punto de vista del primero, ¿qué ángulo se mueve el disco? b) ¿Cuál es la velocidad angular promedio? 

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Problema 9: un niño está sentado arriba de un montículo esférico de hielo. Recibe un pequeñísimo empujón y comienza a resbalar hacia abajo por el hielo. Demuestre que deja el hielo en un punto cuya altura es 2R/3 si el hielono tiene fricción. (Sugerencia: la fuerza normal desaparece cuando el niño abandona el hielo)

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