Pon a prueba tus conocimientos con preguntas sobre el movimiento circular uniforme y despeja tus dudas con comentarios en las resoluciones.
Pregunta 1
(Unifor) Un carrusel gira uniformemente, haciendo una rotación completa cada 4.0 segundos. Cada caballo realiza un movimiento circular uniforme con una frecuencia en rps (revoluciones por segundo) igual a:
a) 8.0
b) 4.0
c) 2.0
d) 0,5
e) 0,25
Alternativa correcta: e) 0.25.
La frecuencia (f) del movimiento se da en unidades de tiempo según la división del número de vueltas por el tiempo necesario para ejecutarlas.
Para responder a esta pregunta, simplemente reemplace los datos de la declaración en la fórmula a continuación.
Si se toma una vuelta cada 4 segundos, la frecuencia del movimiento es de 0,25 rps.
vea también: Movimiento circular
Pregunta 2
Un cuerpo en MCU puede hacer 480 vueltas en un tiempo de 120 segundos alrededor de una circunferencia de radio de 0,5 m. Con base en esta información, determine:
a) frecuencia y período.
Respuestas correctas: 4 rps y 0,25 s.
a) La frecuencia (f) del movimiento se da en unidades de tiempo según la división del número de vueltas por el tiempo necesario para ejecutarlas.
El período (T) representa el intervalo de tiempo para que el movimiento se repita. El período y la frecuencia son cantidades inversamente proporcionales. La relación entre ellos se establece mediante la fórmula:
b) velocidad angular y velocidad escalar.
Respuestas correctas: 8 rad / sy 4
Sra.
El primer paso para responder a esta pregunta es calcular la velocidad angular del cuerpo.
La velocidad escalar y angular se relacionan con la siguiente fórmula.
vea también: Velocidad angular
Pregunta 3
(UFPE) Las ruedas de una bicicleta tienen un radio igual a 0.5 my giran con una velocidad angular igual a 5.0 rad / s. ¿Cuál es la distancia recorrida, en metros, por esta bicicleta en un intervalo de tiempo de 10 segundos?
Respuesta correcta: 25 m.
Para resolver esta pregunta, primero debemos encontrar la velocidad escalar relacionándola con la velocidad angular.
Sabiendo que la velocidad escalar se obtiene dividiendo el intervalo de desplazamiento por el intervalo de tiempo, encontramos la distancia recorrida de la siguiente manera:
vea también: Velocidad escalar media
pregunta 4
(UMC) Sobre una pista circular horizontal, con un radio igual a 2 km, un automóvil se mueve con una velocidad escalar constante, cuyo módulo es igual a 72 km / h. Determine la magnitud de la aceleración centrípeta del automóvil, en m / s2.
Respuesta correcta: 0,2 m / s2.
Como la pregunta pide la aceleración centrípeta en m / s2, el primer paso para resolverlo es convertir las unidades de radio y velocidad.
Si el radio es de 2 km y sabiendo que 1 km son 1000 metros, entonces 2 km corresponden a 2000 metros.
Para convertir la velocidad de km / ha m / s, simplemente divida el valor entre 3.6.
La fórmula para calcular la aceleración centrípeta es:
Sustituyendo los valores del enunciado en la fórmula, encontramos la aceleración.
vea también: aceleración centrípeta
pregunta 5
(UFPR) Un punto en movimiento circular uniforme describe 15 revoluciones por segundo en una circunferencia de 8.0 cm de radio. Su velocidad angular, su período y su velocidad lineal son, respectivamente:
a) 20 rad / s; (1/15) s; 280 π cm / s
b) 30 rad / s; (1/10) s; 160 π cm / s
c) 30 π rad / s; (1/15) s; 240 π cm / s
d) 60 π rad / s; 15 s; 240 π cm / s
e) 40 π rad / s; 15 s; 200 π cm / s
Alternativa correcta: c) 30 π rad / s; (1/15) s; 240 π cm / s.
1er paso: calcula la velocidad angular aplicando los datos de la fórmula.
2º paso: calcula el período aplicando los datos de la fórmula.
3er paso: calcula la velocidad lineal aplicando los datos en la fórmula.
pregunta 6
(EMU) Acerca del movimiento circular uniforme, verifique lo que sea correcto.
01. El período es la cantidad de tiempo que tarda un móvil en dar una vuelta completa.
02. La frecuencia de rotación viene dada por el número de vueltas que hace un móvil por unidad de tiempo.
04. La distancia que recorre un móvil en movimiento circular uniforme al realizar un giro completo es directamente proporcional al radio de su trayectoria.
08. Cuando un rover realiza un movimiento circular uniforme, una fuerza centrípeta actúa sobre él, que es responsable del cambio en la dirección de la velocidad del rover.
16. La magnitud de la aceleración centrípeta es directamente proporcional al radio de su trayectoria.
Respuestas correctas: 01, 02, 04 y 08.
01. CORRECTO Cuando clasificamos el movimiento circular como periódico, significa que siempre se realiza una revolución completa en el mismo intervalo de tiempo. Por tanto, punto es el tiempo que tarda el móvil en dar un giro completo.
