Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido con soluciones

Un volante de inercia de masa 190 kg con un radio de giro de 0,6 m se acelera uniformemente desde el reposo hasta 1700 rpm. Esto tarda 5 s. Sin tener en cuenta el rozamiento, halla el par constante T necesario.

Un péndulo está formado por una barra esbelta uniforme (4,5 kg, 0,5 m de longitud) articulada por su extremo superior O, con una esfera maciza de masa 4,5 kg y radio 0,15 m fijada a su extremo inferior. El centro de la esfera está 0,65 m por debajo de O. Halla el momento de inercia de masa I_O del péndulo respecto a O.

Un volante de inercia con un momento de inercia de 32 kg·m² gira a 1800 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 115 N·m. ¿Cuántas vueltas N da el volante antes de detenerse?

Un volante de inercia con un momento de inercia de 10,5 kg·m² gira a 2300 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 90 N·m. ¿Cuánto tiempo t tarda en detenerse?

Una barra esbelta uniforme de masa 2 kg y longitud 0,7 m cuelga en reposo de un pivote sin rozamiento en su extremo superior. Una bala de 35 g que se mueve horizontalmente a 120 m/s golpea la barra 0,38 m por debajo del pivote y queda incrustada. Usa g = 9,81 m/s². Halla el mayor ángulo φ respecto a la vertical que alcanza la barra al oscilar.

Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 1 kg en cada mano, a 0,6 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 5 kg·m² respecto al eje. Giran a 50 rpm y luego acercan las pesas hasta 0,2 m del eje. Trata las pesas como masas puntuales. Halla la nueva velocidad n₂ en rpm.