Page 237 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

10.33. Suponga que la piedra del problema 10.32 se mueve 10.39. Una masa de 4 kg se encuentra a una distancia de 8
con una rapidez constante de 8 m/s describiendo cm de una masa de 2 kg. Calcule la fuerza de atrac­
un círculo vertical. ¿Cuáles son las tensiones de la ción gravitacional entre las dos masas.
cuerda cuando está en la parte superior y en la infe­ Resp. 8.34 X 10~8 N
rior del círculo? Resp. 73.6 N, 97.1 N 10.40. Una masa de 3 kg está colocada a 10 cm de una masa
*10.34. El piloto de pruebas de la figura 10.18 se lanza en de 6 kg. ¿Cuál es la fuerza gravitacional resultante
picada a 620 ft/s y describe una curva de 2 800 ft de sobre una masa de 2 kg colocada en el punto medio
radio. Si el piloto pesa 160 Ib, ¿qué aceleración ex­ de una recta que une las dos primeras masas?
perimentará en el punto más bajo del círculo? ¿Cuál 10.41. La aceleración debida a la gravedad en un planeta
es la fuerza que ejerce el asiento sobre el piloto? distante es de 5.00 m /s2 y el radio del planeta es de
4560 km aproximadamente. Use la ley de la gravi­
tación para estimar la masa de ese planeta.
Resp. 1.56 x 1024 kg
*10.42. La masa de la Tierra es aproximadamente 81 veces
mayor que la de la Luna. Si el radio de la Tierra es
cuatro veces mayor que el de la Luna, ¿cuál es la
aceleración debida a la gravedad en la Luna?
*10.43. Dos masas, una de 60 kg y otra de 20 kg, están a
una distancia de 10 m. ¿En qué punto de la recta que
une a estas dos cargas se puede colocar otra masa de
manera que la fuerza resultante sobre ella sea cero?
Resp. a 6.34 m de la masa de 60 kg
Sección 10.10 Leyes de Kepler
Figura 10.18 Fuerzas que soporta un avión en los límites superior
e inferior de un rizo vertical. 10.44. ¿Qué rapidez debe tener un satélite para que descri­
ba una órbita circular de 800 km sobre la superficie
10.35. Si el piloto del problema 10.34 no está sujeto a una de la Tierra?
aceleración mayor que siete veces la gravedad (7 g), 10.45. La masa de Júpiter es de 1.90 X 1027 kg y su radio
¿cuál es la velocidad máxima para salir del descen­ mide 7.15 X 107 m. ¿Qué rapidez debe alcanzar una
so en un rizo de 1 km de radio? Resp. 943 km/h nave espacial para volar en círculos a una altura de
10.36. Una pelota de 3 kg oscila describiendo un círculo 6.00 X 107 m sobre la superficie de Júpiter? Resp.
vertical en el extremo de un cordón de 8 m. Cuando 31 000 m/s (69 800 mi/h, aproximadamente)
llega a la parte más alta de su trayectoria, su veloci­ 10.46. ¿Cuál es la rapidez orbital de un satélite cuya órbi­
dad es de 16 m/s. ¿Cuál es la tensión en el cordón? ta se encuentra 1200 km sobre la superficie de la
¿Cuál es la velocidad crítica en el punto más alto? Tierra?
10.37. Una niña de 36 kg ocupa el asiento de un columpio 10.47. El radio de la Luna es de 1.74 X 106 m y la acelera­
que está sujeto por dos cadenas de 20 m de longitud ción debida a la gravedad es de 1.63 m /s2. Aplique
cada una. Si una persona suelta a la niña desde una la ley de la gravitación universal para hallar la masa
posición 8 m por debajo del punto más alto del colum­ de la Luna. Resp. 7.40 X 1022 kg
pio, ¿qué fuerza ejercerá éste sobre la niña cuando ella 10.48. Un satélite se halla a una distancia de 900 km sobre
pase por el punto más bajo? Resp. 776 N la superficie de la Tierra. ¿Cuál es el periodo del
movimiento del satélite?
Sección 10.7 Gravitación
10.49. ¿A qué distancia sobre la superficie de la Tierra
10.38. ¿Qué distancia debe haber entre un peso de dos to­ debe estar un satélite para que complete una vuelta
neladas y un peso de tres ton si su fuerza de atrac­ alrededor de nuestro planeta en un lapso de 28 h?
ción mutua es igual a 0.0004 Ib? Resp. 4.04 X 107 m

Problemas adicionales
10.51. ¿Que aceleración centrípeta se necesita para mover
10.50. ¿A qué frecuencia ha de girar una bola de 6 Ib en un una masa de 2.6 kg en un círculo horizontal de 300
radio de 3 ft para producir una aceleración centrípe- mm de radio si su rapidez lineal es de 15 m/s? ¿Cuál
ta de 12 ft/s2? ¿Cuál es la tensión en la cuerda? es la fuerza centrípeta? Resp. 750 m /s2, 1950 N

218 Capitulólo Resumen y repaso