Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido con soluciones

Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
k = 0,1 m0 → 2000 rpm20 kg

Un volante de inercia de masa 20 kg con un radio de giro de 0,1 m se acelera uniformemente desde el reposo hasta 2000 rpm. El par motor es constante, de 1,8 N·m, y se puede ignorar el rozamiento. ¿Cuánto tiempo t tarda?

m = 20 kgk = 0,1 mn1 = 0 rpmn2 = 2000 rpmT = 1,8 N·m
t = s
2.Fácil
Or = 0,1 mL = 0,5 m0,6 m2,5 kg9 kg

Un péndulo está formado por una barra esbelta uniforme (2,5 kg, 0,5 m de longitud) articulada por su extremo superior O, con una esfera maciza de masa 9 kg y radio 0,1 m fijada a su extremo inferior. El centro de la esfera está 0,6 m por debajo de O. Halla el momento de inercia de masa IO del péndulo respecto a O.

mrod = 2,5 kgL = 0,5 mmsphere = 9 kgr = 0,1 md = 0,6 m
IO = kg·m²
3.Media
v = ?L = 1,4 mm = 9 kg

Una barra esbelta uniforme de masa 9 kg y longitud 1,4 m está articulada por un extremo y se suelta desde el reposo en posición horizontal. Ignora el rozamiento y usa g = 9,81 m/s². Halla la velocidad v del extremo libre cuando la barra pasa por la posición vertical.

m = 9 kgL = 1,4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Media
0 → 2700 rpmI = 25,5 kg·m²

Un motor lleva un volante de inercia con un momento de inercia de 25,5 kg·m² desde el reposo hasta 2700 rpm en 43 s. Sin tener en cuenta las pérdidas, halla la potencia media Pavg que entrega, en kW.

I = 25,5 kg·m²n = 2700 rpmt = 43 s
Pavg = kW
5.Difícil
0,85 m0,25 mn1​ = 30 rpm

Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 2 kg en cada mano, a 0,85 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 3,5 kg·m² respecto al eje. Giran a 30 rpm y luego acercan las pesas hasta 0,25 m del eje. Trata las pesas como masas puntuales. Halla la nueva velocidad n2 en rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 2 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,25 mn1 = 30 rpm
n2 = rpm
6.Difícil
8,5 m/sω

Un cuerpo (esfera maciza) de masa 1 kg rueda sin deslizar a 8,5 m/s. ¿Qué porcentaje p de su energía cinética total es de rotación?

m = 1 kgv = 8,5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

Soluciones

  1. 1. t = 23,27 s
  2. 2. IO = 3,484 kg·m²
  3. 3. v = 6,419 m/s
  4. 4. Pavg = 23,7 kW
  5. 5. n2 = 51,12 rpm
  6. 6. p = 28,57 %

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