Hoja de ejercicios de Rotación del sólido rígido con soluciones

Un volante de inercia de masa 140 kg con un radio de giro de 0,2 m se acelera uniformemente desde el reposo hasta 1400 rpm. El par motor es constante, de 270 N·m, y se puede ignorar el rozamiento. ¿Cuánto tiempo t tarda?

Un péndulo está formado por una barra esbelta uniforme (2,5 kg, 1 m de longitud) articulada por su extremo superior O, con una esfera maciza de masa 8 kg y radio 0,05 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 I_O del péndulo respecto a O.

Una barra esbelta uniforme de masa 14,5 kg y longitud 1,1 m está articulada por un extremo y se mantiene horizontal. Se suelta desde el reposo. Usa g = 9,81 m/s². Halla la aceleración a_tip del extremo libre justo después de soltarla.

Un bloque de 5 kg cuelga de una cuerda ligera enrollada en una polea, un disco macizo uniforme de masa 18,5 kg y radio 0,25 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 a del bloque.

Un disco macizo uniforme (masa 17 kg, radio 0,2 m) gira libremente a 900 rpm alrededor de un eje vertical sin rozamiento. Un anillo delgado de masa 4 kg y el mismo radio se deja caer sobre él desde el reposo, centrado en el eje, y ambos pasan rápidamente a girar juntos. ¿Cuánta energía cinética ΔE se pierde en el proceso?

Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 3 kg en cada mano, a 0,8 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 4 kg·m² respecto al eje. Giran a 25 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.