02. CORRECTO La frecuencia relaciona el número de vueltas con el tiempo necesario para completarlas.
El resultado representa el número de vueltas por unidad de tiempo.
04. CORRECTO Al realizar un giro completo en el movimiento circular, la distancia recorrida por un móvil es la medida de la circunferencia.
Por tanto, la distancia es directamente proporcional al radio de su trayectoria.
08. CORRECTO En movimiento circular, el cuerpo no sigue una trayectoria, ya que una fuerza actúa sobre él, cambiando su dirección. La fuerza centrípeta actúa dirigiéndote hacia el centro.
La fuerza centrípeta actúa sobre la velocidad (v) del móvil.
16. EQUIVOCADO. Las dos cantidades son inversamente proporcionales.
La magnitud de la aceleración centrípeta es inversamente proporcional al radio de su trayectoria.
vea también: Circunferencia
pregunta 7
(UERJ) La distancia media entre el Sol y la Tierra es de unos 150 millones de kilómetros. Por tanto, la velocidad media de traslación de la Tierra en relación con el Sol es aproximadamente:
a) 3 km / s
b) 30 km / s
c) 300 km / s
d) 3000 km / s
Alternativa correcta: b) 30 km / s.
Como la respuesta debe darse en km / s, el primer paso para facilitar la resolución de la pregunta es poner la distancia entre el Sol y la Tierra en notación científica.
Como la trayectoria se realiza alrededor del Sol, el movimiento es circular y su medida viene dada por el perímetro de la circunferencia.
El movimiento de traslación corresponde a la trayectoria que realiza la Tierra alrededor del Sol en un período de aproximadamente 365 días, es decir, 1 año.
Sabiendo que un día son 86,400 segundos, calculamos cuántos segundos hay en un año multiplicando por el número de días.
Pasando este número a notación científica, tenemos:
La velocidad de traducción se calcula de la siguiente manera:
vea también: Fórmulas cinemáticas
pregunta 8
(UEMG) En un viaje a Júpiter, se desea construir una nave espacial con una sección rotacional para simular, por efectos centrífugos, la gravedad. El tramo tendrá un radio de 90 metros. ¿Cuántas revoluciones por minuto (RPM) debería tener esta sección para simular la gravedad de la Tierra? (considere g = 10 m / s²).
a) 10 / π
b) 2 / π
c) 20 / π
d) 15 / π
Alternativa correcta: a) 10 / π.
El cálculo de la aceleración centrípeta viene dado por la siguiente fórmula:
La fórmula que relaciona la velocidad lineal con la velocidad angular es:
Reemplazando esta relación en la fórmula de aceleración centrípeta, tenemos:
La velocidad angular viene dada por:
Transformando la fórmula de aceleración llegamos a la relación:
Reemplazando los datos en la fórmula, encontramos la frecuencia de la siguiente manera:
Este resultado está en rps, lo que significa rotaciones por segundo. Mediante la regla de tres encontramos el resultado en revoluciones por minuto, sabiendo que 1 minuto tiene 60 segundos.
pregunta 9
(FAAP) Dos puntos A y B están ubicados respectivamente a 10 cm y 20 cm del eje de rotación de la rueda de un automóvil en movimiento uniforme. Se puede decir que:
a) El período de movimiento de A es más corto que el de B.
b) La frecuencia de movimiento de A es mayor que la de B.
c) La velocidad angular de movimiento de B es mayor que la de A.
d) Las velocidades angulares de A y B son iguales.
e) Las velocidades lineales de A y B tienen la misma intensidad.
Alternativa correcta: d) Las velocidades angulares de A y B son iguales.
A y B, aunque a distancias diferentes, se encuentran en el mismo eje de rotación.
Como período, frecuencia y velocidad angular involucran el número de vueltas y el tiempo para ejecutarlas, para los puntos A y B estos valores son iguales y, por lo tanto, descartamos las alternativas a, by c.
Por lo tanto, la alternativa d es correcta, ya que al observar la fórmula de velocidad angular , llegamos a la conclusión de que como están en la misma frecuencia, la velocidad será la misma.
La alternativa e es incorrecta, ya que la velocidad lineal depende del radio, según la fórmula , y los puntos están situados a diferentes distancias, la velocidad será diferente.
pregunta 10
(UFBA) Una rueda de radios R1, tiene velocidad lineal V1 en puntos ubicados en la superficie y velocidad lineal V2 en puntos a 5 cm de la superficie. siendo V1 2,5 veces mayor que V2, cual es el valor de R1?
a) 6,3 cm
b) 7,5 cm
c) 8,3 cm
d) 12,5 cm
e) 13,3 cm
Alternativa correcta: c) 8,3 cm.
En la superficie, tenemos velocidad lineal
En puntos 5 cm más alejados de la superficie, tenemos
Los puntos están ubicados en el mismo eje, de ahí la velocidad angular () es la misma. ¿Cómo V1 es 2,5 veces más grande que v2, las velocidades se relacionan de la siguiente manera:
