Unidad 3 Interacciones en la naturaleza. Movimiento mecánico.

Tarea extraclase Tarea 31 de la página 135 Una niña montada en patines se coloca frente a una pared y la empuja bruscamente. Explica qué le sucederá a la niña. Confecciona un esquema en el cual representes las fuerzas que se manifiestan durante la interacción.

Pared Fpared-n Fn-pared

Asunto: Leyes de Newton en el M.C.U.

v r m ac Fuerza centrípeta v Trayectoria de la pelota

En un movimiento uniforme circunferencial la fuerza resultante está dirigida según el radio hacia el centro de la circunferencia. Esta fuerza resultante recibe el nombre de fuerza centrípeta. copiar

Fc = m · ac ac = v2 R Fc = m · v2 R copiar

Tarea 1 Determina la fuerza (valor, dirección y sentido) que ejerce la Tierra sobre la Luna.

FTL– ? mL = 7,3 · 1022 kg FTL ac = 2,7 · 10– 3 m/s2

FTL = 2,0 · 1020 N Fc = m · ac FTL= 7,3 ·1022 kg · 2,7 ·10– 3 m/s2 v2 Solución v2 Fc = m · ac = m · = m · ω2 · r r FTL= 7,3 ·1022 kg · 2,7 ·10– 3 m/s2 Respuesta FTL = 2,0 · 1020 N FTL = 19,71 · 1019 kg m/s2 FTL = 1,97 · 1020 N Esta fuerza está dirigida radialmente, hacia el centro de la órbita que describe la Luna.

Tarea 2 Cuando Yipsi Moreno gira para lanzar el martillo, ¿qué efecto provoca en el martillo la fuerza centrípeta?, ¿qué trayectoria realiza el martillo cuando cesa la fuerza centrípeta? Explica tu respuesta.

v v a F a F v v Fc = m·ac

Respuesta de la tarea 2: La fuerza centrípeta cambia la dirección y sentido del movimiento del martillo, instante a instante. Al cesar su acción, el martillo sale despedido inicialmente tangente a la circunferencia que describe y la fuerza de gravedad curva la trayectoria posteriormente.

Tarea 3 Si el martillo tiene una masa de 7,0 Kg, la longitud de la cadena es 1,3 m y da vueltas a razón de 1,0 rev/s, determina la tensión en la cadena.

· m Fc = T R T – ? Fc T m = 7,0 kg v = ω · R R = 1,3 m ω = 2π · f Solución Fc = T R T – ? Fc T · m = 7,0 kg v = ω · R R = 1,3 m ω = 2π · f f = 1,0 rev/s T = m · ac = m · v2 R = m · 4 π2 f 2 · R2 R ecuación solución T = 4 π2 m · f 2 · R

T = 4 π2 m · f 2 · R Sustituyendo por los datos: Solución T = 4 π2 m · f 2 · R Sustituyendo por los datos: T = 4 (3,14)2 · 7,0 kg · 1 s– 2 · 1,3 m T = 4 (9,86) · 7,0 kg · 1 s– 2 · 1,3 m T = 359 N La tensión en la cadena es de 359 N .

Conclusiones En el M.C.U. la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo está dirigida según el radio hacia el centro de la circunferencia y se le denomina fuerza centrípeta que se calcula por: v2 Fc = m· R

Conclusiones En el M.C.U. la fuerza centrípeta provoca el cambio de la dirección y sentido de la velocidad en cada punto de la trayectoria.

Tarea extraclase En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, el electrón gira en una órbita circular en torno al núcleo. Si el radio de la órbita es de 5,3 · 10–11 m y el electrón hace 6,6 · 1015 rev/s , encuentra: a) la aceleración del electrón (en magnitud, dirección y sentido). b) la fuerza centrípeta que actúa sobre el electrón. + – R