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    Dinamica Del Movimiento Circular y Dinámica Del Cuerpo Rígido

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    Santiago Capella
    Este documento presenta 7 problemas de dinámica del movimiento circular y dinámica del cuerpo rígido. Los problemas cubren temas como la velocidad requerida para tomar una curva, fuerzas normales sobre vehículos en una curva, momento de inercia de objetos compuestos giratorios, y velocidades alcanzadas por objetos en movimiento. El último problema propone una competencia entre diversos cuerpos rígidos rodando por un plano inclinado para determinar cuál llega primero a la base.

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    Santiago Capella
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    Dinamica del movimiento circular y dinámica del cuerpo rígido

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    Este documento presenta 7 problemas de dinámica del movimiento circular y dinámica del cuerpo rígido. Los problemas cubren temas como la velocidad requerida para tomar una curva, fuerzas normales sobre vehículos en una curva, momento de inercia de objetos compuestos giratorios, y velocidades alcanzadas por objetos en movimiento. El último problema propone una competencia entre diversos cuerpos rígidos rodando por un plano inclinado para determinar cuál llega primero a la base.

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    Este documento presenta 7 problemas de dinámica del movimiento circular y dinámica del cuerpo rígido. Los problemas cubren temas como la velocidad requerida para tomar una curva, fuerzas normales sobre vehículos en una curva, momento de inercia de objetos compuestos giratorios, y velocidades alcanzadas por objetos en movimiento. El último problema propone una competencia entre diversos cuerpos rígidos rodando por un plano inclinado para determinar cuál llega primero a la base.

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    Física 1. 1er Cuatrimestre 20203 Facultad de Ciencias Exactas. UNSa.

    SRMRF

    Guía de Actividades Prácticas: Dinámica del Movimiento Circular. Dinámica del cuerpo rígido.

    1. Una curva plana (sin peralte) en una carretera tiene un radio de 220.0 m. Un automóvil toma la curva a una rapidez
    de 25.0 m/s. a) ¿Cuál es el coeficiente de fricción mínimo que evitaría que derrape? b) Suponga que la carretera
    está cubierta de hielo y el coeficiente de fricción entre los neumáticos y el pavimento es de sólo un tercio del
    resultado del inciso a). ¿Cuál debería ser la rapidez máxima del auto, de manera que pueda tomar la curva con
    seguridad?

    2. En la autopista un automóvil de 1125 kg y una camioneta de 2250 kg se acercan a una curva que tiene un radio de
    225 m. a) Con qué ángulo el ingeniero responsable debería peraltar esta curva, de modo que los vehículos que
    viajen a 65.0 mi/h puedan tomarla con seguridad, sin que importe la condición de sus neumáticos? ¿Un camión
    pesado debería ir más lento que un auto más ligero? b) Cuándo el auto y la camioneta toman la curva a 65.0 mi/h,
    encuentre la fuerza normal sobre cada uno debida a la superficie de la autopista.

    3. Un botón pequeño, colocado en una plataforma giratoria horizontal de 0.320 m de diámetro, gira junto con la
    plataforma cuando ésta gira a 40.0 rpm, siempre que el botón no esté a más de 0.150 m del eje.a) ¿Qué coeficiente
    de fricción estática hay entre el botón y la plataforma? b) ¿A qué distancia del eje puede estar el botón, sin resbalar,
    si la plataforma gira a 60.0 rpm?

    4. Se unen cuatro partículas de masa mediante varillas ligeras de masa despreciable formando un rectángulo de lados
    2a y 2b. El sistema gira alrededor de un eje plano de la figura que pasa por el centro. Hallar el momento de inercia
    alrededor de este eje.

    5. Se dispone de una rueda formada por un cilindro central de 1.6 kg de masa y 20 cm de radio, dos varillas de 10 cm
    y 250 g de masa y un aro de 30 cm. La rueda está apoyada con un coeficiente de roce estático de 0.6 sobre un plano
    inclinado a 30°. Calcular: a) el momento de inercia de la rueda b) la velocidad con que llega al final del plano c)
    ¿cuál sería el ángulo máximo para el cuál se mantiene con rodamiento puro?

    6. Un cable ligero, flexible y que no se estira está enrollado varias


    vueltas en el tambor de un malacate, un cilindro sólido con masa
    de 50 kg y 0.120 m de diámetro, que gira sobre un eje fijo horizontal
    montado en cojinetes sin fricción. Una fuerza constante de
    magnitud de 9.0 N tira del extremo libre del cable a lo largo de una
    distancia de 2.0 m. El cable no resbala y hace girar el cilindro
    cuando desenrolla. Si el cilindro estaba inicialmente en reposo,
    calcule su rapidez angular final y la rapidez final del cable.

    7. Una esfera hueca de masa M=6 kg y radio R=8 cm puede rotar alrededor de un eje vertical. Una cuerda sin masa
    está enrollada alrededor del plano ecuatorial de la esfera, pasa por una polea de momento de inercia I=3x10-3 kg
    m2 y radio r=5 cm y está atada al final a un objeto de masa m=0,6 kg. No hay fricción en el eje de la polea y la
    cuerda no resbala. ¿Cuál es la velocidad del objeto cuando ha descendido 80 cm? Resolverlo con dinámica y por
    balance energético. I (esfera hueca) =2/3 MR2.

    8. En la demostración de una conferencia de física, un profesor


    “pone a competir” diversos cuerpos rígidos redondos,
    soltándolos del reposo desde arriba de un plano inclinado. ¿Cuál
    de estos cuerpos llega primero la base?

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