4to. FIS - Guía Nº 1 - Movimiento Circular I

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4to. FIS - Guía Nº 1 - Movimiento Circular I
  COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE”   II BIM –   FÍSICA –   4TO. AÑO COLEGIOS TRILCE: “SAN MIGUEL” –    “FAUCETT” –    “MAGDALENA”    Dpto. de Publicaciones 2003   177 MOVIMIENTO CIRCULAR I     = 45º <>   = rad   = 90º <>   = rad   = 180º <>   = rad   = 270º <>   = rad   = 360º <>   = rad    CONCEPTO  Cuando una partícula describe una circunferencia o arco de ella, decimos que experimenta un movimiento circular. Este nombre es el más difundido aunque no es tal vez el más apropiado, pues como te darás cuenta, el móvil se mueve por la circunferencia y no dentro del círculo; por ello sugerimos que el nombre que le corresponde a este movimiento es el de “Movimiento Circunferencial”.      MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME   M.C.U.)  Es aquel movimiento en el cuál aparte de ser circular el valor de la velocidad permanece constante es decir la magnitud del vector velocidad es constante, pero su dirección varía en forma continua. V T   = ABAB td  Donde : V T   : ____________________________ d AB  : ____________________________ NIVEL: SECUNDARIA SEMANA Nº 1 CUARTO AÑO Hola Soy aquel con el que estudiaste el Movimiento en el Bimestre anterior (M.R.U.V., C.L., Mov. Parab.). Amigo si observas a tu alrededor te darás cuenta que existen movimientos en los cuales la trayectoria que realiza el móvil es una circunferencia como el movimiento de las sillas voladoras, el carrusel en los juegos mecánicos. El movimiento de las manecillas del reloj, etc. d   A B V T   V T    Recordemos : 180S  =  R  Donde : S : medida de un ángulo en el sistema sexagesimal. R : medida de un ángulo en radianes. Ejemplo :   = 30º <>   = 6   rad   = 60º <>   = rad  COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE”   II BIM –   FÍSICA –   4TO. AÑO COLEGIOS TRILCE: “SAN MIGUEL” –    “FAUCETT” –    “MAGDALENA”    Dpto. de Publicaciones 2003   178 t AB  : ____________________________    VELOCIDAD ANGULAR W ) Se define como velocidad angular constante a aquella cuyo valor nos indica el desplazamiento angular que experimenta un móvil en cada unidad de tiempo. W = t    srad  ó minrev  = RPM En el S. I. esta velocidad se expresará en radianes por segundo : rad/s , también puede expresarse en rev/s ; o, rev/min. Nota  : 1 RPM = 30   rad/s Movimiento Circular Uniforme    PERÍODO T) Y FRECUENCIA f)    El tiempo que la partícula tarda en dar una vuelta completa se denomina período del movimiento.    El número de vueltas que da un cuerpo por unidad de tiempo se conoce como frecuencia. f = T 1  = TiempovueltasdeNúmero  (hertz) Estamos estudiando el movimiento de cuerpos pero no la causas que lo srcinan. En el movimiento circular la velocidad tangencial y la angular están relacionados por : V T   = W R ¡No te olvides! Recuerda que Galileo estudió el movimiento pero no su causa. Cuando Galileo muere en el año 1642 nace en Inglaterra otro grande de la ciencia que complementa el estudio de Galileo. (Isaac Newton)   d d t t       W  = constante  COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE”   II BIM –   FÍSICA –   4TO. AÑO COLEGIOS TRILCE: “SAN MIGUEL” –    “FAUCETT” –    “MAGDALENA”    Dpto. de Publicaciones 2003   179 EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1.   ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s de una partícula que gira a 180 r.p.m.? a) 2   b) 4   c) 8   d) 6   e) 10   2.   ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s del segundero de un reloj de aguja? a)  /12 b)  /20 c)  /30 d)  /40 e)  /50 3.   