ejercicios de aplicaciÓn ecuaciones dimensionales

21
1 1. Calcule las dimensiones de A y B respectivamente, en la siguiente ecuación dimensionalmente correcta d = A t + 0,5 B t 2 Donde d es distancia y t es tiempo. A) L T 1 ; L T 2 B) L T 2 ; L 2 T 2 C) L T 2 ; L T 3 D) L 2 T 1 ; L 2 T 2 E) L 2 T 3 ; L T 2 2. La energía en el S.I., se mide en joules (J). Si la energía cinética (E c ) de un cuerpo está definida mediante: E C = 0,5 mv 2 Donde m es masa y v es el módulo de la velocidad. ¿Cuál de los siguientes grupos de unidades equivale al Joule? A) kg m 2 s 1 B) kg m 1 s 2 C) kg m 2 s 2 D) kg m 2 s 2 E) kg m 3 s 2 3. Un grupo de unidades que representa la medición de la potencia es: A) lb pie 3 s 3 B) lb pie 2 s 2 C) kg m 3 s 2 D) lb pie 2 s 3 E) kg m 3 s 2 4. El número de Reynolds es un valor adimensional el cual nos indica si un flujo es turbulento o laminar, dentro de un tubo. El número de Reynolds “R”, se calcula mediante la siguiente ecuación: R = V d / Donde es la densidad, V la rapidez promedio y d el diámetro del tubo. Determinar las dimensiones de la viscosidad . A) M 2 L 1 T 1 B) M 3 L 1 T 1 C) M L 1 T 1 D) M L 2 T 1 E) M L 1 T 2 5. La densidad (D) de un sólido según la temperatura, está dada por la siguiente ecuación : Donde M es la masa y T la variación de la temperatura. Determinar las dimensiones de B. A) L 3 1 B) L 3 1 C) L 3 D) M 3 1 T 1 E) M L 1 1 6. Un objeto que realiza un movimiento periódico tiene la siguiente ecuación: X =A e t cos ( t + ) Donde X es la posición, t el tiempo y e 2,82. Determine la dimensión de [A ]. A) L T 2 B) L T 1 C) L 2 T 2 D) L 2 T 2 E) L 2 T 1 7. En cierto experimento, se mide el tiempo que demora un péndulo simple en dar una oscilación. Se 8. Con respecto a la gráfica, determine la dimensión del área sombreada. 9. Con respecto a la gráfica A vs B mostrada en la figura, determine la dimensión de la pendiente de la recta. t(s) F(N)

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Page 1: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

1. Calcule las dimensiones de A y B respectivamente, en la siguiente ecuación dimensionalmente correcta

d = A t + 0,5 B t2

Donde d es distancia y t es tiempo.

A) L T 1 ; L T 2

B) L T 2 ; L 2 T 2

C) L T 2 ; L T 3

D) L 2 T 1 ; L 2 T 2

E) L 2 T 3 ; L T 2

2. La energía en el S.I., se mide en joules (J). Si la energía cinética (Ec) de un cuerpo está definida mediante:

EC = 0,5 mv 2

Donde m es masa y v es el módulo de la velocidad.¿Cuál de los siguientes grupos de unidades equivale al Joule?

A) kg m2 s1 B) kg m 1 s 2

C) kg m 2 s 2

D) kg m2 s 2

E) kg m3 s 2

3. Un grupo de unidades que representa la medición de la potencia es:

A) lb pie3 s 3

B) lb pie2 s2

C) kg m3 s 2

D) lb pie2 s 3

E) kg m3 s 2

4. El número de Reynolds es un valor adimensional el cual nos indica si un flujo es turbulento o laminar, dentro de un tubo. El número de Reynolds “R”, se calcula mediante la siguiente ecuación:

R = V d /Donde es la densidad, V la rapidez promedio y d el diámetro del tubo. Determinar las dimensiones de la viscosidad .

A) M2 L1 T 1

B) M3 L1 T 1

C) M L1 T 1

D) M L2 T 1

E) M L1 T 2

5. La densidad (D) de un sólido según la temperatura, está dada por la siguiente ecuación :

Donde M es la masa y ∆T la variación de la temperatura. Determinar las dimensiones de B.

