Tema 11-3 - IES Guadalquivir

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA
1º BACHILLERATO.
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CURSO 13-14
Un resorte elástico está en el espacio a una distancia de 100 km del centro de un planeta
de 1020 kg de masa. Si en el extremo del resorte se coloca una masa de 5 kg y la
constante de elasticidad del resorte es de 20 N/cm, calcula el alargamiento que sufrirá el
resorte. Compara este alargamiento con el que sufriría el mismo resorte bajo la acción del
peso de la misma masa en la Tierra
Cuando se aplica una fuerza de 20 N sobre un muelle, su longitud pasa a ser de 25 cm.
Si la fuerza aplicada es de 30 N, la longitud es de 30 cm.
a) Calcula la constante de elasticidad del resorte.
b) Calcula la longitud del resorte en ausencia de fuerzas aplicadas.
Un ciclista da vueltas a un velódromo circular de 20 m de radio. La masa conjunta del
ciclista y la bicicleta es de 80 kg. Si la velocidad del ciclista es de 54 km/h:
a) Calcula la fuerza centrípeta que actúa sobre ciclista y bicicleta.
b) Si al terminar la prueba el ciclista frena durante el transcurso de una vuelta, ¿cuál es la
fuerza tangencial que sufre durante su frenada?
Un coche entra en una curva de radio 20 m a 100 km/h y pretende mantener la velocidad
constante. Calcula cuál debe ser el coeficiente de rozamiento para que el coche no
derrape y se salga de la carretera.
Una piedra de 0,5 kg está atada a un cable de 1 m fijado al techo. Si está girando con una
velocidad de 2 m/s:
a) ¿Qué ángulo debe formar el cable con la vertical?
b) ¿Cuál es la tensión del cable?
Un móvil toma una curva de 80 m de radio con una velocidad de 72 km/h. Suponiendo que
no exista rozamiento entre las ruedas y el suelo, calcula el ángulo de peralte para que el
coche no se salga de la curva
La fuerza centrípeta que actúa sobre la Tierra es la atracción gravitatoria que sufre debido
a la presencia del Sol. La masa de la Tierra es de 5,98 ⋅ 1024 kg y la masa del Sol es de
1,99 ⋅ 1030 kg. Suponiendo la trayectoria circular y sabiendo que la Tierra tarda 365,25
días en completar una vuelta, calcula la distancia entre el Sol y la Tierra.
8. ¿Cuánto tiempo tarda en dar una vuelta un cuerpo de 3 kg que gira a velocidad angular
constante en una circunferencia de 40 cm de radio sometida a la acción de una fuerza
centrípeta de 100 N?
9. Calcula la masa M de la Tierra conocidos G, la distancia entre el centro de la Luna y el de
la Tierra, que es de 3,84 · 108 m, y que la Luna da una vuelta a la Tierra cada 28 días.
10. Dos cuerpos de 4 kg y 5 kg están unidos por una cuerda inextensible y de masa
despreciable y cuelgan tal y como aparece en el dibujo. Si el ángulo A es de 30º, el ángulo
B de 45° y el coeficiente de rozamiento es μ = 0,2, calcula la aceleración del sistema.
A
B
11. El valor de g en la superficie terrestre es 9,8 m/s 2 y en la superficie de la luna es,
aproximadamente 1,62 m/s2. ¿Cuánto pesaría en la Tierra y en la Luna persona de 75 kg?
Esa persona, ¿tendrá la misma masa en los dos sitios? ¿Qué sobrecarga habría que
añadirle en la Luna para que pasara lo mimo que en la Tierra?
12. Si la masa de tu cuerpo es de 80 kg, el radio de la Tierra mide 6370 kg y observas que tú
eres atraído por la Tierra con una fuerza de 800 N, ¿cuánto vale la masa de la Tierra?
13. La masa de Ia Luna es 0,0123 veces la masa de la Tierra, y su radio es 0,25 veces el
radio terrestre. ¿Qué masa habría que colocar en la Luna para que pesase lo mismo que
pesa en la Tierra un cuerpo de 500 g?
14. La masa del sol es 324440 veces mayor que la masa de la Tierra, y su radio 108 veces
mayor que el terrestre. ¿Cuál es el valor de g en la superficie solar?
15. Calcula la masa de un supuesto planeta de radio 2600 km en el que una masa de 70 kg
pese 300 N.
16. La figura a) representa un bloque de 100 g que descansa sobre otro de 900 g, siendo
arrastrado el conjunto con una velocidad constante sobre una superficie horizontal, merced
a la acción de un cuerpo de 100 g que cuelga suspendido de un hilo, tal como indica la
figura.
100 g
900 g
900 g
100 g
100 g
100 g
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Figura a
Figura b
a) Si el primer bloque de 100 g lo separamos del de 900 g y los unimos al bloque
suspendido (figura b), el sistema adquiere una cierta aceleración en el sentido
indicado por la flecha. Calcula el valor de esta aceleración
b) ¿Cuál es la tensión de la cuerda en ambos casos?
Sabiendo que en el sistema de la figura el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la
superficie vale 0,25, calcula:
a. La aceleración del movimiento.
b. Las tensiones de las cuerdas 20 kg
4 kg
15 kg
18. Dado el sistema de masas enlazadas de la figura, calcular el valor de la fuerza, F, y la
tensión de la cuerda si M1 asciende a 2 m/s2
M1 = 80 Kg
F
M2 = 170 Kg
Coeficiente de rozamiento = 0,1
30º
M2
M1
18. Tres cuerpos A, B y C de masas 5, 10 y 15 kg, respectivamente, que reposan en un plano
horizontal sin rozamiento están unidos mediante dos cuerdas inextensibles y de masa
nula. Si sobre A aplicamos una fuerza de 100 N, calcula la aceleración del sistema y las
tensiones que soportan
20. Dos cuerpos de 3 kg y 5 kg están unidos por una cuerda inextensible y de masa
despreciable que pasa por una polea situada en el borde de una mesa. El cuerpo de 3 kg
está sobre la mesa horizontal y el de 5 kg cuelga de ella verticalmente. Calcula la tensión
que soporta la cuerda y la aceleración con que se mueve el sistema en los siguientes
casos:
a) No hay rozamiento con la mesa.
b) Existe rozamiento y el coeficiente de rozamiento es μ = 0,2.