Física I

Una lanzadera L de masa 2700 kg y un satélite S describen órbitas circulares en torno a la Tierra de alturas 290 km y 611 km respectivamente. Para poder recuperar el satélite, la lanzadera se coloca primero en una trayectoria elíptica BC aumentando su celeridad cuando pasa por B en 68.30 m/s. Después aumenta nuevamente su velocidad en C en 89.95 m/s para introducirla en una segunda órbita elíptica de transición CD. Sabiendo que la distancia del punto C al centro de la Tierra es de 6900 km, determinar:
a) las velocidades de la lanzadera y el satélite en sus órbitas circulares respectivas; b) la masa del satélite si la fuerza de atracción gravitatoria sobre el mismo es el 91.02% de la fuerza de atracción gravitatoria sobre la lanzadera en sus órbitas iniciales; c) la velocidad areolar de la lanzadera en la segunda órbita elíptica; d) el incremento de velocidad de la lanzadera en D para pasar a la órbita del satélite.
Datos: R_T=6370 km; M_T=6·10²⁴ kg; G=6.67·10^-11 Nm²/kg².

Problema de Gravitación. Aparece en la convocatoria de FEB2002.

El disco ranurado gira en un plano horizontal en torno a su árbol que pasa por C, mientras que la corredera P de 450 g puede moverse libremente en la guía lisa. Partiendo del reposo con la corredera en la posición indicada, se proporciona al disco una aceleración angular en el sentido de las agujas del reloj de 40 rad/s². Calcular la fuerza en el plano horizontal F ejercida por la guía sobre P al iniciarse el movimiento y la aceleración inicial de P relativa a la ranura.

Problema de Dinámica de la Partícula.

Un bloque de 20 kg, inicialmente en reposo, se somete a la fuerza P cuyo módulo varía según el diagrama mostrado en la figura. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es de 0.25 calcular: a) la velocidad máxima alcanzada por el bloque; b) la velocidad del bloque en el instante t=1.5 s.

Problema de Dinámica de la Partícula.

¿Cuál de los siguientes diagramas de sólido libre corresponde a cada uno de los dos movimientos del automóvil? La velocidad del auto es constante en ambos casos.

Justifíquese la respuesta.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Defina y proporcione un ejemplo de los siguientes conceptos: a) fuerza conservativa; b) fuerza no conservativa; c) campo de fuerzas.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Explicar el significado físico de las fuerzas de inercia. ¿Actúan realmente estas fuerzas sobre los cuerpos? Justificar el papel, si lo tuvieran, de las fuerzas centrípeta y centrífuga en el movimiento curvilíneo. Dibujar las fuerzas que actúan en un movimiento circular.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Los dos bloques representados en la figura están unidos mediante un hilo inextensible y sin peso. Se sueltan, partiendo del reposo, cuando el resorte está indeformado. El plano horizontal es rugoso (coeficientes de rozamiento estático y cinético 0,3 y 0,2 respectivamente) mientras que el plano inclinado es liso. a) Demostrar que para las condiciones iniciales el rozamiento no es suficiente como para impedir que se inicie el movimiento; b) determinar la máxima velocidad de los bloques y el alargamiento que en esa condición sufre el resorte; c) calcular la máxima distancia que recorrerá el bloque de 10 kg hacia abajo por el plano inclinado.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de JUL2002.

En el esquema representado en la figura no existe rozamiento. Si T₁=4 N, determinar F.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Estimar la fuerza que el cinturón de seguridad ejerce sobre un dummie de 80 kg (maniquí utilizado en los ensayos de colisiones en la industria del automóvil) al chocar contra un muro rígido a una velocidad de 60 km/h. Suponer que el coche y el maniquí recorren 1 m antes de pararse con una deceleración constante.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Dos piezas soportan el peso P que está apenas en contacto con el muelle elástico sin deformar, de constante k y peso despreciable. Si se retiran súbitamente las dos piezas, determinar la velocidad máxima alcanzada por el peso, la fuerza máxima transmitida al suelo por el muelle, y la deformación máxima del muelle.

Problema de Trabajo y Energía.