A) L3 1

B) L3 1

C) L 3

D) M3 1 T 1

E) M L1 1

6. Un objeto que realiza un movimiento periódico tiene la siguiente ecuación:

X =A e t cos ( t + )

Donde X es la posición, t el tiempo y e 2,82. Determine la dimensión de [A ].

A) L T 2

B) L T 1

C) L2 T 2

D) L 2 T 2

E) L 2 T 1

7. En cierto experimento, se mide el tiempo que demora un péndulo simple en dar una oscilación. Se observa que este tiempo depende de la aceleración de la gravedad y de la longitud de la cuerda. La ecuación empírica del periodo en función de estas dos últimas cantidades es:

A) 6,28 g1/2 L1/2

B) 4,22 g1/3 L1/2

C) 3,12 g1/5 L1/3

D) 1,24 g1/3 L1/3

E) 3,14 g2 L1/2

8. Con respecto a la gráfica, determine la dimensión del área sombreada.

A) M 2 L T 1

B) M L T 1

C) M L2 T 1

D) M L2 T 1

E) L2 T 2

9. Con respecto a la gráfica A vs B mostrada en la figura, determine la dimensión de la pendiente de la recta. Donde A es masa y B es volumen.

A) M L1

B) M L2

C) M 1 L1

D) M T 3

E) M L3

t(s)

F(N)

2s

B

x

40m

1s

A

Page 2: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

10. 11. 12.

1. Indicar verdadero (V) o falso (F) con respecto al movimiento parabólico :

La componente horizontal de la velocidad permanece constante.( )

La componente vertical de la velocidad puede ser nula en un instante. ( ) La velocidad en todo momento es tangente a la trayectoria

2. Desde lo alto de una torre se lanza horizontalmente un proyectil, con una velocidad de 20 m/s. Si el proyectil empleó 3 s en su caída. ¿Cuál fue la altura de la torre y el alcance horizontal que logró a partir de la base de la torre?a) 30 m y 15 d) 60 m y 30b) 45 m y 20 e) 25 m y 30c) 45 m y 60

3. En la figura, ¿qué tiempo duró el movimiento?

a) 1 sb) 2sc) 3sd) 4se) 5s

4. Un cuerpo se lanza horizontalmente con una rapidez de 10 m/s. Calcular “x”.

a) 10 mb) 20 mc) 30md) 40me) 50m

5. Hallar “H” del gráfico, si la componente horizontal de la velocidad cuando el cuerpo llega al suelo es 20 m/s.

a) 20 mb) 45mc) 36md) 80me) 40m

160m

40m/s

x

10m/s

45m

80m

H

V

Page 3: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

6. Hallar “x”, de la figura :

a) 100 mb) 200mc) 150md) 135me) 120m

7. Desde la superficie se lanza una pelota con una velocidad de 50 m/s formando 53º con la horizontal. Hallar la altura que logra alcanzar 3 s después de ser lanzada.a) 45 m b) 80m

c) 5md) 30m e) 75m

8. Del ejercicios anterior, halle el alcance horizontal luego de 5 s.a) 120 m b) 130m

c) 300md) 150m e) 250m

9. En la figura se muestra la trayectoria parabólica de un proyectil. Determine la altura máxima que alcanza la esfera.

a) 45 mb) 36mc) 80md) 40me) 30m

10. En un movimiento parabólico se sabe que el tiempo de vuelo fue de 6 s. ¿Cuál fue la altura máxima del movimiento?a) 45 m b) 80m

c) 30md) 10m e) 75m

11. En la figura hallar “H” + “R”. V = 180 km/ha) 240 mb) 80mc) 400md) 150me) 320m

12. Del gráfico determinar : Altura máxima

x

135m

V = 50m/s37º

4a a

Hmáx

V 1s

R

HV

53º

Page 4: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

Tiempo de vuelo

13. En la figura hallar “h + x”, si llega a “B” luego de 7 s.a) 210 mb) 280mc) 315md) 245me) 300m

14. Una pelota es lanzada desde “A” con una velocidad V = 50 m/s, llegando a “B” luego de 10 s. ¿Cuál es el valor de “h”?125 ma) 250mb) 300mc) 500md) 200m

15. En la figura, hallar “H”

a) 100 mb) 135mc) 150md) 200me) 225m

16. En sus vacaciones de verano el profesor Javier practica “snowboard” en el nevado del Huascarán. Si inicia el movimiento con una velocidad de 30 m/s. ¿A qué distancia del pie del nevado caerá?

a) 120 mb) 90mc) 60md) 150me) 200m

17. Se lanza horizontalmente un proyectil con una velocidad de 30 m/s, tal como se muestra. Hallar “H”.

a. 300 mb. 200mc. 125md. 80me. 30m

V = 100m/s

30º

x

hV = 50m/s

53º

B

120m

H

50m/s37º

A 30º

H

B

V

30m/s

80m

B

30m/s

H

150m

Page 5: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

H = 720m

1km

18. Desde la azotea de un edificio de 125 m de altura, se lanza horizontalmente un proyectil con una velocidad de 10 m/s. Hallar el alcance horizontal.a) 40 m b) 50m

c) 60md) 100m e) 150m

19. Del gráfico hallar “H” si cuando llega al piso, la componente horizontal de la velocidad es 30 m/s. 80 ma) 45b)36c) 125d)200

20. Un avión vuela horizontalmente a la velocidad de 90 m/s dejando caer un proyectil desde una altura de 720 m. Si el blanco se encuentra a 1 km del pie de

lanzamiento, entonces el proyectil caerá a :

a) 30 m antes del blancob) En el blancoc) 80 m antes del blancod) 80 m después del blancoe) 30 m después del blanco

NIVEL SCARDMSERIE ¡PREPÁRATE PARA LA

UNIVERSIDAD!

1. Una pelota es disparada en un lugar donde g = 10 m/s2, desarrollando un movimiento parabólico de H(m) de altura máxima. Si el ángulo de lanzamiento fue de 60°, y vo = 20 m/s. ¿Cuál es el valor de H?

a. 15mb. 20mc. 25md. 12m

2.Una piedra desarrolla un movimiento parabólico de tal modo que su alcance horizontal es de L(m). Si la velocidad de disparo fue de 50 m/s y el ángulo de disparo es = 15°. ¿Cuál es el valor de L ?a. 125mb. 200mc. 225md. 120m

3.Un cuerpo lanzado en forma que describe una parábola, tiene la característica de que su alcance horizontal es igual al cuádruple de su

120m

H

Page 6: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

altura máxima. ¿Cuál fue el ángulo de disparo?a. 30°b. 60°c. 45°d. 120°

4.De un movimiento parabólico, se sabe que el tiempo de vuelo es de 4s, y g = 10 m/s2. ¿Cuál fue la altura máxima del movimiento?a. 15mb. 20mc. 25md. 12m

5.¿Cuál es el máximo alcance que se lograría lanzando un proyectil con una velocidad de 30 m/s, describiendo ésta, un movimiento parabólico? (g = 10 m/s2).a. 75mb. 90mc. 125md. 100m

6.Se lanza un proyectil de tal modo que su velocidad inicial forma 60° con la horizontal. ¿Con qué ángulo deberemos disparar un segundo proyectil, con la misma velocidad, para que el alcance horizontal sea el mismo que en el caso anterior?a. 30°b. 60°c. 45°d. 120°

7.En la figura se muestra la trayectoria de una pelota que rebota elásticamente contra una pared vertical. ¿Cuál hubiera sido el alcance horizontal de la pelota de no existir aquella pared?

