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FÍSICA INGENIERÍA AGRONÓMICA
AÑO 2015
CUERPO RÍGIDO-ELASTICIDAD
GUIA DE PROBLEMAS N°5: CUERPO RÍGIDO-ELASTICIDAD
PROBLEMA N°1
Una rueda gira con una aceleración angular constante de 3,5 rad/s2. Si la rapidez angular de la rueda
es 2rad/s en el instante t = 0s. a) ¿Cuál es el ángulo que ha girado la rueda en 2s?
b) ¿Cuál es la rapidez angular de la rueda a los 2s?
Rta: a) θ= 11rad b) ω = 9rad/s
PROBLEMA N°2
Un motor eléctrico que hace rotar una rueda de molienda a 100rpm se apaga. Suponiendo una
desaceleración constante de 2rad/s2, determinar: a)¿Cuánto tarda la rueda en detenerse? b)
¿Cuántas revoluciones rota durante el tiempo encontrado en a)?
Rta: a) 5,2s b) 4,4
PROBLEMA N°3
El volante de una máquina gira a 25,2rad/s. Cuando la máquina es apagada, el volante tiene una
aceleración constante y llega al reposo después de 19,7s. Calcular a) la aceleración angular del
volante. b) El ángulo que gira el volante hasta llegar al reposo. c) el número de revoluciones llevadas
a cabo por el volante para llegar al reposo.
Rta: a) -1,28 rad/s2 b)248rad c)39,5rev
PROBLEMA N°4
El velocímetro de un automóvil realiza una conversión entre la rapidez angular de las ruedas y la
rapidez lineal del vehículo, se supone que los neumáticos son de tamaño estándar y que no resbalan
en el pavimento. a) si los neumáticos tienen 24 pulgadas de diámetro, calcular el número de
revoluciones con que giran las ruedas cuando el auto circula a 97km/h? 1 pulgada=2,54cm
Rta: a) 859rpm
PROBLEMA N°5
Un horno de microondas tiene un plato giratorio de 30cm de diámetro para que la cocción sea
uniforme. El plato acelera uniformemente desde el reposo a razón de 0,87rad/s2 durante 0,5s hasta
llegar a su velocidad angular operativa constante a) ¿Cuántas revoluciones da el plato antes de llegar
a su velocidad angular operativa? b) Calcular la velocidad angular operativa del plato y la rapidez
tangencial operativa en su borde.
Rta: a) 0,017 rev b) 0,43 rad/s; 0,065m/s
PROBLEMA N°6
Un lanzador de disco gira el disco en un círculo de 80cm de radio. En cierto instante, el lanzador gira
con una rapidez angular de 10rad/s y esta rapidez comienza a aumentar a razón de 50rad/s2.
Calcular las componentes tangencial y normal de la aceleración del disco en ese instante y la
magnitud de la aceleración.
Rta: atang: 40m/s2 anormal: 80m/s2 a=89,4m/s2
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CUERPO RÍGIDO-ELASTICIDAD
PROBLEMA N°7
El disco A indicado en la figura parte del reposo y rota con una
aceleración angular constante de 2rad/s2. ¿Cuánto tiempo necesita
para que rote 10 revoluciones? Si el disco a está en contacto con el
disco B y no hay deslizamiento relativo entre los discos, determinar la
velocidad angular y la aceleración angular del disco B justo después de
que A completó las 10rev.
Rta: 7,9s; 31,6s-1; 4 1/s2
B
A
PROBLEMA N°8
Un maquinista usa una llave inglesa para ajustar una tuerca. La llave tiene 25cm de longitud y él
ejerce una fuerza de 17N en el extremo del mango formando un ángulo de 37º con éste. a )¿Qué
torca ejerce el maquinista alrededor del centro de la tuerca? b)¿Cuál es la torca máxima que podría
ejercer el maquinista con esta fuerza y como debería orientarse la fuerza?
Rta:a) 2,12Nm b) 4,25Nm (perpendicular a la herramienta)
PROBLEMA N°9
La rueda de un molino es un disco uniforme de 0,90kg y 8 cm de radio. Se lleva uniformemente al
reposo desde una rapidez de 1400rpm en un tiempo de 35s. ¿De qué magnitud es la torca debida al
rozamiento, que se opone al movimiento?. Considerar I=1/2Mr2
Rta: -1,2 x 10-2N.m
PROBLEMA N°10
La hélice de un avión tiene una masa de 70kg y un radio de giro de 75 cm .a) Calcular su momento
de inercia. b)¿de qué magnitud es la torca no equilibrada que se necesita para darle una aceleración
angular de 40rev/s2?
Rta: a) 39kg.m2 b) 0,99kN.m
PROBLEMA N°11
Una tabla uniforme que pesa 40N, está pivotada bajo su centro de gravedad. La tabla soporta a un
padre y a su hija cuyos pesos son 800N y 350N respectivamente. a) Encontrar la fuerza normal que el
pivote ejerce sobre la tabla. b)Si el padre se encuentra a 1m del pivote ¿Donde debe situarse la niña
para equilibrar el balancín?
Rta: a)1190N b)2,29m del pivote.
Pivote
B
* PROBLEMA N°11
Una escalera de 5m de longitud y 10kgf de peso, apoya un extremo
sobre una pared lisa, a 3m del piso rugoso. Una persona de 60kgf
asciende por ella hasta ¾ de su longitud. Calcule el coeficiente mínimo
de fricción estática para que la escalera no resbale en el piso.
Rta: 0,95
2
l
h
α
A
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PROBLEMA N°12
Del centro de un hilo de acero de 2m de longitud y 0,75mm2 de
sección colgamos un bloque de manera que el hilo forma un ángulo
de 10º con la horizontal. ¿Cuánto vale la masa del bloque? (Módulo
de Young del acero es de 2x1010N/m2).
Rta: 8,2kg
10º
10º
M
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