NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA
(Movimiento circular
)

 

manolito

NMS c6.16* - Un cuerpo de masa 10 kg, sujeto a una varilla de longitud L = 3 m, da vueltas en un círculo vertical con velocidad angular constante. Cuando pasa por el punto A, la fuerza TA que la varilla ejerce sobre el cuerpo es de 200 N. La frecuencia con que el cuerpo da vueltas es:

a) 0,5 s-1       b) 1,6 s-1      c) 1,6 rpm
d) 3,16 s-1     e) 4,8 s-1      f) 3,16 rpm

*Este ejercicio formó parte del final de Física tomado el 4 de agosto de 2017.
Para ver el examen completo haga click acá.
   

En un movimiento circular uniforme la varilla puede estar haciendo fuerza hacia adentro o hacia afuera. Hagamos los DCL para ambos casos:

   
CASO 1           CASO 2

Solo hay dos fuerzas actuando sobre el cuerpo: la fuerza que hace la varilla TA = 200 y la fuerza peso, P = 100 N.

El caso 2 debemos descartarlo ya que la sumatoria de fuerzas estaría apuntando hacia afuera y la Ley de Newton afirma que la sumatoria de fuerzas debe ser centrípeta, o sea, en este caso hacia abajo.. De modo que nuestra sumatoria de fuerzas vale:

R = 300 N

   

Continuemos entonces con la cinemática:

R = m ac

R = m 4 π² f² L

De ahí despejamos la frecuencia:

f² = R / m 4 π² L

f² =300 N / 10 kg . 4 . π² . 3 m

   
     
  f = 0,5 s-1 respuesta a)
   
     

DESAFIO: ¿Puede la varilla no hacer fuerzas laterales en su recorrido?

 
Algunos derechos reservados (en criollo: no podés publicarlo a tu nombre, ¿entendiste? Mirá que tengo un boga repesado que hace que parezca un accidente, ¿eh?). Eso sí, se permite su reproducción citando la fuente, o sea, papá. Última actualización jul-16. Buenos Aires, Argentina.