1.Fácil
Un volante de inercia es un disco macizo uniforme de masa 210 kg y radio 0,6 m. Gira a 1600 rpm. Halla su energía cinética Ek en kJ.
M = 210 kgR = 0,6 mn = 1600 rpm
Ek = kJ
Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido con soluciones
2.Fácil
Un volante de inercia de masa 70 kg con un radio de giro de 0,45 m se acelera uniformemente desde el reposo hasta 1000 rpm. El par motor es constante, de 55 N·m, y se puede ignorar el rozamiento. ¿Cuánto tiempo t tarda?
m = 70 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmT = 55 N·m
t = s
3.Media
Un motor lleva un volante de inercia con un momento de inercia de 18 kg·m² desde el reposo hasta 2600 rpm en 41 s. Sin tener en cuenta las pérdidas, halla la potencia media Pavg que entrega, en kW.
I = 18 kg·m²n = 2600 rpmt = 41 s
Pavg = kW
4.Media
Un bloque de 1,5 kg cuelga de una cuerda ligera enrollada en una polea, un disco macizo uniforme de masa 10,5 kg y radio 0,5 m que gira sobre un eje horizontal sin rozamiento. El bloque se suelta desde el reposo. Usa g = 9,81 m/s². Halla la velocidad v del bloque después de caer 0,5 m.
m = 1,5 kgM = 10,5 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²h = 0,5 m
v = m/s
5.Difícil
Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 6 kg en cada mano, a 0,65 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 4 kg·m² respecto al eje. Giran a 55 rpm y luego acercan las pesas hasta 0,3 m del eje. Trata las pesas como masas puntuales. Halla la nueva velocidad n2 en rpm.
I0 = 4 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,3 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.Difícil
Un cuerpo (esfera hueca) de masa 14 kg rueda sin deslizar a 9,5 m/s. ¿Qué porcentaje p de su energía cinética total es de rotación?
m = 14 kgv = 9,5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
Soluciones
- 1. Ek = 530,6 kJ
- 2. t = 26,99 s
- 3. Pavg = 16,27 kW
- 4. v = 1,476 m/s
- 5. n2 = 98,2 rpm
- 6. p = 40 %
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