S09 s3 - PPT Taller5-Solucionario

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Bienvenidos estimados y estimadas 
estudiantes.
En breve iniciamos la sesión.
¿con qué tipo de las manzanas se 
identifican?
Hay preguntas acerca del tema de la clase pasada?
¿Que recordamos de la clase anterior?
SABERES 
PREVIOS
• ¿Un auto se puede
mantener en una curva
viajando a velocidad
constante? 
Inicio
Utilidad
El peralte en sí podría entenderse como
un elemento más de seguridad vial, y el
papel que juega está muy relacionado
con la física. Cuando un vehículo toma
una curva, las diferentes fuerzas que
actúan sobre él al hacer el giro provocan
cierta tendencia a seguir en la dirección
inicial, es decir, recto. El peralte
contrarresta estas fuerzas, ayudando a
que el vehículo permanezca en la vía y
evitando su salida de la misma.
Cálculo aplicado a la física 1
Taller 5
(Semana 09 – Sesión 3)
LOGRO DE LA SESIÓN
❖ Al término de la sesión, el estudiante resuelve
ejercicios del movimiento circunferencial, utilizando
las definiciones de fuerzas y las leyes de Newton y
presenta sus resultados siguiendo una secuencia
lógica y fundamentada.
Utilidad
✓ Repaso M.C.U.
✓ Taller 5.
✓ Cierre.
Agenda
Datos/Observaciones
Dinámica de un M.C.U.
La partícula experimenta una aceleración que tiene una
magnitud
Si se aplica la segunda ley de Newton a lo largo de la
dirección radial, la fuerza neta que causa la aceleración
centrípeta.
𝑎𝑐 =
𝑣2
𝑟
෍𝐹 = 𝑚𝑎𝑐 = 𝑚
𝑣2
𝑟
EJEMPLO 1:
Práctica
Un carrito de control remoto con masa de 1,60 kg se mueve a una rapidez constante de 12,0 m/s, en un círculo vertical
dentro de un cilindro hueco metálico de 5 m de radio. ¿Qué magnitud tiene la fuerza normal ejercida sobre el coche por
las paredes del cilindro: a) en el punto A (parte inferior del círculo vertical); b) y en el punto B (parte superior del círculo
vertical)?
𝑵𝑩
𝒎𝒈
𝑵𝑨
𝒎𝒈
𝑭 = 𝒎.𝒂
𝑭𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓 − 𝑭𝒄𝒐𝒏𝒕𝒓𝒂 =
𝒎𝒗𝑨
𝟐
𝒓𝑨
𝑵𝑨 −𝒎𝒈 =
𝒎𝒗𝑨
𝟐
𝒓𝑨
𝑵𝑨 − 𝟏, 𝟔 𝟗, 𝟖 =
(𝟏, 𝟔)(𝟏𝟐)𝟐
𝟓
𝑵𝑨 = 𝟏𝟔, 𝟏𝟒 𝑵
Solución:
a) Punto A b) Punto B
𝑭 = 𝒎.𝒂
𝑭𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓 − 𝑭𝒄𝒐𝒏𝒕𝒓𝒂 =
𝒎𝒗𝑩
𝟐
𝒓𝑩
𝒎𝒈 + 𝑵𝑩 =
𝒎𝒗𝑩
𝟐
𝒓𝑩
𝟏, 𝟔 𝟗, 𝟖 + 𝑵𝑩 =
(𝟏, 𝟔)(𝟏𝟐)𝟐
𝟓
𝑵𝑩 = 𝟏𝟓, 𝟐𝟐 𝑵
EJEMPLO 2:
Práctica
Un cuerpo de 6 kg se une a una barra vertical mediante dos cuerdas, como se ilustra en la figura. El cuerpo gira
en un círculo horizontal con rapidez constante de 8 m/s. Encuentre la tensión en la cuerda superior e inferior.
