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 = 0,8 m1,05 m1 kg7 kg

Un péndulo está formado por una barra esbelta uniforme (1 kg, 0,8 m de longitud) articulada por su extremo superior O, con una esfera maciza de masa 7 kg y radio 0,25 m fijada a su extremo inferior. El centro de la esfera está 1,05 m por debajo de O. Halla el momento de inercia de masa IO del péndulo respecto a O.

mrod = 1 kgL = 0,8 mmsphere = 7 kgr = 0,25 md = 1,05 m
IO = kg·m²
2.Fácil
k = 0,35 mn = 1200 rpm250 kg

Un volante de inercia de masa 250 kg tiene un radio de giro de 0,35 m respecto a su eje. Gira a 1200 rpm. Halla su energía cinética Ek en kJ.

M = 250 kgk = 0,35 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
3.Media
13 kgaαM = 7 kgR = 0,5 m

Un bloque de 13 kg cuelga de una cuerda ligera enrollada en una polea, un disco macizo uniforme de masa 7 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 aceleración angular α de la polea.

m = 13 kgM = 7 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Media
n = 2400 rpmTb​ = 195 N·mI = 22 kg·m²

Un volante de inercia con un momento de inercia de 22 kg·m² gira a 2400 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 195 N·m. ¿Cuántas vueltas N da el volante antes de detenerse?

I = 22 kg·m²n = 2400 rpmTb = 195 N·m
N = rev
5.Difícil
θ = 25°as = 3,5 m

Un cuerpo (esfera hueca) rueda sin deslizar por una pendiente inclinada 25° respecto a la horizontal. Usa g = 9,81 m/s². Parte del reposo. ¿Cuánto tiempo t tarda en rodar 3,5 m por la pendiente?

θ = 25°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 3,5 m
t = s
6.Difícil
disco: 40 kganillo: 19 kgn1​ = 150 rpm

Un disco macizo uniforme (masa 40 kg, radio 0,5 m) gira libremente a 150 rpm alrededor de un eje vertical sin rozamiento. Un anillo delgado de masa 19 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 = 40 kgMring = 19 kgR = 0,5 mn1 = 150 rpm
n2 = rpm

Soluciones

  1. 1. IO = 8,106 kg·m²
  2. 2. Ek = 241,8 kJ
  3. 3. α = 15,46 rad/s²
  4. 4. N = 567,1 rev
  5. 5. t = 1,678 s
  6. 6. n2 = 76,92 rpm

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