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Fisica 1° · 2024
Libro de Física 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Velocidad lineal de un punto en el Ecuador terrestre

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

v ≈ 464 m/s ≈ 1 670 km/h ≈ 0,464 km/s: la velocidad lineal de un punto en el Ecuador debido a la rotación terrestre.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 47

Fisica 1° · 2024

1
Ejercicio 1
a
Parte 1.a

Calculo la velocidad lineal de un punto situado en el Ecuador de la Tierra, tomando en cuenta que el radio aproximado es de 6\,378\ \text{km}.

  1. Identifico los datos: el radio de la Tierra es R = 6\,378\ \text{km} = 6\,378\,000\ \text{m} = 6.378\times 10^{6}\ \text{m}.
  2. Un punto en el Ecuador da una vuelta completa con la rotación terrestre, cuyo periodo es T = 24\ \text{h} = 24\times 3\,600\ \text{s} = 86\,400\ \text{s}.
  3. Calculo la velocidad angular de rotación: \omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{86\,400\ \text{s}} = 7.27\times 10^{-5}\ \text{rad/s}
  4. La velocidad lineal se relaciona con la velocidad angular por v = \omega \cdot R. Sustituyo: v = \frac{2\pi}{86\,400\ \text{s}} \times 6\,378\,000\ \text{m}
  5. Desarrollo la circunferencia ecuatorial: C = 2\pi R = 2\pi (6\,378\ \text{km}) = 40\,075\ \text{km}.
  6. Divido esa distancia entre el tiempo de una vuelta: v = \frac{40\,075\ \text{km}}{86\,400\ \text{s}} = 0.4638\ \text{km/s}
  7. Paso a metros por segundo y a kilómetros por hora: v = 463.8\ \text{m/s} \approx 464\ \text{m/s} v = 0.4638\ \text{km/s} \times 3\,600 = 1\,670\ \text{km/h}

Verificación: v = \omega R = (7.27\times10^{-5}\ \text{rad/s})(6.378\times10^{6}\ \text{m}) = 463.8\ \text{m/s}, consistente con el resultado.

Respuesta

v \approx 464\ \text{m/s}, es decir, aproximadamente 1\,670\ \text{km/h} (unos 128 veces la velocidad del sonido de 340\ \text{m/s}).

Contenido de la página

Página 46 — Texto de Física

Cuadrículas de trabajo (dos bloques de retícula para desarrollo).

a) Calculo la velocidad lineal de un punto situado en el Ecuador de la Tierra, tomando en cuenta que el radio aproximado es de 6\,378\ \text{km}.

Ejemplos resueltos

a) Calculo la velocidad lineal de un punto situado en el Ecuador de la Tierra, radio R = 6\,378\ \text{km}.

T = 86\,400\ \text{s}; \omega = 2\pi/T = 7.27\times10^{-5}\ \text{rad/s}; v = \omega R = 463.8\ \text{m/s} \approx 464\ \text{m/s} \approx 1\,670\ \text{km/h}.

Tabla

Magnitud Valor
Radio terrestre R 6 378 km = 6.378×10⁶ m
Periodo T 24 h = 86 400 s
ω 7.27×10⁻⁵ rad/s
Circunferencia ecuatorial 40 075 km
v (Ecuador) 463.8 m/s ≈ 1 670 km/h

Fórmulas y ecuaciones

v = \frac{2\pi R}{T}

v = \omega \cdot R

\omega = \frac{2\pi}{T}

C = 2\pi R

v = \frac{2\pi R}{T}

Glosario (4)

Velocidad lineal
Distancia recorrida por unidad de tiempo a lo largo de la trayectoria; en un punto de la Tierra es la rapidez con que ese punto se desplaza por la rotación.
Velocidad angular (ω)
Ángulo barrido por unidad de tiempo, medida en rad/s; para la rotación terrestre ω = 2π/T.
Periodo de rotación (T)
Tiempo que tarda la Tierra en completar una vuelta sobre su eje: 24 h = 86 400 s.
Ecuador terrestre
Círculo máximo equidistante de los polos, donde el radio de la Tierra (y por tanto la velocidad lineal) es máximo.

Preguntas para practicar

¿Por qué un punto en el Ecuador tiene mayor velocidad lineal que un punto a 60° de latitud?

Porque la velocidad lineal depende del radio de giro, v = ωR. Con la misma ω, el radio de la trayectoria circular disminuye con la latitud (r = R·cos φ); en el Ecuador r es máximo y por eso v es máxima (≈464 m/s), mientras que a 60° r = R/2 y v ≈ 232 m/s.

¿La velocidad de un avión que viaja hacia el este es mayor que la de uno que viaja hacia el oeste?

Sí en sentido absoluto respecto al centro de la Tierra: la velocidad del avión hacia el este se suma a la velocidad de rotación del Ecuador, y la del avión hacia el oeste se le resta. Por eso los viajes hacia el este llegan antes en tiempo de vuelo efectivo.

Temas y conceptos clave

Velocidad lineal en rotación terrestreMovimiento circular uniformevelocidad linealvelocidad angularperiodo de rotaciónradio terrestremovimiento circular uniforme
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la velocidad lineal de un punto en el Ecuador de la Tierra?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué relación existe entre velocidad angular y velocidad lineal?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué la velocidad máxima de rotación se da en el Ecuador?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Conversión de unidades de tiempo (horas a segundos)
  • • Circunferencia de la circunferencia C = 2πR
  • • Relación v = ω·R en movimiento circular
Siguiente tema sugerido
Efectos de la rotación terrestre (fuerza centrífuga y achatamiento polar) y velocidad lineal en distintas latitudes
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 156 caracteres

a) Calculo la velocidad lineal de un punto situado en el Ecuador de la Tierra, tomando en cuenta que el radio aproximado es de 6 378 km.

46 Texto de Física

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