gravitacion universal y leyer de Kirchof

1. 1
GUÍA DE PRÁCTICAS
PRÁCTICA N: 5
I. TEMA: DINÁMICA ROTACIONAL, GRAVITACIÓN UNIVERSAL Y LEYES DE
KEPLER
II. OBJETIVO:
1. Aplicar los principios de la dinámica a la rotación de un cuerpo rígido respecto a un eje dado.
2. Establecer cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación y rotación a la solución
de problemas.
3. Plantear y aplicar la Ley de la Gravitación Universal.
4. Analizar y discutir las preguntas planteadas y elaborar sus conclusiones.
III. INSTRUCCIONES:
1. Consultar sobre:
 Dinámica Rotacional.
 Gravitación Universal.
 Contestar el cuestionario y resolver los ejercicios propuestos.
1. LISTADO DE EQUIPOS , MATERIALES Y RECURSOS:
1. Revisar los contenidos sobre Dinámica Rotacional, Gravitacional Universal y Leyes de
Kepler.
2. Materiales o recursos:
 Bibliografía relacionada al Tema.
 Calculadora.
IV. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR:
CÁLCULOS Y PREGUNTAS:
Conteste las preguntas planteadas.
1.- ¿A qué se llama momento de Inercia de un cuerpo, de qué depende su valor y en qué unidades se
mide?.
2.- Escriba el enunciado de la Segunda Ley de Newton del movimiento aplicada a la rotación.
3.- ¿En qué consiste el momento angular, cuál es su ecuación y en qué unidades se mide?.
4.- ¿Cuáles son las características del vector que representa el momento angular?.
5.- De acuerdo a la Segunda Ley de Newton del Movimiento aplicada a la rotación, el torque o
momento de fuerza es a la aceleración angular del cuerpo que se trata, por su ...................................
6.- La fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de
sus ................................................................................................................................ Exprese la Ley
de la Gravitación Universal de Newton y su ecuación.
7.- Enuncie las Leyes de Kepler.
8.- Un auto toma, con rapidez constante, una curva en una carretera con
peralte, con fricción despreciable, como muestra la figura. ¿Qué fuerza
produce la fuerza centrípeta para que el auto no se salga de la carretera?
9. Basándonos en la Segunda Ley de Kepler, podemos afirmar que, en su
movimiento alrededor del Sol, la Tierra pose una velocidad:
a) Constante.
b) Nula.
c) Mayor, cuanto más lejos está del Sol.

2. 2
B
A
d) Menor, cuanto más lejos está del Sol.
10. Dos masas, M y m, están separadas una distancia R. Si se alejan una distancia 2R, el módulo de la
fuerza gravitatoria que actúa entre ellas:
a) Disminuye 4 veces.
b) Disminuye 2 veces.
c) No varía.
d) Aumenta 2 veces.
e) Aumenta 4 veces.
RESUELVA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS
1. Un cuerpo de un péndulo cónico es de 2 kg. y cuelga de una cuerda de 8 m de longitud,
describiendo una trayectoria circular en un plano horizontal. Si el cuerpo se desvía de la vertical
hasta que la cuerda forme un ángulo de 30º con la vertical, determinar.
a) La tensión de la cuerda.
b) Cuál es la rapidez del cuerpo.
2. En el sistema de la figura, el cuerpo A de masa 20 Kg, cuyo
coeficiente de rozamiento es de 0,2 está unido a otro cuerpo B de
masa 30 kg, que pasa por una polea de masa M = 5 kg y de radio
0,8 m. Si el cuerpo B desciende una altura de 2 m, partiendo del
reposo, determinar:
a) La aceleración del bloque B, si el sistema se abandona
partiendo del reposo.
b) El tiempo en el que el bloque B desciende 2 m, después de ser abandonado del reposo.
c) Las tensiones de las cuerdas en las secciones horizontal y vertical.
d) La velocidad de la partícula, después de descender los 2 m de altura.
3. Calcular la fuerza de atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna considerando que la masa de
nuestro planeta es igual a 5.98 x 1024 Kg, la masa de la Luna es igual a 7.34 x 1022
Kg y la
distancia promedio entre sus centros (radio de la órbita Lunar) es igual a 3.84 x 108
m. A partir
del resultado anterior determinar la aceleración que adquiere la Luna. (R: 1.98 x 1020
N, 0.0026
m/s2
).
4. Calcular la masa del Sol a partir del hecho de que el periodo de traslación de la Tierra en torno al
Sol es un año y la distancia de la Tierra al Sol es 1,496 x 1011
m. R: 1,99 x 1030
Kg.
5. La expresión g = GM/r2
indica que la aceleración de la gravedad terrestre en un punto dado es
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de tal punto al centro de la Tierra.
Complete con la anterior información la tabla de este ejercicio, determinando los valores de g
para cada una de las alturas h que se indican (R representa el radio de la Tierra).
h(m) r = (R + h)m g(m/s2
)
0 R 10
R
4R
9R
6. Un satélite meteorológico de 100 kg describe una órbita circular alrededor de la Tierra a una
altura de 9630 km. Calcular:
a) Su velocidad tangencial en órbita.
b) El trabajo necesario para ponerlo en esa órbita.
R: a) 5,0 x 103 m/s; b) 3,75 x 109 J.