Este documento presenta varios problemas relacionados con la dinámica del movimiento circular, incluyendo calcular la velocidad máxima de un trineo atado a una estaca, la aceleración y tensión de un objeto que gira en un círculo, y la fuerza y velocidad requeridas para que varios objetos sigan trayectorias circulares.

1. Tema 9 ACTIVIDADES
CUESTIONES Y PROBLEMAS
DINÁMICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR
1. Un trineo de 12 kg está atado a una estaca con
una cuerda de 1,5 m y realiza un movimiento
circular uniforme.
a) Dibuja el vector velocidad, el vector
aceleración y la fuerza centrípeta en los
puntos A, B y C.
b) Si la máxima tensión que soporta la cuerda
es de 200 N, ¿qué velocidad máxima puede
adquirir?
c) Describe el movimiento que seguirá si la
cuerda se rompe en B.
2. Un objeto de 200 g está atado a una cuerda y
gira describiendo un círculo horizontal de radio
1,2 m a 3 rps. Halla la aceleración del objeto y la
tensión de la cuerda.
3. Un cuerpo de 2 kg de masa gira sobre una mesa,
atada a una cuerda, describiendo una
circunferencia de 0,5 m de radio. La velocidad
de giro es constante e igual a 1 m/s. Determina:
a) La fuerza con que la cuerda tira de él.
b) La máxima velocidad que puede llevar el
cuerpo si la cuerda soporta como máximo 20
N.
4. La máxima fuerza centrípeta que cierto asfalto
puede ejercer sobre un coche que toma una
curva de 20 m de radio es de 6400 N. Si el coche
tiene una masa de 900 kg, calcula la máxima
velocidad a la que puede circular sin salirse de la
curva.
5. Según el modelo atómico de Bohr, se supone que
el electrón del átomo de hidrógeno gira con
velocidad constante a una distancia de 5,3·10-11
m
del núcleo.
a) Explica qué variable puede representar cada
vector del dibujo.
b) Si suponemos que el electrón se mueve a
velocidad 2,25·106 m/s, calcula la fuerza
centrípeta. ¿Quién ejerce esta fuerza?
DATO: me = 9,1·10-31
kg.
LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL. EL PESO
6. Estudia numéricamente el movimiento de la Tierra
en torno al Sol a partir de estos datos: G = 6,67·10-
11
N·m2
·kg-2
; MSol = 2·1030
kg; MT = 5,97·1024
kg;
rTierra-Sol = 1,5·1011
m.
a) Calcula la fuerza con que se atraen
mutuamente.
b) Aceptando que su trayectoria es circular, dicha
fuerza hace el papel de centrípeta. Deduce la
velocidad de giro de la Tierra en torno al Sol.
7. Calcula tu peso en la superficie terrestre y en la
posición del satélite Meteosat, a unos 36000 km
de altitud sobre la superficie de la Tierra.
8. Un satélite tiene una masa de 500 kg y se
encuentra a una distancia de 6,67·106
m del centro
de la Tierra (concretamente a 303 km de altura
sobre la superficie).
a) Calcula la fuerza con que la Tierra lo atrae y, a
partir de ella, deduce la velocidad que lleva.
b) Suponiendo que la trayectoria es circular,
halla también su período de revolución
mediante la expresión v = 2pr/T.