GUIA DE EJERCICIOS UNIDAD: CONTENIDOS: Nombre: I) Movimiento Circunferencial Uniforme Cinemática del MCU: Concepto de periodo; Vectores velocidad lineal (tangencial) y angular, aceleración centrípeta; rapidez angular y lineal Curso: III medio Fecha: Selección múltiple. Para las siguientes situaciones marca con un círculo la letra que corresponde a la alternativa correcta. 1. Un motor gira dando 3000 vueltas en cada minuto. ¿Cuál es el periodo de rotación del motor? A. 0.02 min B. 0.02 s C. 50 s D. 50 min E. 0.5 s 2 El periodo de rotación de un cuerpo que gira con MCU es 0.06 s. ¿Cuál es su rapidez angular en rad/s? A. 0.06· B. /0.06 C. /0.03 D. 0.03/ E. 0.03· 3. Un ciclista entrena en una pista circular durante 45 minutos. ¿Cuántas vueltas da a la pista si su velocidad angular es 0.2 rad/s? A. Aproximadamente 100 vueltas B. Menos de 80 vueltas C. Más de 100 vueltas D. Aproximadamente 86 vueltas E. Menos de 50 vueltas 4. Un corredor trota en una pista circular de 50 m de radio con una rapidez de 4 m/s, ¿cuánto tiempo tarda en dar una vuelta completa a la pista? A. 78.5 s B. 314 s C. 0,50 s D. 157 s E. 3,84 s 5. Una piedra atada a un cordel se hace girar rápidamente y luego se suelta. La dirección del movimiento con que sale disparada la piedra… A. Es circunferencial B. Es tangente a la circunferencia que describía la piedra C. Es paralela al radio de la circunferencia descrita por la piedra D. Depende del valor de la rapidez angular E. Depende de la longitud del cordel 6. Dos ruedas de diferente radio forman parte de una máquina y están unidas mediante una banda de goma inextensible, que transmite la rapidez lineal de una a otra. Si la rueda más grande de radio R, gira con = 15 rad/s, ¿cuál es la rapidez angular de la rueda pequeña cuyo radio es la mitad de R? A. 7.5 rad/s B. 15 rad/s C. 30 rad/s D. 60 rad/s E. 90 rad/s Docente : Graciela Lobos González Subsector : Física Nivel : Tercero Medio Página 1 7 Se observa desde arriba un cuerpo que gira en sentido antihorario sobre la circunferencia que muestra la figura. ¿Cuál de las alternativas muestra la dirección del vector velocidad angular del cuerpo, en la posición mostrada? A. B. C. D. E. 8 ¿Cuál es el valor de la aceleración centrípeta de un cuerpo que gira sobre una plataforma, tardando 4 s en dar una vuelta completa, si el radio de la trayectoria es de medio metro? Resultado medido en rad/s2. A. 32·2 B. 8·2 C. 2/8 D. 8/2 E. /2 9 Una rueda gira sobre una superficie horizontal sin deslizarse. Su radio es de medio metro y da 2 vueltas en cada segundo ¿Qué distancia recorrerá en 20 s? A. 5 cm B. 5 m C. 40 cm D. 40 m E. 80 m 10 Los tres engranajes de la figura giran sin resbalar uno sobre el otro. Si comparamos sus velocidades angulares, la alternativa correcta es: A. I < II < III B. I = II = III C. I > II > III III D. II < III < I I II E. II < I < III II) Desarrollo. Resuelve los siguientes problemas en forma clara y ordenada, dejando constancia del desarrollo. 1. Un ciclista entra a una pista circular de radio 50 m, con una velocidad lineal de 10 m/s en sentido antihorario. ¿Cuánto tiempo tardará en dar una vuelta completa a la pista? Si se mantiene girando con esa velocidad, cuantas vueltas completas dará en 10 minutos? ¿Cuál es el valor de la rapidez angular del ciclista? ¿Cuál es la aceleración centrípeta del ciclista? Haz un dibujo donde se vea claramente el vector velocidad tangencial la velocidad angular y la aceleración centrípeta. a) b) c) d) e) Resp: a) 31,4 b) 19 vueltas completas Docente : Graciela Lobos González Subsector : Física Nivel : Tercero Medio c) 0,2 rad/s d) 2 m/s2 Página 2 2. Un carrusel de juguete gira en sentido horario, con MCU, completando una vuelta cada 4 s. Sobre el carrusel existe un caballito a R1 = 1,5 m del centro y otro a R2 = 2,5 m del centro. Responde: a) ¿Cómo es la velocidad angular del caballito 1 comparada con la velocidad angular del caballito 2. Determínalas. ¿Cómo es la velocidad tangencial del caballito 1 comparada con la del caballito 2?. Determínalas ¿Cómo es la aceleración centrípeta del caballito 1 comparada con la del caballito 2?. Determínalas Dibuja un diagrama donde se representen los vectores velocidad angular y tangencial de un punto del carrusel, visto desde arriba. b) c) d) Respuestas: a) iguales a 1,57 rad/s c) a1 = 3,68 m/s2 b) V2 > V1 V1 = 2,35 m/s V2 = 3,92 m/s a2 = 6,14 m/s2 (a mayor radio, mayor es la aceleración centrípeta) 3. Dos ruedas de radios R1= 12 cm y radio R2 = 18 cm están unidas por una correa transportadora. La rueda pequeña gira con una frecuencia de 1800 rpm. Determina a) La frecuencia de la rueda pequeña b) La frecuencia de la rueda grande c) La velocidad tangencial de ambas Respuestas: a) 30 Hz b) 20 Hz c) V = 22,6 m/s Respuestas: 1 2 3 4 5 B C D A B 6 7 8 9 10 C E C D C Docente : Graciela Lobos González Subsector : Física Nivel : Tercero Medio Página 3
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