Se sabe que una partícula esta girando a la misma rapidez dando 12 vueltas cada minuto. ¿Cuál será la velocidad de dicha partícula mientras realiza su movimiento circular? a)  /5 b) 2  /5 c) 3  /5 d) 4  /5 e)   4.   Un ventilador gira dando 60 vueltas cada 3 segundos. ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s de dicho ventilador asumiendo que está es constante? a) 40   b) 50   c) 60   d) 70   e) 80   5.   Una partícula que está girando con M.C.U. tiene una velocidad angular de 4 rad/s. ¿Qué ángulo habrá girado en un minuto? a) 200 rad b) 240 c) 300 d) 260 e) 320 6.   Una partícula está girando a 30 r.p.m. ¿Qué ángulo giraría dicha partícula en 4 segundos? a)   rad b) 2   c) 240   d) 300   e) 320   7.   El aspa de un ventilador giró 360 vueltas en un minuto. ¿Qué ángulo giraría dicha aspa en 5 segundos? a) 60   rad b) 40   c) 50   d) 180   e) 360   8.   La partícula mostrada se encuentra girando a 10 rad/s. Calcule su velocidad tangencial en m/s. a)   10 b)   20 c)   30 d)   40 e)   50 9.   En la figura, si se sabe que la partícula “A” tiene una velocidad tangencial que es el triple de la velocidad tangencial en “B”. hallar “r”.  a)   6 m b)   7 c)   9 d)   12 e)   10 10.   Halle la diferencia entre las velocidades tangenciales de los puntos “A” y “B” que se encuentran girando sobre un disco cuya velocidad angular es 12 rad/s. a)   24 m/s b)   36 c)   32 d)   40 e)   48 11.   Si el período de una partícula con movimiento circular uniforme es 6 s. ¿Qué tiempo necesita para barrer un ángulo de 30º? R = 4m V 4m r B w “B”   “A”  1m 3m A  COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE”   II BIM –   FÍSICA –   4TO. AÑO COLEGIOS TRILCE: “SAN MIGUEL” –    “FAUCETT” –    “MAGDALENA”    Dpto. de Publicaciones 2003   180 a) 0,5 s b) 0,25 c) 1 d) 2 e) 4 12.   Con un instrumento de observación cuyo ángulo de visión es 8º se observa el paso de un satélite artificial que se encuentra a 720 km de altura. Si el instrumento lo “vió” durante 4 s. Halle la velocidad del satélite en km/s. a) 25,12 b) 27,36 c) 29,48 d) 31,07 e) 34,59 13.   Si la V A  = 3V B . Determine el radio de la polea menor, si el sistema gira con velocidad angular constante. a)   2 cm b)   4 c)   6 d)   8 e)   10 14.   El hemisferio gira a razón de 3 rad/s. Halle la velocidad tangencial del punto “P”.  a)   15 m/s b)   12 c)   9 d)   6 e)   3 15.   Determine la velocidad del bloque, si : R = 5 cm además : W = 4 rad/s. a)   10 cm/s b)   20 c)   30 d)   40 e)   15 TAREA DOMICILIARIA Nº 1 1.   ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s de la hélice de su avión que gira a 200 r.p.s? a) 100   b) 200   c) 300   d) 400   e) 500   2.   ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s del minutero de un reloj de aguja? a)  /450 b)  /800 c)  /24000 d)  /38900 e) N.A: 3.   Se sabe que un ciclista esta dando vueltas alrededor de una pista circular dando 4 vueltas cada minuto. ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s de dicho ciclista mientras realiza su movimiento circular? a)  /15 b) 2  /15 c)  /3 d) 4  /3 e) 3  /7 4.   ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s del rotor de una turbina que gira a 3600 r.p.m.? a) 40   b) 50   c) 60   d) 70   e) 120   5.   Un ventilador gira dando 160 vueltas cada 4 segundos. ¿Cuál será la velocidad angular en rad/s de dicho ventilador asumiendo que esta es constante? a) 40   b) 50   c) 60   d) 70   e) 80   6.   Una partícula que esta girando con M.C.U. tiene una velocidad angular de 3 rad/s. ¿Qué ángulo habrá girando en 2 minutos? a) 300 rad b) 340 c) 360 d) 400 e) 450 7.   Se sabe que una partícula giró 21 rad en 3 segundos. ¿Qué ángulo giraría dicha partícula en 10 s? a) 40 rad b) 50 c) 60 d) 70 e) 80 V A  V B  8cm R R = 5m 37º P
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