𝑹 = 𝟏, 𝟑𝟐𝒎
θ = 𝟒𝟏, 𝟒°
𝑻𝟏
𝑻𝟐
𝑭𝒈 = 𝒎𝒈
𝑻𝟏𝒄𝒐𝒔𝟒𝟏, 𝟒
𝑻𝟏𝒄𝒐𝒔𝟒𝟖, 𝟔
𝑻𝟐𝒄𝒐𝒔𝟒𝟖, 𝟔
𝑻𝟐𝒄𝒐𝒔41,4
𝑭𝒄 =
𝒎𝒗𝟐
𝑹
𝑻𝟏𝒄𝒐𝒔𝟒𝟖, 𝟔( ) + ( ) =
𝒎𝒗𝟐
𝑹
𝑻𝟐𝒄𝒐𝒔𝟒𝟖, 𝟔
𝑻𝟏 + 𝑻𝟐 =
𝒎𝒗𝟐
𝑹𝒄𝒐𝒔𝟒𝟖, 𝟔
𝑻𝟏 + 𝑻𝟐 = 439,9
𝑻𝟏 = 259,2 𝑁
෍ ↑ =෍ ↓
𝑻𝟏𝒄𝒐𝒔41,4 = 𝑻𝟐𝒄𝒐𝒔𝟒𝟏, 𝟒 +𝒎𝒈
𝑻𝟏𝒄𝒐𝒔𝟒𝟏, 𝟒 − 𝑻𝟐𝒄𝒐𝒔𝟒𝟏, 𝟒 = 𝒎𝒈
𝑻𝟏 − 𝑻𝟐 =
𝒎𝒈
𝒄𝒐𝒔𝟒𝟏, 𝟒
𝑻𝟏 − 𝑻𝟐 = 78,5
𝑻𝟐 = 180,1 𝑁
Solución:
EJEMPLO 3:
Práctica
Una autopista tiene 7,2 m de ancho. Calcular la diferencia de nivel entre los borde extremo e interno del camino a fin 
de que un automóvil pueda viajar a 80 km/h sin deslizarse hacia la parte alta de la pista alrededor de una curva cuyo 
radio es de 60 cm si el coeficiente de rozamiento es de 0,2. 
Datos/Observaciones
Práctica
Desarrollar los ejercicios del Taller 5 en equipos.
Tiempo: 30 min
Datos/Observaciones
RETO 1.
El juego de las sillas voladoras consiste en un palo vertical que 
sostiene a una silla mediante dos cuerdas ideales. Si el ángulo 
entre la cuerda superior y el palo siempre es β, la distancia entre 
la silla y el palo es R, la persona y la silla en conjunto masan m y 
se demora T segundos en completar una vuelta, determine las 
tensiones de las cuerdas. 
RETO 2.
En la figura, un disco de masa m1 está unido a una cuerda y 
realiza un movimiento circular uniforme manteniendo un 
radio de R metros sobre una superficie horizontal sin roce. 
La cuerda pasa por un agujero pequeño en medio de la 
superficie y en su otro extremo está unida a un bloque de 
masa m2 que está en reposo colgando verticalmente. 
Determine la tensión de la cuerda y la velocidad del disco 
Práctica
Datos/Observaciones
Qué hemos aprendido hoy?
Cierre
Para culminar nuestra sesión respondemos a:
En los movimientos que no son MCU, la fuerza neta tienes dos
componentes en las direcciones de las
_______________________________.
En un MCU, la fuerza neta y la aceleración centrípeta apuntan
hacia el ______________________.
Cierre
✓La segunda ley de Newton también se
aplica para movimientos que no son
rectilíneos.
✓Si el movimiento es un MCU la
aceleración está dirigido hacia el
centro por lo tanto la fuerza neta
también.
✓Si el movimiento no es MCU la
fuerza neta tiene dos componentes
en las direcciones de las
aceleraciones.
No olvidar!
BÁSICA
✓ Serway, R. y Jewett, J.W.(2015) Física para ciencias e ingeniería. Volumen I. México. 
Ed. Thomson.
✓ Sears F., Zemansky M.W., Young H. D., Freedman R.A. (2016) Física Universitaria
Volumen I, Undécima Edición. México. Pearson Educación.
COMPLEMENTARIA
✓ Tipler, P., Mosca, G. (2010) Física para la ciencia y la tecnología. Volumen I. México Ed. 
Reverté .
✓ Feynman, R.P. y otros. (2005) Física. Vol. I. Panamá. Fondo Educativo interamericano.
✓ Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K.S.(2008) Física. Volumen I. México. Ed. Continental.
BIBLIOGRAFÍA
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