8.Se lanza horizontalmente un cuerpo desde “A”, empleando 4s en llegar al piso. Se pide encontrar:a) La velocidad vo.

b) La altura h.Usar: g = 10 m/s2

9.Desde lo alto de un edificio se lanza una piedra con una velocidad de 30 m/s. Si la piedra llega al suelo con una velocidad de 50 m/s. ¿Cuál es la componente vertical de la velocidad un instante antes del impacto? (g = 10 m/s2)

10. Del problema anterior, qué tiempo demora la piedra en llegar hasta el suelo?a. 4sb. 6sc. 45sd. 10s

11. Un bote a motor, sale de A y cruza un río, orientándose siempre perpendicular a las orillas. Si el punto de llegada es B. ¿Qué velocidad tiene el bote, si las aguas del río se mueven a razón de 4 m/s?

a. 3,4sb. 3,6sc. 4,5sd. 3,2s

12. Una lancha a motor desarrolla una velocidad de 10 m/s en aguas tranquilas. Si cruza un río, saliendo desde A orientándose tal como se indica en la figura. ¿A que

Page 7: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

1

distancia de B llegará a la otra orilla, si la velocidad de la corriente es de 5 m/s?

13. Se lanza un proyectil de modo que describe una parábola, empleando 5s en volver al piso. Si la velocidad de impulso fue de 50 m/s. ¿Cuál fue el ángulo de disparo, si además:a. 30°b. 60°c. 45°d. 120°

14. Una pelota describe una parábola en el aire, observándose que alcanza una altura máxima de 1m. Si el ángulo de lanzamiento fue de 45°. ¿Cuál fue la velocidad de disparo, si además g = 10 m/s2?a. 2 m/s.b. 3 m/sc. 10 m/sd. 5m/s

15. Un proyectil ha sido lanzado con movimiento parabólico, de modo que su alcance horizontal fue de 240 m. Sabiendo que la velocidad de disparo llegó a ser 50 m/s. ¿Cuál fue el ángulo de tiro?(g = 10 m/s2)a. 37°b. 60°c. 45°d. 90°

16. En un movimiento parabólico se observó que la altura máxima llegó a ser 80 m. ¿Cuánto duró el vuelo, si g = 10 m/s2?a. 4sb. 6sc. 45sd. 10s

17. Un jugador de fútbol patea una pelota desde A con una velocidad vo = 10 m/s. Si choca con el

travesaño en B, justo cuando alcanza su altura máxima. ¿Con qué ángulo fue pateada la redonda? (g = 10 m/s2)

a. 30°b. 60°c. 45°d. 120°

Page 8: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

01. CARACTERISTICAS DEL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU)Decimos que una partícula desarrolla un movimiento circular cuando su trayectoria es una circunferencia. Si además de esto el valor de su velocidad (rapidez) permanece constante será llamado “uniforme”.

En el MCU la trayectoria es una circunferencia y la rapidez permanece constante.

En el siguiente diagrama observarás que la dirección tangente de la velocidad cambia continuamente, esto nos indica que en el MCU el vector velocidad no es constante.

En el MCU la rapidez (módulo de la velocidad) es constante más no la velocidad ya que cambia de dirección.

Una

consecuencia de esta rapidez constante es que la partícula barre ángulos iguales en tiempos iguales.

02. VELOCIDAD ANGULAR ( )

En el diagrama se muestra un MCU en el cual la partícula ha girado desde A hacia B barriendo un ángulo central “” y empleando un tiempo “t”, luego:

la relación entre el ángulo central descrito y el tiempo necesario para recorrerlo, se denomina velocidad angular( ),

matemáticamente :

. . . . (1)

En el S.I. la velocidad angular se mide en rad/s.

03. REPRESENTACION DE LA VELOCIDAD ANGULARLa velocidad angular ( ) se gráfica mediante un vector perpendicular al plano de rotación (P), el sentido de este vector se halla con la regla de la mano derecha.

*REGLA DE LA MANO DERECHALogre coincidirlos dedos con el giro y

el pulgar estará señalando el sentido perpendicular de la velocidad angular.En el diagrama mostramos el uso de

la regla de la mano derecha:

Page 9: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

Comentarios:* El plano de giro (P) contiene a la circunferencia de giro.* La velocidad angular ( ) es perpendicular al plano de giro (P).* La velocidad ( ) de la partícula está en el plano de giro.

