PROBLEMAS FISICA-10

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 Smax. 
 
 
 
 
 
Pb. 4. 03.- 
Un volcán de una altura H = 2800 metros, lanza horizontalmente un fragmento 
rocoso con una velocidad inicial V0 = 15 m/seg. Hallar: a) ¿cuánto tiempo se 
encontrará el fragmento rocoso en movimiento?., b) ¿a que distancia S de la base 
del volcán caerá a tierra?., c)¿con que velocidad Vy llegará al suelo?., d) ¿qué 
ángulo formará la trayectoria del fragmento con el horizonte en el punto de 
caída?., no debe tenerse en cuenta la fricción con el aire. 
 
R: a) 23,9 seg., b) 358,5 m., c) 234,22 m/seg., d) α = 86° 20’. 
 
Pb. 4. 04.- Sears (modificado). 
Un estudiante de Geología se encuentra realizando una practica de verano en el 
sector Este de La Sierra de Ancasti, y decide regresar a la ciudad Capital, toma su 
motocicleta y aprovechando la penillanura de la sierra, decide acortar la distancia 
y tiempo, para lo cual circula a campo traviesa, pero no se da cuenta que llega al 
borde oeste y se lanza al precipicio, su velocidad en ese instante era de 9,0 m/s, 
obtenga la posición, distancia desde el borde y la velocidad de la moto después de 
0,5 segundo. 
 
R = para su posición horizontal x = 4,5 m. 
 Para su posición vertical y = - 1,2 m. 
 Distancia desde el borde (resultante) r = 4,7 m. 
Velocidad a los 0,5 segundo: Vx = Vox = 9,0 m/s. 
 Vy = - 4,9 m/s. 
La magnitud de la velocidad (velocidad tangencial) V = 10,2 m/s. 
El ángulo que forma con la horizontal en ese instante α = - 29°. 
 
 
 
Movimiento Circular Uniforme 
 
Introducción: 
Cuando un objeto o partícula se mueve en una trayectoria circular con una 
velocidad constante, lo que implica una componente de la aceleración 
perpendicular a la trayectoria, aún cuando la rapidez sea constante, ésta 
aceleración denominada radial o centrípeta es la causa del cambio de dirección 
de la velocidad. 
 
La relación de esta aceleración radial con la velocidad es sencilla: 
 
 
 29
R
Varad
2
= 
 
También podemos decir que en un movimiento circular, el tiempo de una vuelta 
completa o revolución, o sea el tiempo necesario para recorrer una longitud igual a 
la circunferencia y la relación con la velocidad es: 
T
RV ..2π= , donde como podemos observar la longitud de una circunferencia es: 
 
RL ..2π= 
 
por lo tanto al sustituir en la primera ecuación de la aceleración radial o también 
llamada centrípeta, queda: 
 
2
2 ..4
T
Rarad
π
= 
 
 
Pb. 4. 05. 
Cual es la aceleración radial que experimenta un clasto bien redondeado que cae 
de una ladera y adquiere una velocidad de 10 m/seg., al llegar a una canaleta 
horizontal toma una curva de 25 m de radio. 
 
Solución: 
 
Datos: .25.,/10 mRsegmV == 
 
 
./4
25
)/10(., 2
22
segm
m
segma
R
Va rr ==⇒= 
 
 
 
Pb. 4. 06.- 
Un clasto redondeado deslizándose sobre una canaleta circular tiene una 
velocidad de 9,2 m/seg, sufre una aceleración de 3,8 m/seg2. a) ¿cuál es el radio 
de la trayectoria., b) ¿cuánto tiempo le tomará completar el circuito?. 
Solución: 
Datos: .,..2.,/8,3.,/2,9
2
r
r a
VRResegmasegmV =∴=⇒== π 
 
a) .,27.22
/8,3
)/2,9(
2
22
m
segm
segm
a
VR
r
=== 
 
 
 30
 
b) .49,15
/2,9
7,22.14,3.2..2 seg
segm
m
V
R
V
et ==== π 
Pb. 4. 07.- 
a)¿Cuánto vale la aceleración centrípeta de un objeto ubicado sobre el ecuador de 
la Tierra, debida a la rotación de la misma?., b) ¿cuánto debe valer el periodo de 
rotación de la tierra para que la aceleración centrípeta sea igual a 9,8 m/seg2?. 
R . a) 0,0336 m/s2. 
 b) 5063,09 s. 
 
 
Pb. 4. 08. Resnick. 
La Luna gira en torno a la Tierra, completando una revolución en 27,3 días. 
Suponga que la órbita es circular y que tiene un radio r = 238.000 millas. ¿Cuál es 
la magnitud de la fuerza gravitacional que la Tierra ejerce sobre ella?. 
 
Solución: 
En este caso debemos el dato del radio pasarlo a metro, posteriormente tomar el 
dato de la masa de la luna de cualquier texto y el tiempo pasarlo a segundos, de 
esta manera tenemos que: 
 
s
m
T
rV 1018..2 == π entonces tenemos que la segunda ley de Newton nos dice: 
 
( )( )
∑ ==== Nxmx
s
mkgx
r
VmamF 208
2222
1000,2
1082,3
1018.1036,7
.. 
 
 
Pb. 4. 09.- Volkenshtein. 
Hallar el radio de una rueda giratoria (R1), sabiendo que la velocidad lineal V1 de 
los puntos situados en la superficie de su llanta es 2,5 veces mayor que la 
velocidad lineal V2 de los puntos que se encuentran 5 cm más próximos al eje de 
la rueda (R2). 
 
 
 V1 
 
 R1 
 R2 – V2 
 5cm. 
 
 
R: R1 = 5,9523 cm.