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Subsector de Física
Profesora: Eliana Cárcamo Angel.
Liceo de Hombres
Manuel Montt
Guía de Física
(Grupos ≤ no de alumnos del curso)
Nombres Alumnos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Contenidos:
Dinámica de Rotaciones
Objetivos:
1.- Conocer y aplicar los conceptos de momento de inercia,momentum angular y torque.
1.- Cuatro esferas pequeñas que pueden considerarse como partículas todas de igual masa 0, 2kg estan dispuestas en un cuadrado
de 0, 4m de lados conectadas por varillas de masas despreciables:calcular el momento de inercia del sistema alrededor de un
eje.
a) Que pasa por centro del cuadrado perpendicular a su plano
b) un eje que pasa por los puntos medio de dos lados paralelos
2.- Una rueda de 6kg de masa está rodando a 300rpm.Encuentre
a.- su momento de inercia
b.- energía cinética rotacional
3.- Una esfera uniforme de 70kg y 7cm de radio y gira 30rps a través de un eje que pasa por su centro.Encuentre
a.- momento de inercia
c.- Cantidad de movimiento angular
b.- energía cinética rotacional
d.- Radio de giro
4.- Una hélice de un avión de 70kg y un radio de giro de 75cm de radio Encuentre
a.- momento de inercia
b.- De que magnitud es el torque que se necesita para darle una
rev
aceleración angular de 4 2
s
5.- Una fuerza constante de 40N se aplica tangencialmente al perímetro de una rueda de 20cm de radio.La rueda tiene un
momento de inercia de 30kgm2 .Encuentre
a.- Aceleración angular
b.- La rapidez angular despues de 4seg,si parte de reposo
d.- Compruebe que el trabajo efectuado sobre la rueda en los
4seg es igual a la energía cinética rotacional al cabo de los
4seg
c.- El número de revoluciones resalizadas en 4seg
6.- Una rueda de molino es un disco uniforme de 0, 9kg y de 8cm de radio.Se lleva uniformemente al reposo desde una rapidez
de 1400rpm en un tiempo de 35seg.Encuentre
a.- Aceleración angular
b.- momento de inercia
c.- Magnitud del torque debido al rozamiento que se opone al
movimiento
7.- Un volante tiene un momento de inercia 3, 8kgm2 ¿Qué torque se requiere para incrementar su rapidez de 2rps a 5rps en
6seg
8.- Una masa de 400grs cuelga del perímetro de una rueda de radio 15cm.cuando se suelta desde el reposo,la masa cae 2m en
6, 5seg ¿Cuál en el momento de inercia de la rueda?
9.- El momento de inercia del sistema de poleas ES 1, 7kgm2 mientras r1 = 50cm y r2 = 20cm. Encuentre la aceleración angular
del sistema de poleas y las tensiones.
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10.- Una varilla cuya longitud es un metro tiene una masa despreciable,unido a la varilla van cinco cuerpos de masa igual a
100grs cada uno,que distan de uno de los extremos igual a 0cm, 25cm, 50cm ,75cm 100cm ¿Cuál es el momento de inercia
del conjunto con relación a su eje perpendicular a la varilla que pasa: a) por un extremo b) por el centro.
m
11.- Si un corrredor de 65kgs recorre una pista de 50cm de radio a una velocidad de 8 ¿Cuál es el momentun angular respecto
s
al centro de la pista?
12.- ¿Cuál es el momentun angular de la luna respecto de la tierra.
13.- ¿Cuál es el momentun angular respecto de la tierra de un satélite artificial de 800kg que ejecuta una vuelta cada hora a
una distancia de 500km de la superficie.
14.- Calcular el momento angular de una rueda de bicicleta de radio 35cm que gira a 6rps y tiene una masa de 3kg
15.- Con frecuencia los astrónomos detectan estrellas que giran con extrema rapidez,conocidas como estrellas de neutrones.Se
cree que esas estrellas se formaron a partir del nucleo interior de una estrella mas grande,que colapsó como resultado de su
propia gravedad hasta convertirse en una estrella de radio muy pequeño y de muy alta densidad.Se supone que el nucleo de
una estrella antes de colapsar es del tamaño del sol R = 7 × 105 km con una masa que es dos veces la de este último y que
gira a una rapidez de una revolución cada 10dias.Si fuese a experimentar un colapso gravitacional para convertirse en una
estrella de neutrones de 10km de radio,¿Cuál sería su rapidez de rotación? ¿y su frecuencia de rotación? considera que la
estrella es una esfera uniforme en todo momento.
rad
cuando encoge los brazos reduce su
15.- Una patinadora que gira con los brazos estirados tiene una rapidez angular de 4
s
momento de inercia en un 7, 5 por ciento calcula la rapidez angular resultante.
16.- Los mamíferos que dependen de su capacidad para correr rápido tienen patas delgadas con carne y músculos concentrados
en la parte alta cerca del cuerpo.Sobre la base de la dinámica de rotación explica por qué esta distribución de masa le
resulta ventajosa.
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