Física I

a) Cuando la astronave Voyager I alcanzó el punto más cercano de su trayectoria en torno al planeta Júpiter, se observó que había una distancia de 350000 km del centro del planeta a la nave, y ésta tenía una velocidad de 26900 m/s. Determínese la masa de Júpiter suponiendo que la trayectoria de la astronave fuese parabólica. b) Algunos años después, la astronave Voyager II tuvo el punto más cercano de su trayectoria en torno a dicho planeta a una distancia de 715000 km del centro del planeta. Suponiendo que la trayectoria de la nave era parabólica determínese la velocidad máxima del Voyager II al acercarse a Jupiter.

Problema de Gravitación.

Un vehículo se encuentra en una órbita circular a 600 km de altura sobre la superficie terrestre, moviéndose en sentido horario. Se pretende transferir dicho vehículo a otra órbita circular a 300 km de altura sobre la superficie terrestre. Para ello, el vehículo describirá una órbita elíptica de transición desde A hasta B. a) Calcular la velocidad del vehículo en la primera órbita circular. b) Calcular el incremento de velocidad que hay que proporcionar al vehículo en el punto A para transferirlo a la órbita elíptica de transición. c) Para producir el cambio de velocidad los motores del vehículo ejercen una fuerza de frenado de 1675.8 N. Si la masa del vehículo es de 600 kg, ¿durante cuánto tiempo debe ejercerse esta fuerza? d) Calcular el período de la órbita de transición. e) Calcular el incremento de velocidad que hay que proporcionar al vehículo en el punto B para transferirlo a la segunda órbita circular. f) Una vez en la segunda órbita circular, al pasar por el punto C, al vehículo se le disminuye la velocidad en 575.6 m/s, situándolo en una nueva órbita elíptica de retorno a la Tierra, órbita cuyo apogeo es el punto C. Calcular el ángulo FOD que define el punto de aterrizaje (punto D) y la altura a la cual estará el vehículo en el punto E,cuando el ángulo FOE sea 160^o.

Problema de Gravitación.

Explicar por qué el campo gravitatorio aumenta proporcionalmente a R en lugar de disminuir como 1/R² cuando nos movemos en el interior de una esfera maciza, uniforme, alejándonos de su centro. ¿Cómo variaría el campo gravitatorio si la esfera fuera hueca?

Cuestion de Gravitación.

Un cometa describe una órbita elíptica alrededor del Sol. Se consideran dos puntos A y B de esa órbita, estando A más alejado del Sol que B. Comparar en A y en B los valores de las siguientes magnitudes asociadas al cometa: a) energía potencial; b) velocidad (en módulo); c) aceleración (en módulo); d) momento cinético con respecto al Sol.

 

Cuestion de Gravitación.

Un bloque de masa 5 kg comienza a subir por un plano inclinado 30^o con una velocidad inicial de 20 m/s. a) ¿Qué distancia recorrerá antes de detenerse si el coeficiente cinético de rozamiento vale 0.25?. b) Si el coeficiente estático de rozamiento es 0.45, ¿volverá a bajar el bloque después de haberse detenido?; en caso afirmativo, ¿cuál será su velocidad al llegar de nuevo al comienzo del plano?

Problema de Dinámica de la Partícula.

El rozamiento (µ=0.1) y un resorte lineal (k=365 N/m) oponen resistencia al movimiento del bloque A, cuyo peso es de 3580 N. Si se suelta el bloque partiendo del reposo con el resorte indeformado, determinar, durante la primera fase del movimiento hacia abajo del plano inclinado: a) el desplazamiento máximo del bloque a partir de su posición de reposo; b) la velocidad del bloque cuando se halle a 4.5 m de su posición de reposo; c) el tiempo que emplea el bloque en llegar a 4.5 m de su posición de reposo; d) la aceleración del bloque cuando comience a subir por el plano inclinado.

Problema de Dinámica de la Partícula.

El disco con la ranura semicircular, de radio 15 cm (ver figura), está situado en un plano horizontal y gira, en sentido contrario a las agujas del reloj, en torno a un eje perpendicular que pasa por O con velocidad angular ω. El pasador A de masa 10 g se mueve a su vez en la ranura de forma que el radio OA gira con relación a la recta OB, fija en el disco, con celeridad constante en todo el recorrido, excepto en los extremos de la ranura en los que cambia de sentido. Determinar en el instante en que β=30^o, , sabiendo que en ese instante el disco gira a una velocidad angular ω=10 rad/s disminuyendo a razón de 2 rad/s²: a) la velocidad absoluta del pasador A; b) su aceleración; c) la fuerza que la ranura ejerce sobre el pasador A.

Problema de Dinámica de la Partícula.

En el esquema de la figura una cuña de masa M y ángulo a descansa sobre una superficie horizontal lisa (no hay rozamiento). Las masas m₁ y m₂ están unidas mediante una cuerda ideal que pasa por una polea ideal. El coeficiente de rozamiento de m₁ con la cuña es K. ¿Cuál es la relación entre las masas m₁ y m₂ para que la cuña no se mueva?

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

¿Cómo es el movimiento debido a fuerzas centrales?

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Defina el momento angular de una partícula y deduzca en qué condiciones su dirección permanece constante. A partir de la expresión que relaciona el momento de las fuerzas con la variación temporal del momento angular deducir que en el caso de fuerzas centrales el movimiento de la partícula es plano. Mostrar algunos ejemplos.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.