Taller IV física 1

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
IV TALLER DE FÍSICA I
1. La polea de la figura tiene radio R [m] y
momento de inercia I . La cuerda no resbala sobre
la polea y ésta gira sobre un eje sin fricción. El
coeficiente de fricción cinética entre el bloque A
y la mesa es µK . El sistema se suelta del reposo y
el bloque B desciende. La masa de A es m A , y
la de B , m B . Calcule la rapidezde B en
función de
la distancia d que ha descendido.

2. Una barra uniforme de longitud L y masa M puede girar
libremente sobre un pivote sin fricción que pasa por uno de
sus extremos. La barra se libera a partir del reposo, en la
posición horizontal. ¿Cuál es la velocidad angular de la barra
cuando se encuentra en la posición más baja?

A
B

O

3. Una esfera homogénea de masa M yradio R rueda sin
deslizar desde el reposo hacia debajo de un plano inclinado.
Hallar a) La aceleración angular de la esfera.
b) el mínimo coeficiente de rozamiento para evitar el
deslizamiento.

θ
O
4. Un disco delgado y homogéneo de radio R [m] con un hueco de
radio R / 2 [m], se suspende al punto O, permitiendo que oscile
libremente en el plano vertical. Determinar el momento deinercia con
respecto al punto O.

5. La figura muestra una máquina de Atwood. Calcule las aceleraciones lineales
de los bloques A y B, la aceleración angular de la polea y la tensión en cada lado
del cordón si éste no resbala sobre la rueda. La masa de los bloques son m A y m B
, el momento de inercia de la polea alrededor de su eje es I y tiene radio R .

B

A

6. Considere el sistemaque aparece en la
figura. El cilindro y la polea (en forma disco)
son homogéneos y cada uno tiene masa M [kg]
y radio R [m]. El bloque que cuelga tiene
también masa 3M [kg] y el plano inclinado
forma un ángulo θ con la horizontal. Si el
cilindro rueda sin deslizar, la cuerda no desliza
en la polea y el rozamiento en el eje de la polea
se desprecia, determine:

θ

a.) La aceleración delbloque que cuelga
b.) Encuentre el mínimo coeficiente de
rozamiento estático µs entre el cilindro y el
plano, para que no se produzca deslizamiento.

7. Se enrolla una cuerda alrededor de un disco homogéneo de radio r [m] y
masa m [kg]. Si la cuerda se tira hacia arriba con una fuerza de magnitud F
[N], determine:
a.) La aceleración del centro de masa del disco
b.) La aceleración angulardel disco.


F

r

8. La figura muestra un sistema formado por
un cilindro y un disco. El cilindro tiene masa
3M [kg], largo 3R / 2 [m] y radio R [m]; el
disco tiene masa M [kg] y radio 2 R [m].
Calcule el momento de inercia del conjunto
formado por los dos cuerpos respecto al eje
x (Nota: el eje x es un eje de simetría de la
figura)

x

H

h
9. Un aro homogéneo, de
radior [m] y m [kg] de
masa se suelta sin velocidad
inicial sobre una trayectoria
curva, desde una altura H
[m] sobre la horizontal, ver
figura. Si el aro rueda sin
deslizarse, determine la
magnitud de la velocidad de
su centro de masa, cuando se
encuentra a una altura h
[m].

10. Una barra rígida ligera de
1.00 m de largo une dos partículas cuyas masas son
4.00 kg y 3.00 kg en susextremos. La combinación
gira en el plano xy alrededor de un pivote que pasa
por el centro de la barra (ver figura). Determine el
momentum angular del sistema alrededor del origen
en el instante en que la rapidez de cada partícula es
5.00 m/s.

11. La polea que se muestra en la figura tiene
radio R y momento de inercia I. Un extremo de
la masa m esta conectado a un resorte de
constante defuerza k, y el otro esta unido a una
cuerda enrollada alrededor de la polea. El eje de
la polea y la pendiente son sin fricción. Si la
polea esta enrollada en dirección contraria a las
manecillas del reloj de modo que alarga el
resorte una distancia d a partir de su posición de
equilibrio y después resuelta desde el reposo.
Encuentre la rapidez angular de la polea cuando
el resorte esta...