Una cuerda ligera puede soportar una carga estacionaria colgada de 25 kg. antes de romperse. Una
masa de 3 kg unida a la cuerda gira en una mesa horizontal sin fricción en un circulo de 0,8 metros
de radio. Cual es el rango de rapidez que puede adquirir la masa antes de romper la cuerda?
La cuerda se rompe cuando se le cuelgue una masa de 25 kg. Entonces podemos calcular la
máxima tensión que soporta la cuerda antes de romperse.
TMAXIMA = m * g = 25 kg * 9,8 m/seg2 = 245 Newton.
Con la tensión máxima que soporta la cuerda antes de romperse, se calcula la máxima velocidad que
puede girar la masa de 3 kg antes de romper la cuerda.

TMAXIMA = m *

v2
r

Despejando v
TMAXIMA * r = m * v 2
T
*r
v 2 = MAXIMA
⇒ v =
m
v =

TMAXIMA * r
=
m

TMAXIMA * r
m

245 N * 0,8 m
m
= 65,33 = 8,08
3 kg
seg

v < 8,08 m/seg. La velocidad de la masa de 3 kg, no puede alcanzar la velocidad de 8,08 m/seg
por que se rompe la cuerda.
Problema 6.4 Edición quinta; Problema 6.35 Edición cuarta SERWAY; Problema 6.3 Edición
sexta
En el modelo de Bohr del átomo de hidrogeno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2,2 * 106
m/seg. Encuentre:
a) La fuerza que actúa sobre el electrón cuando este gira en una orbita circular de 0,53 * 10- 10
metros de radio
b) la aceleración centrípeta del electrón.
Masa = 9,11 * 10- 31 Kg.

V = 2,2 * 106 m/seg.

r = 0,53 * 10- 10 metros

2
⎛⎜ 2,2 *10 6 ⎞⎟
⎝
⎠
F = m*
= 9,11 * 10 - 31 *
10
r
0,53 *10
v2

⎛⎜ 4,84 * 1012 ⎞⎟
44,092 * 10 - 19
⎝
⎠
31
F = 9,11 * 10
*
=
0,53 * 10 - 10
0,53 * 10 - 10

F = 83,192 * 10- 9 Newton
b) la aceleración centrípeta del electrón.
a =

2
⎛⎜ 2,2 * 10 6 ⎞⎟
4,84 * 1012
⎝
⎠
=
=
r
0,53 * 10 - 10
0,53 * 10 - 10

v2

a = 9,132 * 1022 m/seg2

8