energía y trabajo

DINÁMICA
PROBLEMAS:
1. Un disco de 5,80 kg de masa y diámetro 80,0 cm, el cual está rodando a 300 RPM. Halla su momento de inercia y su Energía Cinética Rotacional.
2. Una esfera uniforme de 0,84 kg y 14 cm de radio gira a 30 RPS a través de un eje que pasa por su centro. Encuentre la Energía Cinética rotacional.
3. Una hélice de avión tiene una masa de 70 kg y un radio de giro de 75 cm, sila aceleración angular es de 8 rad/s2. Encuentre su momento de inercia y la torca.
4. Como se muestra en la figura, una fuerza constante de 40 N se aplica tangencialmente al borde de una rueda de 20 cm de radio. La rueda tiene una masa de 2,50 kg. a) Encuentre el trabajo efectuado sobre la rueda luego de que la cuerda se ha descorrido 6,00 m. b) Calcule la velocidad final.

5. La rueda de unmolino es un disco uniforme de 0,900 kg y de 8,00 cm de radio. Se lleva uniformemente al reposo desde una rapidez de 1 400 rpm en un tiempo de 35,0 s. ¿De qué magnitud es la torca de fricción que frena su movimiento?
6. Un volante tiene un momento de inercia de 3,80 kg.m2. ¿Qué torca constante se requiere para aumentar su frecuencia de 2,00 rev/s a 5,00 rev/s en 6,00 revoluciones?
7. Un motorgira a 20,0 rev/s y suministra un momento de 75,0 N.m. ¿Cuál es la potencia que desarrolla?
8. Una rueda motriz que acciona una banda de transmisión conectada a un motor eléctrico tiene un diámetro de 38,0 cm y opera a 1 200 rpm. La tensión en la banda es de 130 N en el lado flojo y de 600 N en el lado tenso. Encuentre la potencia, en hp, que transmite la rueda a la banda.
9. Un motor de 0,750 hpactúa durante 8,00 s sobre una rueda que inicialmente está en reposo y tiene un momento de inercia de 2,00 kg.m2. Encuentre la rapidez angular que desarrolla la rueda, si supone que no hay pérdidas.
10. El momento de inercia del sistema de poleas de la figura es I=1,70 kg.m2, mientras que r1=50,0 cm y r2=20 cm. Calcular la rapidez de la masa de 2,00 kg de la figura cuando ha caído 1,50 m desdeel reposo.

11. Como se muestra en la figura, una esfera sólida uniforme rueda sobre una superficie horizontal a 20,0 m/s y luego rueda hacia arriba sobre un plano inclinado. Si las pérdidas debidas a la fricción son despreciables, ¿cuál será el valor de h en el lugar donde se detiene la esfera?

12. Un disco sólido rueda sobre una pista; en la parte más alta de una colina su rapidez es de80,0 cm/s. Si las pérdidas por fricción son despreciables, ¿con qué rapidez se mueve el disco cuando se encuentra a 18,0 cm por debajo de la cima?
13. Un enorme rodillo en forma de cilindro uniforme es jalado por un tractor para compactar la tierra. Este rodillo tiene 1,80 m de diámetro y un peso de 10,0 kN. Si los efectos de la fricción son despreciables, ¿qué potencia promedio debe tener eltractor para acelerar desde el reposo hasta una rapidez de 4,00 m/s en una distancia horizontal de 3,00 m?
14. Como se muestra en la figura, una varilla uniforme delgada AB de masa M y longitud L está sujeta por una bisagra colocada en el piso en su extremo A. Si inicialmente está en posición vertical y comienza a caer hacia el piso como se muestra, ¿con qué rapidez angular golpeará el piso?

15. Unhombre está de pie sobre una plataforma que puede girar libremente, como se muestra en la figura. Con sus brazos extendidos, su frecuencia de rotación es de 0,250 rev/s; pero cuando los contrae hacia él, su frecuencia es de 0,800 rev/s. Encuentre la razón de su momento de inercia en el primer caso con respecto al segundo.

16. Una fuerza tangencial de 200 N actúa sobre el borde de una rueda de25,0 cm de radio. a) Encuentre la torca. b) Repita el cálculo si la fuerza forma un ángulo de 40,0º con respecto a un rayo de la rueda.
17. Cierta rueda de 8,00 kg tiene un radio de giro de 25,0 cm. a) ¿Cuál es su momento de inercia? b) ¿De qué magnitud es la torca que se requiere para darle una aceleración angular de 3,00 rad/s2?
18. Determine la torca constante que debe aplicarse a un volante...