Page 238 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

10.52. ¿Cuál debe ser la rapidez de un satélite colocado 10.56. La masa combinada de una motocicleta y su con­
1000 mi sobre la superficie de la Tierra si se tiene ductor es de 210 kg. Si el motociclista va a tomar un
que desplazar en una trayectoria circular? círculo vertical completo de 6 m de radio, ¿cuál ten­
10.53. Una pelota de 2 kg oscila describiendo un círculo drá que ser la rapidez crítica en el punto más alto?
vertical en el extremo de un cordón de 2 m de largo. 10.57. Si la rapidez en la parte más alta del círculo descrito
¿Cuál deberá ser la velocidad crítica en la parte más en el problema 10.56 es de 12 m/s, ¿cuál es la fuer­
alta de la órbita para que ésta conserve su forma za normal en el punto más alto del círculo?
circular? Resp. 4.43 m /s Resp. 2980 N
10.54. Una piedra de 4 kg oscila a la rapidez constante de 10.58. El límite de rapidez en cierta curva de 200 ft de ra­
10 m/s en un círculo vertical en el extremo de un dio es 45 mi/h. ¿Cuál es el ángulo de peralte óptimo
cordón de 1.4 m. ¿Cuáles son las tensiones en el para esa curva? ¿Las carreteras están construidas en
cordón en la parte más alta y en la más baja de esa realidad de acuerdo con sus ángulos óptimos?
trayectoria circular? 10.59. En el péndulo cónico mostrado en la figura 10.17,
10.55. ¿Qué frecuencia de revolución se necesita para que suponga que íi = 2 m y L = 4 m. ¿Qué rapidez
los contrapesos de la figura 10.16 se levanten hasta lineal se requiere para que en su oscilación se des­
una distancia vertical de 25 mm por encima de su place hasta un ángulo de 20o?
posición más baja? Suponga que L = 150 mm. Resp. 3.47 m/s
Resp. 84.6 rev/min

Preguntas para la reflexión crítica
10.60. Una moneda yace en una plataforma giratoria a una 10.62. En el problema 10.61, suponga que se agrega una
distancia de 12 cm del centro de rotación. Si el coe­ masa de 100 g a la masa de 400 g del peso oscilante.
ficiente de fricción estática es de 0.6, ¿cuál es la La fuerza necesaria para estirar el resorte sería la
máxima frecuencia de rotación para que la moneda misma que antes, pero la masa de rotación se habrá
no resbale? Supongamos que la frecuencia se redu­ incrementado. ¿Qué cambia cuando se realiza de
ce a la mitad. ¿A qué distancia del centro se puede nuevo el experimento, de modo que la fuerza cen­
colocar ahora la moneda? trípeta sea la misma que en el caso anterior? ¿Sobre
Resp. 1.11 rev/s, 48 cm qué actúa la fuerza centrípeta en este experimento?
*10.63. Una plataforma de 10 in de diámetro gira a 78
*10.61. El aparato de laboratorio que se ilustra en la figu­
rev/min. Un insecto yace sobre ella a 1 in del borde
ra 10.19 permite que una masa giratoria estire un
exterior. Si el insecto pesa 0.02 Ib, ¿qué fuerza actúa
resorte, de modo que el cordón de soporte quede
sobre él? ¿De dónde proviene esa fuerza? ¿Hacia
en posición vertical con una frecuencia de rotación
dónde deberá desplazarse el insecto para reducir di­
específica. Supongamos que la masa del peso osci­
cha fuerza a la mitad?
lante es 400 g y el radio de revolución es de 14 cm.
10.64. El diámetro de Júpiter es 11 veces mayor que el de
Por medio de un cronómetro se ha observado que el la Tierra y su masa es casi 320 veces mayor que la
tiempo que corresponde a 50 revoluciones es 35 s.
de nuestro planeta. ¿Cuál es la aceleración debida a
¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza la gravedad cerca de la superficie de Júpiter?
que actúa sobre el peso oscilante? Resp. 25.9 m/s2
10.65. Suponga que L = 50 cm y m = 2 kg en la figura
10.16. ¿Cuántas revoluciones por segundo se nece­
sitan para que se forme un ángulo 6 = 30o? ¿Cuál es
la tensión en la varilla de soporte en ese punto?
Resp. 0.757 rev/s, 22.6 N
*10.66. Un bloque de 9 kg ha sido colocado en la platafor­
ma de un camión que transita por una curva de 86 m
de radio. Suponga que fi = 0.3 y que ¡xs = 0.4. ¿La
fuerza de fricción sobre el bloque actúa acercándose
al centro de la curva o alejándose de él? ¿Cuál es la
máxima rapidez a la que puede tomar la curva el
camión sin que derrape? Si el camión toma la curva
a una rapidez mucho mayor, ¿cuál será la fuerza re­
sultante sobre el bloque?

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