fuerzas centrifuga, centripeta energia cuantica

UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA SALUD
ASIGNATURA: FISICA
PROFESOR: DR. FREDDY ALBERTO PEREIRA GUANUCHE
CARRERA: BIOQUIMICA Y FARMACIA
NOMBRE: BRIGITTE MUÑOZ
CURSO/ PARALELO: PRIMER SEMESTRE “A”
FECHA: 14 D ENERO DE 2014
FUERZAS CENTRIPETAS Y CENTRIFUGA
1) Se hace girar horizontalmente un cuerpo de 1 kg atado al extremo de una cuerda describiendo
una circunferencia de 1m de radio a una velocidad de 3 revoluciones por segundo (rps).
Determinar
a) La velocidad lineal en m/s, b) la aceleración, c) la fuerza ejercida por la cuerda sobre el
cuerpo, d) la fuerza ejercida sobre el cuerpo por la cuerda, e) ¿ Qué ocurre si se rompe la
cuerda?
Solución
a)
v = 2πrf = 2π(1 m) (3/s) = 6π m/s
o
v = 2πrf = (2π x 1) m/rev x 3 rev/s = 6π m/s.
b)
a = v2/r = (6π m/s)2/(1m) = 36π2 m/s2 hacia el centro de la circunferencia.
c),d)
F = ma = m(v2/r) = (1/9.8 utm) (36π2 m/s2) = 3.68π2 kp
La fuerza ejercida por la cuerda sobre el cuerpo es la fuerza centrípeta. La fuerza ejercida por el
cuerpo sobre la cuerda es la fuerza centrífuga. Estas dos fuerzas son de igual módulo (3.68π2 kp),
de la misma dirección, pero de sentido contrario. La fuerza centrípeta tiene la dirección del radio
y su sentido es hacia el centro de la circunferencia. La fuerza centrífuga tiene esa misma
dirección, pero sentido contrario.
e)
2)
El cuerpo adquiere un movimiento rectilíneo, según la dirección de la tangente a la
circunferencia.
Hallar la máxima velocidad a la que un automóvil puede tomar una curva de 25 m de radio sobre
una carretera horizontal si el coeficiente de rozamiento entre las ruedas y la carretera es 0.30.
Solución
La fuerza central necesaria para mantener al automóvil en la curva la proporciona la fuerza de
rozamiento entre las ruedas y la carretera. Sea w el peso del automóvil; la máxima fuerza central
debida al rozamiento es 0.30 w.
Fuerza de rozamiento = Fuerza centrípeta
0.30 w = m (v2/r) = (w/g) (r2/r)
De donde v2 = 0.30 r y v = 0.30 gr = 0.30 (9.8 m/s2) (25 m)
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA SALUD
ASIGNATURA: FISICA
PROFESOR: DR. FREDDY ALBERTO PEREIRA GUANUCHE
CARRERA: BIOQUIMICA Y FARMACIA
NOMBRE: BRIGITTE MUÑOZ
CURSO/ PARALELO: PRIMER SEMESTRE “A”
FECHA: 14 D ENERO DE 2014
ENERGIA CUÁNTICA
1) Un metal tiene una frecuencia umbral de 4.5 x 1014 Hz para el efecto fotoeléctrico.
a) Si el metal se ilumina con una radiación de 4 x 10-7 m de longitud de onda, ¿Cuál será la
energía cinética y la velocidad de los electrones emitidos?
b) Si el metal se ilumina con otra radiación distinta de forma que los electrones emitidos
tengan una energía cinética el doble que en el caso anterior, ¿Cuál será la frecuencia de esta
radiación?
Solución
Valor absoluto de la carga del electrón
e = 1.6 x 10-19 C
Masa de electrón en reposo
me = 9.1 x 10-31 kg
Constante de Planck
h = 6.63 x 10 -34 J-s
Velocidad de la luz en el vacío
c
= 3 x 108 m.s-1
2) Al iluminar un metal con luz de frecuencia 2.5 x 1015 Hz se observa que emite electrones que
pueden detenerse al aplicar un potencial de frenando de 7.2 V. Si la luz que se emplea con el
mismo fin es de longitud de onda en el vacío 1.78 x 10-7 m, dicho potencial pasa a ser de 3.8 V.
Determine.
a) El valor de la constante Planck
b) La función de trabajo ( o trabajo de extracción) del metal.
Solucion
Velocidad de la luz en el vacío
c = 3 x 10 8 m.s-1
Valor absoluto de la carga del electron
e = 1.6 x 10-19 C