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
Or = 0,25 mL = 1 m1,25 m4,5 kg8,5 kg

Un péndulo está formado por una barra esbelta uniforme (4,5 kg, 1 m de longitud) articulada por su extremo superior O, con una esfera maciza de masa 8,5 kg y radio 0,25 m fijada a su extremo inferior. El centro de la esfera está 1,25 m por debajo de O. Halla el momento de inercia de masa IO del péndulo respecto a O.

mrod = 4,5 kgL = 1 mmsphere = 8,5 kgr = 0,25 md = 1,25 m
IO = kg·m²
2.Fácil
R = 0,55 mn = 500 rpm150 kg

Un volante de inercia es un disco macizo uniforme de masa 150 kg y radio 0,55 m. Gira a 500 rpm. Halla su energía cinética Ek en kJ.

M = 150 kgR = 0,55 mn = 500 rpm
Ek = kJ
3.Media
n = 1700 rpmTb​ = 25 N·mI = 28,5 kg·m²

Un volante de inercia con un momento de inercia de 28,5 kg·m² gira a 1700 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 25 N·m. ¿Cuánto tiempo t tarda en detenerse?

I = 28,5 kg·m²n = 1700 rpmTb = 25 N·m
t = s
4.Media
ω = ?L = 2 mm = 2 kg

Una barra esbelta uniforme de masa 2 kg y longitud 2 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 angular ω de la barra cuando pasa por la posición vertical.

m = 2 kgL = 2 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Difícil
disco: 22 kganillo: 20 kgn1​ = 450 rpm

Un disco macizo uniforme (masa 22 kg, radio 0,5 m) gira libremente a 450 rpm alrededor de un eje vertical sin rozamiento. Un anillo delgado de masa 20 kg y el mismo radio se deja caer sobre él desde el reposo, centrado en el eje, y ambos pasan rápidamente a girar juntos. Halla su velocidad común n2 en rpm.

Mdisc = 22 kgMring = 20 kgR = 0,5 mn1 = 450 rpm
n2 = rpm
6.Difícil
θ = 25°a

Un cuerpo (esfera maciza) rueda sin deslizar por una pendiente inclinada 25° respecto a la horizontal. Usa g = 9,81 m/s². Halla el menor coeficiente de rozamiento estático μs que evita que deslice.

θ = 25°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Soluciones

  1. 1. IO = 14,99 kg·m²
  2. 2. Ek = 31,1 kJ
  3. 3. t = 202,9 s
  4. 4. ω = 3,836 rad/s
  5. 5. n2 = 159,7 rpm
  6. 6. μs = 0,1332

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