Pon a prueba tus conocimientos con preguntas sobre el movimiento circular uniforme y aclara tus dudas con los comentarios en las resoluciones.

Pregunta 1

(Uniforme) Un carrusel gira de manera uniforme, haciendo una rotación completa cada 4.0 segundos. Cada caballo realiza un movimiento circular uniforme con una frecuencia en rps (rotación por segundo) igual a:

a) 8.0
b) 4.0
c) 2.0
d) 0.5
e) 0.25

Alternativa correcta: e) 0.25.

La frecuencia (f) del movimiento se da en unidades de tiempo de acuerdo con la división del número de vueltas por el tiempo dedicado a realizarlas.

Para responder a esta pregunta, simplemente reemplace los datos en la fórmula a continuación.

Si se toma una vuelta cada 4 segundos, la frecuencia del movimiento es de 0.25 rps.

vea también: Movimiento circular

Pregunta 2

Un cuerpo en MCU puede realizar 480 vueltas en un tiempo de 120 segundos alrededor de una circunferencia de radio de 0,5 m. De acuerdo con esta información, determine:

a) frecuencia y periodo.

Respuestas correctas: 4 rps y 0.25 s.

a) La frecuencia (f) del movimiento se da en unidades de tiempo de acuerdo con la división del número de vueltas por el tiempo dedicado a realizarlas.

El período (T) representa el intervalo de tiempo para que se repita el movimiento. Período y frecuencia son cantidades inversamente proporcionales. La relación entre ellos se establece a través de la fórmula:

b) velocidad angular y velocidad escalar.

Respuestas correctas: 8 rad / sy 4 m / s.

El primer paso para responder esta pregunta es calcular la velocidad angular del cuerpo.

Las velocidades escalares y angulares se relacionan usando la siguiente fórmula.

vea también: Velocidad angular

Pregunta 3

(UFPE) Las ruedas de una bicicleta tienen un radio igual a 0.5 my giran con una velocidad angular igual a 5.0 rad / s. ¿Cuál es la distancia recorrida, en metros, por esta bicicleta en un intervalo de tiempo de 10 segundos?

Respuesta correcta: 25 m.

Para resolver este problema, primero debemos encontrar la velocidad escalar relacionándola con la velocidad angular.

Sabiendo que la velocidad escalar se obtiene dividiendo el intervalo de desplazamiento por el intervalo de tiempo, encontramos la distancia cubierta de la siguiente manera:

vea también: Velocidad escalar media

Pregunta 4

(UMC) En una pista circular horizontal, con un radio igual a 2 km, un automóvil se mueve con velocidad escalar constante, por encima del módulo es igual a 72 km / h. Determine la magnitud de la aceleración centrípeta del automóvil, en m / s2.

Respuesta correcta: 0.2 m / s2.

Como la pregunta requiere una aceleración centrípeta en m / s2, el primer paso para resolverlo es convertir las unidades del radio y la velocidad escalar.

Si el radio es de 2 km y sabiendo que 1 km tiene 1000 metros, entonces 2 km corresponden a 2000 metros.

Para convertir la velocidad escalar de km / ha m / s, simplemente divida el valor entre 3.6.

La fórmula para calcular la aceleración centrípeta es:

Sustituyendo los valores en la fórmula, encontramos la aceleración.

vea también: Aceleración centrípeta

Pregunta 5

(UFPR) Un punto en movimiento circular uniforme describe 15 vueltas por segundo en una circunferencia de 8.0 cm de radio. Su velocidad angular, su período y su velocidad lineal son, respectivamente:

a) 20 rad / s; (1/15) s; 280 π cm / s
b) 30 rad / s; (1/10) s; 160 π cm / s
c) 30 π rad / s; (1/15) s; 240 π cm / s
d) 60 π rad / s; 15 s; 240 π cm / s
e) 40 π rad / s; 15 s; 200 π cm / s

Alternativa correcta: c) 30 π rad / s; (1/15) s; 240 π cm / s.

1er paso: calcular la velocidad angular aplicando los datos en la fórmula.

2do paso: calcule el período aplicando los datos en la fórmula.

3er paso: calcule la velocidad lineal aplicando los datos en la fórmula.

Pregunta 6

(EMU) En el movimiento circular uniforme, verifique qué es correcto.

01. Periodo es el intervalo de tiempo que toma un mueble para completar una vuelta completa.
02. La frecuencia de rotación viene dada por el número de vueltas que realiza un mueble por unidad de tiempo.
04. La distancia que recorre un móvil en movimiento circular uniforme cuando realiza un giro completo es directamente proporcional al radio de su trayectoria.
08. Cuando un mueble realiza un movimiento circular uniforme, actúa sobre él una fuerza centrípeta, que es responsable del cambio en la dirección de la velocidad de la pieza.
16. El módulo de aceleración centrípeta es directamente proporcional al radio de su trayectoria.

Respuestas correctas: 01, 02, 04 y 08.

01. CORRECTO. Cuando clasificamos el movimiento circular como periódico, significa que siempre se realiza una vuelta completa en el mismo intervalo de tiempo. Por lo tanto, el período es el tiempo que le toma al móvil completar una vuelta completa.