04.VELOCIDAD LINEAL O TANGENCIAL ( )

Llamada comúnmente velocidad, se gráfica mediante un vector tangente a la circunferencia, mide la relación entre el arco (S) descrito y el tiempo necesario para recorrerlo:

matemáticamente:

El vector velocidad ( ) siempre es perpendicular al radio de giro (R) y en el S.I. se mide en m/s.

05. ACELERACIÓN CENTRIPRETA ( )

En el MCU la magnitud de la velocidad permanece constante y por tanto la partícula, no posee aceleración tangencial( ). Pero como la

dirección de la velocidad cambia continuamente, la partícula, si posee

aceleración centrípeta ( ).

La aceleración centrípeta ( ) es un

vector que siempre apunta hacia el centro de la circunferencia y para el MCU esta dado por :

. . . . . (3)

En forma general, cualquier movimiento en el cual varíe la dirección de l velocidad existirá una aceleración centrípeta.

06. PERIODO (T)

Es el tiempo que tarda la partícula en dar una vuelta completa. Suponiendo que en cierto tiempo la partícula dé varias vueltas, el periodo (T) se hallará matemáticamente con:

. . . . . (4)

En el S.I. el periodo se mide en segundos (s)

07. FRECUENCIA (f)La frecuencia de giro cuenta el

número de vueltas que da la partícula en cada unidad de tiempo, por definición, equivale a la inversa del

periodo, luego :

Page 10: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

. . . . . .

(5)

En el S.I. la frecuencia se mide en

08. RELACION ENTRE LA VELOCIDAD ANGULAR () Y LA FRECUENCIA (f)Siempre que una partícula da una vuelta completa describe un ángulo = 2 rad y el tiempo empleado se denomina periodo (T), luego :

. . . . . . . pero

Finalmente :

. . . . . (6)

09. RELACION ENTRE LA VELOCIDAD (V) Y LA VELOCIDAD ANGULAR ()Dado un MCU, a un arco de longitud “S” le corresponde un ángulo central “” siendo “R” el radio de giro la relación entre estos es :

: medido en radianes

Por definición la velocidad es :

Reemplazando

Luego : . . . . . (7)

01. Una rueda de amolar logra dar 5 vueltas en 20 segundos, si el giro es uniforme, halle la velocidad angular de la rueda.

Rpta :

02. ¿Qué velocidad angular tiene un turbina Pelton cuando gira con una frecuencia de 300 RPM(revoluciones por minuto)?

Rpta : 10 rad/s

03. Calcúlese la velocidad angular del segundero de un reloj mecánico que funciona correctamente.

Rpta :

Page 11: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

04. Una rueda de ruleta logra girar 120° en 4s, el radio de esta rueda es de 0.6 m , calcule la velocidad en el borde de esta rueda suponiendo que gira uniformemente.

Rpta :

05. Una curva angosta pertenece a un ángulo central de 60° y tiene un radio de 30m , halle la velocidad uniforme de un ciclista si tara 5 s en pasar por ella.

Rpta : 2 m/s

06. La silla de un carrusel tiene una velocidad angular de 2 rad/s y una velocidad lineal de 8m/s , halle su respectiva aceleración centrípeta.

Rpta : 16 m/s2

07. Un rodillo trabaja a 660 RPM, ¿qué ángulo barre este rodillo en 5s?

Rpta : 110 rad

08. Una piedra atada al extremo de una cuerda de 3m dá cada una de sus vueltas en segundos. ¿Cuál es su aceleración centrípeta?

Rpta : 12 m/s2

NIVEL SCARDMSERIE ¡PREPÁRATE

PARA LA UNIVERSIDAD!

