Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido con soluciones

Un volante de inercia es un disco macizo uniforme de masa 50 kg y radio 0,7 m. Gira a 1000 rpm. Halla su energía cinética E_k en kJ.

Una barra esbelta uniforme de masa 8 kg y longitud 2,6 m gira alrededor de un eje O perpendicular a la barra, a 0,85 m de su centro G. Halla su momento de inercia de masa I_O respecto a ese eje.

Un volante de inercia con un momento de inercia de 39 kg·m² gira a 2500 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 100 N·m. ¿Cuántas vueltas N da el volante antes de detenerse?

Una barra esbelta uniforme de masa 5 kg y longitud 0,8 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.

Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 4,5 kg en cada mano, a 0,6 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 1,5 kg·m² respecto al eje. Giran a 40 rpm y luego acercan las pesas hasta 0,15 m del eje. Trata las pesas como masas puntuales. Halla la nueva velocidad n₂ en rpm.

Un disco macizo uniforme (masa 17 kg, radio 0,4 m) gira libremente a 200 rpm alrededor de un eje vertical sin rozamiento. Un anillo delgado de masa 12 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.