02. CORRECTO. La frecuencia relaciona el número de vueltas con el tiempo necesario para completarlas.

El resultado representa el número de vueltas por unidad de tiempo.

04. CORRECTO. Al dar una vuelta completa en movimiento circular, la distancia cubierta por un mueble es la medida de la circunferencia.

Por lo tanto, la distancia es directamente proporcional al radio de su trayectoria.

08. CORRECTO. En movimiento circular, el cuerpo no hace una trayectoria, ya que una fuerza actúa sobre él cambiando su dirección. La fuerza centrípeta actúa dirigiéndola al centro.

La fuerza centrípeta actúa a la velocidad (v) de los muebles.

16. Incorrecto. Las dos cantidades son inversamente proporcionales.

El módulo de aceleración centrípeta es inversamente proporcional al radio de su trayectoria.

vea también: Circunferencia

Pregunta 7

(UERJ) La distancia promedio entre el Sol y la Tierra es de aproximadamente 150 millones de kilómetros. Por lo tanto, la velocidad promedio de traducción de la Tierra en relación con el Sol es aproximadamente:

a) 3 km / s
b) 30 km / s
c) 300 km / s
d) 3000 km / s

Alternativa correcta: c) 300 km / s.

Como la respuesta debe darse en km / s, el primer paso para facilitar la resolución de la pregunta es poner la distancia entre el Sol y la Tierra en notación científica.

A medida que la trayectoria se lleva a cabo alrededor del Sol, el movimiento es circular y su medida viene dada por la circunferencia de la circunferencia.

El movimiento de traducción corresponde a la trayectoria tomada por la Tierra alrededor del Sol en el período de aproximadamente 365 días, es decir, 1 año.

Sabiendo que un día tiene 86 400 segundos, calculamos cuántos segundos hay en un año multiplicando por la cantidad de días.

Al pasar este número a notación científica, tenemos:

La velocidad de traducción se calcula de la siguiente manera:

vea también: Fórmulas cinemáticas

Pregunta 8

(UEMG) En un viaje a Júpiter, desea construir una nave espacial con una sección rotacional para simular, por efectos centrífugos, la gravedad. La sección tendrá un radio de 90 metros. ¿Cuántas revoluciones por minuto (RPM) debería tener esta sección para simular la gravedad terrestre? (considere g = 10 m / s²).

a) 10 / π
b) 2 / π
c) 20 / π
d) 15 / π

Alternativa correcta: a) 10 / π.

El cálculo de la aceleración centrípeta viene dado por la siguiente fórmula:

La fórmula que relaciona la velocidad lineal con la velocidad angular es:

Sustituyendo esta relación en la fórmula de aceleración centrípeta, tenemos:

La velocidad angular viene dada por:

Transformando la fórmula de aceleración llegamos a la relación:

Sustituyendo los datos en la fórmula, encontramos la frecuencia de la siguiente manera:

Este resultado es en rps, lo que significa revoluciones por segundo. A través de la regla de tres encontramos el resultado en revoluciones por minuto, sabiendo que 1 minuto tiene 60 segundos.

Pregunta 9

(FAAP) Dos puntos A y B están ubicados respectivamente a 10 cm y 20 cm del eje de rotación de una rueda de automóvil en movimiento uniforme. Es posible afirmar que:

a) El período de movimiento de A es más corto que el de B.
b) La frecuencia del movimiento de A es mayor que la de B.
c) La velocidad angular del movimiento de B es mayor que la de A.
d) Las velocidades angulares de A y B son iguales.
e) Las velocidades lineales de A y B tienen la misma densidad.

Alternativa correcta: d) Las velocidades angulares de A y B son iguales.

A y B, aunque tienen diferentes distancias, se encuentran en el mismo eje de rotación.

Como período, frecuencia y velocidad angular involucran el número de vueltas y el tiempo para realizarlas, para los puntos A y B estos valores son iguales y, por lo tanto, descartamos las alternativas a, byc.

Por lo tanto, la alternativa d es correcta, ya que al observar la fórmula de la velocidad angular, llegamos a la conclusión de que, dado que tienen la misma frecuencia, la velocidad será la misma.

La alternativa e es incorrecta, porque como la velocidad lineal depende del radio, de acuerdo con la fórmula, y los puntos están ubicados a diferentes distancias, la velocidad será diferente.

Pregunta 10

(UFBA) Una rueda de radios R1, presenta velocidad lineal V1 en puntos de la superficie y velocidad lineal V2 en puntos que están a 5 cm de la superficie. Siendo V1 2.5 veces mayor que V2, cual es el valor de R1?

a) 6.3 cm
b) 7.5 cm
c) 8.3 cm
d) 12,5 cm
e) 13,3 cm

Alternativa correcta: c) 8.3 cm.

En la superficie, tenemos la velocidad lineal.

En los puntos a 5 cm más lejos de la superficie, tenemos

Los puntos se encuentran debajo del mismo eje, por lo que la velocidad angular () es la misma. Como veis1 es 2.5 veces mayor que v2, las velocidades se enumeran de la siguiente manera: