Física I

¿Cómo influye el movimiento de la Tierra en el desgaste de los raíles de un tren que circula con dirección este-oeste y en otro que circula con dirección norte-sur? ¿Qué ocurre si los raíles son los que sujetan una atracción de feria consistente en una cabina dotada de un movimiento vertical de caída libre? Discuta las distintas posibilidades.

Cuestion de Cinemática de la Partícula.

Suponer que se realiza un aterrizaje en un planeta de otro sistema solar que tiene la misma masa por unidad de volumen que la Tierra, pero su radio es 10 veces el de la Tierra. ¿Cuál sería tu peso en ese planeta comparado con el que tienes en la Tierra?

Problema de Gravitación.

El programa de un vuelo no tripulado para explorar el planeta Marte establece que el vehículo de regreso a la Tierra describirá en primer lugar una órbita circular alrededor del planeta. Al pasar por el punto A será transferido a una órbita elíptica de transición encendiendo sus motores para aumentar su velocidad en Δv_A. Cuando pase por el punto B, el vehículo volverá a ser transferido a una segunda órbita de transición, disminuyendo la velocidad en Δv_B. Finalmente, al pasar el vehículo por el punto C se aumentará su velocidad en Δv_C para situarlo en la trayectoria parabólica de retorno. Sabiendo que el radio del planeta Marte es R=3400 km, que su masa es 0.108 veces la masa de la Tierra y que las alturas de los puntos A, B y C son d_A=2500 km, d_B=90000 km y d_C=1000 km respectivamente, determinar: a) el aumento de velocidad Δv_A que es necesario proporcionar al vehículo en el punto A para transferirlo a la primera órbita de transición; b) la variación de velocidad Δv_B que es necesario proporcionar al vehículo en el punto B para transferirlo a la segunda órbita de transición; c) el aumento mínimo de velocidad Δv_C que es preciso proporcionar al vehículo en el punto C para situarlo en una trayectoria de escape; d) el tiempo empleado por el vehículo para recorrer la primera órbita de transición entre los puntos A y B.

Problema de Gravitación.

Con el fin de reparar los paneles solares de un satélite terrestre, de comunicaciones, situado en una órbita geosíncrona (es decir permanece fijo respecto al suelo terrestre) se envía a unos técnicos en un vehículo espacial. Sabiendo que dicho vehículo describe inicialmente una órbita circular, coplanaria y en el mismo sentido que el satélite a 650 km sobre la superficie de la tierra, antes de pasar a la órbita elíptica de transición que le lleve hasta el satélite (ver figura). Determinar. a) El radio R de la órbita que describe el satélite así como su velocidad. b) El incremento de velocidad que deben de proporcionar los motores al vehículo en el punto A para transferirlo a la órbita elíptica de transición, así como el incremento de velocidad en B para acoplarse al satélite. c) El ángulo θ que define la posición del satélite, respecto al punto de encuentro, en el momento que el vehículo pasa a la trayectoria de transición .Masa de la tierra 6·10²⁴ kg ; radio de la tierra 6370 km; constante de Gravitación universal G= 6.67·10^-11 N·m²/kg².

Problema de Gravitación.

Se pretende colocar una sonda espacial en una órbita circular de 4000 km de radio alrededor de Marte. Para ello cuando la sonda llega a A, punto de su trayectoria de aproximación más cercano a Marte, se inserta primero en una órbita elíptica de transferencia reduciendo su velocidad en Δv_A. Esta órbita la lleva hasta el punto B con una velocidad muy reducida. Ahí la sonda es insertada en una segunda órbita de transferencia reduciendo su velocidad en Δv_B. Finalmente cuando llega al punto C se introduce en la órbita circular deseada reduciendo su velocidad en Δv_C. Sabiendo que r_A=9000 km, que Δv_A= 440 m/s y que la sonda se aproxima a A siguiendo una trayectoria parabólica, hallar: a) la distancia r_B del centro de Marte al punto B; b) el incremento de velocidad Δv_B; c) el tiempo que tarda la sonda en pasar de A hasta B en su primera órbita de transferencia; d) el incremento de velocidad Δv_C; e) la ecuación de la segunda órbita de transferencia.
G=6.67•10^-11Nm²/kg² y M_Marte=6.444•10²³kg.

Problema de Gravitación. Aparece en la convocatoria de FEB2007.

Un cometa se mueve según una órbita elíptica alrededor del Sol. En qué punto de su órbita tiene mayor valor: a) la velocidad del cometa; b) la energía potencial del sistema cometa-Sol; c) la energía cinética del cometa; d) la energía total del sistema cometa-Sol.

Cuestion de Gravitación.

Una partícula de 730 g tiene una velocidad de 3 m/s en la dirección indicada en el plano horizontal XY, y encuentra un flujo continuo de aire en la dirección Y para t=0. Si la componente «y» de la fuerza ejercida sobre la partícula por el aire, es constante e igual a 0.44 N, determinar el tiempo t que necesita la partícula para cruzar de nuevo el eje fijo de las X.

Problema de Dinámica de la Partícula.

Se lanza una pelota hacia arriba en línea recta, desde el piso, con una rapidez de 4 m/s. a) ¿Cuánto tiempo transcurre entre los dos momentos en que su velocidad tiene una magnitud de 2.5 m/s? b) ¿A qué distancia del piso se encuentra la pelota en esos instantes?

Problema de Dinámica de la Partícula.

Verdadero o falso. Si la afirmación es verdadera, explicar porqué lo es; si es falsa dar un contraejemplo, es decir, un ejemplo que contradiga la afirmación.
a) La magnitud de la suma de dos vectores debe ser siempre mayor que la magnitud de cualquiera de los dos vectores
b) El vector velocidad instantánea está siempre en la dirección del movimiento
c) El vector aceleración instantánea está siempre en la dirección del movimiento
d) Si el módulo de la velocidad es constante, la aceleración debe ser cero
e) Si la aceleración es cero la velocidad es constante
f) Es imposible desplazarse a lo largo de una curva sin aceleración
g) El tiempo necesario para que un proyectil disparado horizontalmente alcance el suelo es el mismo que si se dejase caer desde el reposo y desde la misma altura
h) Si un cuerpo no está acelerándose no debe existir ninguna fuerza actuando sobre él
i) El movimiento de un cuerpo tiene siempre lugar en la dirección de la fuerza resultante
j) Las fuerzas de acción-reacción nunca actúan sobre un mismo cuerpo.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Un bloque de masa m se desliza sobre una superficie horizontal con una aceleración constante a, mediante la aplicación de una fuerza T. El coeficiente de rozamiento dinámico es μ_k. La magnitud de la fuerza de rozamiento es:
a) μ_kmg; b) Tcosθ-ma; c) μ_k(T-mg); d) μ_kTsenθ; e) μ_k (mg-Tsenθ).
Razonar la respuesta.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.