movimiento angular fisica I

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DEPARTAMENTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
AREA DE PROCESOS FÍSICO-QUÍMICO
FISICA I

GUÍA DE EJERCICIOS
OBJETIVO 11: MOMENTO ANGULAR

PROFESOR: JUAN DE UGARTE

1.- Una barra rígida ligera de 1,00 m de largo une a dos partículas, con masas de 4,00 kg y
3,00 kg, en sus extremos. La combinación da vueltas en el plano xy entorno a un eje a través
del centro de la barra. Determine la cantidad de movimiento angular del sistema en torno al
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origen, cuando la rapidez de cada partícula sea 5,00 m/s.
Respuesta: (17,5 kg.m /s)
2.- Un péndulo cónico consiste de una plomada de masa m en movimiento
en una trayectoria circular en un plano horizontal. Durante el movimiento,
el alambre de soporte, de longitud l, mantieneel ángulo constante θ con la
vertical. Demuestre que la magnitud de la cantidad de movimiento angular
de la plomada en torno al centro del círculo es:

3.- Un contrapeso de 4,00 kg se une a una cuerda ligera que se enreda alrededor de un carrete. El
carrete es un cilindro sólido uniforme de 8,00 cm de radio y 2,00 kg de masa.
(a) ¿Cuál es el momento de torsión neto sobre el sistema en tornoal punto O?
(b) Cuando el contrapeso tiene una rapidez v, el carrete tiene una rapidez angular ω = v/R.
Determine la cantidad de movimiento angular total del sistema en torno a O.
(c) Con el hecho de que τ = dL/dt y su resultado del inciso b), calcule la aceleración del
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contrapeso.
Respuestas: a) 3,14 N.m; b) 0.400 kg m)v; c) 7,85 m/s
4.- Una esfera de masa m1 y un bloque de masa m2 estánconectados mediante una cuerda
ligera que pasa sobre una polea. El radio de la polea es R, y la masa del borde delgado es M.
Los rayos de la polea tienen masa despreciable. El bloque se desliza sobre una superficie
horizontal sin fricción. Encuentre una expresión para la aceleración lineal de los dos objetos,
con los conceptos de cantidad de movimiento angular y momento de torsión.Respuesta:

5.- Un padre de masa mp y su hija de masa mn se sientan en extremos opuestos de un
sube y baja a iguales distancias desde el eje en el centro. El sube y baja se modela como
una barra rígida de masa M y longitud l y se articula sin fricción. En cierto momento, la
combinación da vueltas en un plano vertical con una rapidez angular ω.
(a) Encuentre una expresión para la magnitud de lacantidad de movimiento
angular de lsistema.
Respuesta:
(b) Encuentre una expresión para la magnitud de la aceleración angular del sistema cuando el sube y baja
forma un ángulo θ con la horizontal.

Respuesta:

6.- Una plataforma horizontal con la forma de un disco da vueltas libremente en un plano
horizontal en torno a un eje vertical sin fricción. La plataforma tiene una masa M = 100 kg y
unradio R = 2,0 m. Una estudiante, cuya masa es m = 60 kg, camina lentamente desde el
borde del disco hacia su centro. Si la rapidez angular del sistema es 2,0 rad/s cuando el
estudiante está en el borde,
(a) ¿Cuál es la rapidez angular cuando alcanza un punto r = 0,50 m desde el
centro?
(b) ¿Y si usted mide la energía cinética del sistema antes y después de que la
estudiante camine haciaadentro? ¿La energía cinética inicial y la energía cinética
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final son iguales?
Respuestas: a) 4,1 rad/s; b) 880 J; 1,81x10 J
7.- Una esfera sólida uniforme de 0,500 m de radio y 15,0 kg de masa gira contra las manecillas del reloj en torno a un eje
vertical a través de su centro. Encuentre su vector cantidad de movimiento angular cuando su rapidez angular es 3,00
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rad/s.
Respuestas: 4.50kg.m / s
8.- Un disco sólido uniforme de 3,00 kg de masa y 0,200 m de radio da vueltas en torno a un eje fijo perpendicular a su
cara con frecuencia angular de 6,00 rad/s. Calcule la cantidad de movimiento angular del disco cuando el eje de rotación
(a) pasa a través de su centro de masa.
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(b) pasa a través de un punto a la mitad entre el centro y el borde. Respuestas: a) 0.360 kg.m /s;...