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Tema: Movimiento Circular Uniforme Ejercicios Resueltos http://traful.utem.cl Ejercicio 1 Una partícula P adherida al borde de un disco que gira en torno a un eje que pasa por O, se encuentra a 1,5[m] de O, y da 30 vueltas cada minuto. Determine: a) el periodo; b) la frecuencia; c) la velocidad angular; d) la velocidad “tangencial”; e) la aceleración centrípeta o normal y f) la aceleración tangencial Solución a) 30[ ] 1[ ] 60[ ] [ ] vueltas vuelta s T s 60 2,0[ ] 30 T s b) 1 f T 0,5[ ]f Hz Ejercicios Resueltos: Movimiento Circular Uniforme Tema: Movimiento Circular Uniforme Ejercicios Resueltos http://traful.utem.cl c) 2 T 2 2 [ / ] 3,1[ / ]rad s rad s d) v R 1,5v 4,7[ / ]v m s e) 2 c v a R 2 21,5 1,5 ca 2 2 21,5 [ / ] 14,8[ / ]ca m s m s f) 0ta , pues la aceleración angular es nula (la rapidez angular es constante) Tema: Movimiento Circular Uniforme Ejercicios Resueltos http://traful.utem.cl Ejercicio 2 Una partícula se mueve con movimiento circunferencial uniforme, en una circunferencia de radio R = 60[cm] y con rapidez angular de 1,5[rad/s]. Inicialmente las coordenadas de la partícula con x(0)=R e y(0)=0. Determine: a) El vector posición de la partícula en t =1,0[s] b) La velocidad de la partícula en t =1,0[s] c) La aceleración de la partícula en t =1,0[s] d) El ángulo que forman los vectores velocidad y aceleración en t =1,0[s] e) La magnitud de los vectores aceleración normal y aceleración tangencial en t =1,0[s] Solución a) En general, para el plano xy, el vector posición está dado por r xi y j Para esta situación cosx R seny R Tema: Movimiento Circular Uniforme Ejercicios Resueltos http://traful.utem.cl de modo que cos senr R i R j como t se tiene cos senr R ti R t j En este caso (1,0) 0,60cos 1,5 1,0 0,60sen 1,5 1,0r i j 1,0 0,042 0,598r i j m b) sen cos dr v R ti R t j dt (1,0) 0,60 1,5sen 1,5 1,0 0,60 1,5cos 1,5 1,0v i j (1,0) 0,898 0,064 /v i j m s c) 2 2cos sen dv a R ti R t j dt 2 cos sena R ti R t j 2a r 21,0 1,5 0,042 0,598a i j 21,0 0,095 1,35 /a i j m s d) El ángulo que forman v y a se puede determinar a partir del producto punto entre ellos cos x x y yv a v a v a 2 2 2 2 ( 0,898)( 0,095) 0,064( 1,35) cos ( 0,898) 0,064 ( 0,095) ( 1,35) 1,57[ ] 90rad ¿Significa el resultado obtenido en este caso ca a ? Tema: Movimiento Circular Uniforme Ejercicios Resueltos http://traful.utem.cl e) 2 c v a R 2 2( 0,898) 0,064 (1,0) 0,60 ca 21,35[ / ]ca m s 0ta ¿Por qué?
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