1. Halle el periodo de revolución de las ruedas de una bicicleta de 0.8 m de diámetro, cuando ésta viaja con una velocidad de 4 m/s.

a. 0,2 sb. 0,4 sc. 0,6 sd. 0,8 s

2. Una polea rotatoria completa 20 revoluciones en 4 segundos, tiene un radio de 0.3m. Calcule la rapidez lineal en el perímetro de la polea.

a. 4 m/sb. 3 m/sc. 2 m/sd. m/s

Page 12: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

3. El esquema muestra el instante en que dos partículas A y B pasan por los extremos de un diámetro con velocidades angulares de rad/s y 2rad/s respectivamente, halle el tiempo adicional para que estas partículas se encuentren.

a. 0,22 sb. 0,44 sc. 0,33 sd. 0,5 s

4. Empleando una correa de transmisión hacemos girar dos poleas, la menor de 12cm de radio gira con una velocidad angular de 18 rad/s halle la velocidad angular de la polea mayor si tiene un radio de 16cm.

a. 13.5 rad/sb. 3.5 rad/sc. 33.5 rad/sd. 15 rad/s

5. Una bicicleta tiene ruedas de radios diferentes, uno de los radios mide 30cm, mientras que el otro radio es de 50cm; en un paseo con esta bicicleta se observa que el periodo de la rueda menor es 2s, halle el periodo de la rueda grande.

a. 2,2 sb. 4,4 sc. 3,3 sd. 0,5 s

6. Una barra gira con movimiento uniforme, alrededor de un eje que pasa por el punto “O”, la velocidad en el punto A es VA=6m/s, halle la velocidad del punto B. Además AB=2m y BO=3m.

a. 3.6 m/sb. 2,4c. 6,8d. 7,28

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME VARIADO

01. ACELERACION ANGULAR ( )En un movimiento circular la velocidad angular ( ) de la partícula puede cambiar conforme el movimiento continua, si esta velocidad angular aumenta diremos que el movimiento

circular es acelerado, pero si disminuye diremos que es desacelerado.La aceleración angular ( ) produce variaciones en la velocidad angular

Page 13: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

( ) conforme se desarrolla el movimiento circular.

Cuando la velocidad angular varía uniformemente decimos que el movimiento circular es uniformemente variado y que la aceleración angular ( ) es constante, esta aceleración se gráfica en forma perpendicular al plano de rotación (p).

Si la velocidad angular aumenta uniformemente, el movimiento circular es acelerado ( ) y la aceleración angular ( ) se gráfica en el mismo sentido

que la velocidad angular ( ).

Si la velocidad angular disminuye uniformemente, el movimiento circular es desacelerado o retardado ( ) y la aceleración angular ( ) se gráfica en sentido contrario a la velocidad ( ).

02. ACELERACION TANGENCIAL ( ) Y ACELERACION CENTRIPETA ( )

En el movimiento circular uniformemente variado (MCUV) así como varía la velocidad angular ( ) también varía el módulo de la velocidad lineal (V), luego :

En el MCUV cambia la dirección y el módulo de la velocidad lineal (V), entonces existen dos aceleraciones, una que cambia la dirección y otra que cambia el módulo .

En el capítulo anterior vimos que la aceleración que cambia la dirección de la velocidad se denomina aceleración

centrípeta( )

La aceleración que cambia el módulo de la

velocidad ( ) se denomina aceleración tangencial ( ) y se gráfica mediante un vector tangente a la circunferencia:

En un MCUV acelerado la velocidad (V) aumenta y la aceleración tangencial (

Page 14: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

) tiene el mismo sentido que la velocidad ( ).

En un MCUV desacelerado la velocidad (V) disminuye y la aceleración tangencial ( ) tiene sentido contrario a la velocidad ( )

03. ACELERACION TOTAL () EN EL MCUV:Sabemos que en el MCUV la aceleración centrípeta ( ) cambia la dirección de la velocidad mientras que la aceleración tangencial ( ) cambia con rapidez, pero estas dos aceleraciones no son más que los componentes de la aceleración total (

), llamada también aceleración lineal o instantánea.

Si sumamos vectorialmente la aceleración centrípeta ( ) y la aceleración tangencial ( ) obtendremos la aceleración total o lineal ( ).

Para hallar el módulo de la aceleración total empleamos el teorema de Pitágoras :

04. SEMEJANZA ENTRE EL MRUV Y EL MCUV

Prácticamente son las mismas leyes las que gobiernan el MRUV y el MCUV, esto indica que tienen formulas semejantes, luego :

MRUV N°

MCUV

1 1

2 2

33

4 4

Cuando un automóvil mantiene una aceleración constante tendremos que :- El automóvil se mueve con MRUV.- Las ruedas se mueven con MCUV.

