Actividad Integradora 1 Fisica

Nombre: Matrícula:

Nombre del curso: Fisica I

Nombre del profesor:

Módulo: 4

Actividad: Integradora no. 2

Fecha: 07-jun-13

Bibliografía: Serway física tomo 1 sexta edición

Ejercicios a resolver:

1. Un bloque de 5 kg de masa se encuentra sobre un disco horizontal de 11 kg de masa y con un radio de 45 cm, que gira alrededor de un eje vertical que pasa por su centro. El bloque se encuentra a 20 cm del centro del disco y todo el sistema esta inicialmente en reposo. Aplicando una fuerza constante de 6.4 N en el borde del disco.

a. Calcula el momento de inercia del sistema.

b. Calcula la velocidad angular del disco en función del tiempo.

c. Calcula las componentes normal y tangencial de la aceleración del bloque en función del tiempo (suponga que el bloque no desliza sobre el disco).

2. Una esfera sólida de 130 kg de masa y con un radio de 20 cm rueda con una velocidad angular de 50 rad/s sobre una superficie horizontal (suponga que rueda sin deslizar y que partió del reposo). ¿Cuánto trabajo se necesita para que ruede?

3. Tenemos un aro rígido de 5 kg de masa que contiene tres barras cada una de 2.2 kg de masa y 50 cm de largo, el cual puede rotar. Alrededor del aro está enrollada una cuerda de masa despreciable e inextensible que pasa por una polea de masa despreciable, de un extremo cuelga el bloque de 4.2 kg de masa. Al inicio el sistema se encuentra en reposo en la posición que muestra la figura. Se suelta el sistema y el bloque comienza a descender. Después de 3 s.

a. Calcula la velocidad angular del aro.

b. Calcula torque neto respecto al centro del aro que actúa sobre él.

c. Calcula la energía mecánica del sistema.

4. Tres bloques iguales están unidos entre sí por medio de una cuerda y penden de un dinamómetro que marca en total 20 N de peso.

a. Dibuja el diagrama de cuerpo libre.

b. Calcula la tensión de la cuerda entre cada bloque y entre el dinamómetro.

5. Una varilla metálica de 4.2 m de largo y sección 0.6 cm2 se estira 0.22 cm al someterse a una tensión de 5000 N. Calcula el módulo de Young del metal.

6. Una varilla de 1 m de largo y peso despreciable está sostenida por sus extremos con unos alambres a y b de igual longitud. El área transversal de a es de 1 mm2 y el de b es de 4 mm2. El módulo de Young de a es 2.4 X 1011 Pa y el de b es 1.2 X 1011 Pa.

a. ¿En qué lugar de la varilla debe colgarse un peso para producir esfuerzos iguales en a y b?

b. ¿En qué lugar debe colgarse un peso para producir deformaciones iguales en a y b?

7. Un péndulo está conformado por una esfera de 9 kg de masa que cuelga de un alambre de aluminio de 1.2 mm de diámetro y 5.2 m de longitud. Calcula el alargamiento del alambre que se produce por el peso de la esfera.

8. Considerando que la Tierra describe una órbita circular de 150 millones de kilómetros de radio. Calcula la masa del Sol.

9. Supongamos que se sitúa un satélite artificial de 60 kg de masa en una órbita circular situada en el plano del ecuador y con un radio igual al doble del radio terrestre.

a. Calcula la energía que hay que aplicar al satélite.

b. ¿Cuál es la velocidad orbital de este?

c. Calcula la energía adicional que habría que aportar al satélite en órbita para que escape de la acción del campo gravitatorio terrestre.

10. Un satélite de 1200 kg de masa está girando alrededor de la Tierra en una órbita circular a una altura de 450 km.

a. ¿Cuál es la energía mecánica del satélite?

b. ¿Cuál es la energía que se ha usado para colocarlo en dicha órbita?

Procedimientos:

Se llevara a cabo una lógica minuciosa y ordenada, utilizando el proceso

correcto, con herramientas formulas, obteniendo así los resultados de los

ejercicios de manera correcta, como se muestra renglones abajo.

Resultados:

1.-

a)

I =

...