05.RELACION ENTRE LA ACELERACIÓN TANGENCIAL ( ) LA ACELERACIÓN ANGULAR ().

* De la ecuación (1) del MCUV obtenemos :

* De la ecuación (1) del MRUV obtenemos

(a: ac. Tangencial)

Page 15: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

17

Pero V= R, luego :

. . . . (6)

Reemplazando (5) en (6) :

Unidades en el S.I.

Page 16: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

01. Una partícula parte del reposo con M.C.U.V. Calcular el número de vueltas que ha dado durante 40 s, siendo su aceleración 3 rad/s2 .

Rpta. 1200 vueltas

02. Un motor eléctrico desciende de 1200 RPM a 600RPM durante 20 s. Calcular la aceleración angular y el número de vueltas que ha dado durante este tiempo.

Rpta. - rad/s2 ; 300

03. Un disco parte con una velocidad inicial de 2 rad/s acelerando a razón de rad/s2

durante 2 min. Calcular el número de vueltas que ha dado y que velocidad angular final tiene.

Rpta. 3720 ; 122

04. Al desconectarse un motor que tiene 1200 RPM se apaga en 20 s. Calcular el número de vueltas que ha dado durante este tiempo.

Rpta. 200 rev.

05. En la figura mostrada la rueda “A” parte del reposo con una aceleración angular de rad/s2. Calcular el número de vueltas que ha dado la rueda B al cabo de 40 s.

Rpta. 1 20006. Una partícula que tiene

M.C.U.V en un punto tiene una aceleración de 30 m/s2. Calcular la aceleración centrípeta y tangencial.

Rpta. at = 24 m/s2

ac=18 m/s2

07. Se lanza un cuerpo con una

velocidad de 50 m/s formando 37° con la horizontal. ¿Cuál es el radio de curvatura que presenta en el punto de máxima altura? ( g =10 m/s2 )

Page 17: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

Rpta. 160 m

08. Un disco en un instante dado posee una velocidad angular ; 4 s después una velocidad de 3 . Y en el siguiente segundo logra dar 52 rev. ¿Cual es su aceleración angular en rev/s2 ?

Rpta. 8 rev/s2

09. Un disco parte del reposo con M.C.U.V. a razón de 4 rad/s2. Calcular :

a) La velocidad angular al cabo de 4s.

b) ¿Qué ángulo a descrito en el primer segundo?

c) ¿Al cabo de que tiempo la velocidad angular será igual 10 rad/s?

d) ¿Cuántas vueltas habrá dado durante 1 minuto?

e) ¿Cuántas vueltas habrá dado en el primer segundo?

f) ¿Cuántas vueltas habrá dado en el 5to segundo?

Rpta.: a) 16 rad/s b) 2 rad c) 2 , 5 sd) 3 600 e) 1 f ) 9

10. Una partícula que tiene M.C.U.V. partió del reposo y dió 200 vueltas en 20 s. Calcular su aceleración.

Rpta. 2 rad/s2

11. Un cuerpo que tiene M.C.U.V. se mueve a razón de 8 m/s2. Calcular su aceleración angular siendo el radio igual 12 m.

Rpta. 0,666... rad /s2

12. En la figura mostrada las ruedas parten del reposo A= rad/s2. Calcular el número de vueltas que ha dado B durante 10 s.

Rpta. 100

13. En la figura siguiente la polea “A” parte del reposo llegando a 1 800 RPM en 3 s. ¿ Cuántas vueltas habrán dado “A” y “B” R A= 10 y R B= 5 m.

Page 18: EJERCICIOS DE APLICACIÓN ECUACIONES DIMENSIONALES

Rpta. 45 y 90 vueltas

14. La velocidad de una rueda, que gira con movimiento uniformemente retardado disminuyó al ser frenada durante 1 min. desde 300 RPM hasta 180 RPM. Hallar la aceleración angular de la rueda.

Rpta. - 0,21 rad/s2