Download Dos bloques de masa m1 y m2 se contectan por medio de

Práctica integradora: Sistema de partículas y cuerpo rígido
1. Un estudiante pide que se le explique qué se entiende por “momento de inercia” en
Física. Redactar un breve párrafo explicativo que dé respuesta al estudiante. Explicar con
palabras, no sólo con fórmulas. Incluir ejemplos aclaratorios.
1- a. Dos discos de masa m1 y m2 están sobre una mesa desconectados entre si. Una
fuerza F se ejerce sobre m1. ¿Cuál es la intensidad de la aceleración del centro de masa del
sistema formado por los dos cilindros?
a- F/m1
b- F / (m1 + m2)
c- (m1 + m2) F / m1 m2
Elegir la opción correcta y justificar la elección.
d- F/m2
b- Los discos se conectan mediante un resorte de constante K y la misma fuerza F se ejerce
de nuevo sobre m1 a lo largo del resorte alejando a m1 de m2 produciendo un aumento x,
¿Cuál es la intensidad de la aceleración del centro de masa?
a- F1 / m1
b- F1 /(m1 + m2)
c- (F1 + k . x)/ m1 m2
Elegir la opción correcta y justificar la elección.
d- (m1 + m2) F / m1 m2
2. Un cilindro uniforme de masa m y radio r tiene enrollado una cuerda. La cuerda está
fuertemente sujeta a un techo y el cilindro cae verticalmente. Determinar la aceleración del
cilindro y la tensión de la cuerda.
Segunda parte
Considera ahora que el cilindro está sostenido por la mano de una persona que acelera su
mano hacia arriba sin que se mueva el centro de masa del cilindro.
Determina a) la tensión de la cuerda. b) La aceleración angular del cilindro. c) la aceleración
de la mano.
3. Una puerta de masa M, altura H y ancho A se encuentra entreabierta cuando es golpeada
en su centro por una pelota de masa m que se mueve perpendicularmente hacia la puerta y
que impacta cuando lleva una velocidad v.
a- Determina la velocidad angular de la puerta si se sabe que luego del impacto la
pelota sale con una velocidad v' perpendicular a la puerta.
b- ¿Cambia la velocidad angular de la puerta si la puerta tuviera la misma masa pero
fuera más alta? Justifica la respuesta.
4. Un auto toma una curva. Plantear las leyes que se corresponden al movimiento del auto
que se mueve sin derrapar ni rotar.
5. Una bola de bowling de masa M y radio R se lanza de tal modo que cuando toca el suelo
avanza horizontalmente con velocidad vo = 5 m/s, deslizándose sin rodar. El coeficiente de
rozamiento dinámico entre la bola y el suelo es D = 0,2. Determinar:
a) El tiempo durante el cual la bola desliza antes de que se cumpla la condición de
rodadura.
b) La distancia recorrida con deslizamiento.
c) Describir el tipo de movimiento y sus características una vez que se cumple la
condición de rodadura.
6. Dos patinadores sobre hielo de masa m = 50 kg cada uno, se acercan mutuamente en
trayectorias paralelas, distantes 3 m entre sí. Ambos patinan sin fricción a 10 m/s. El primer
patinador sostiene una varilla de 3 m de largo, de la cual se toma el segundo patinador
cuando su posición se lo permite.
a) Describir cuantitativamente el movimiento de los dos a partir de ese momento.
b) ¿Cómo cambia el movimiento si uno de ellos tira de la varilla, acortando la distancia a 1
m?
c) ¿Cómo y con qué velocidad se moverán los patinadores si repentinamente uno de ellos
suelta la varilla?
7. Una esferita de masa m se cuelga del techo por medio de una cuerda de longitud L y
masa despreciable. La esferita describe un movimiento circular sobre un plano horizontal, de
tal manera que el hilo forma un ángulo constante con la vertical.
a) ¿Qué magnitudes se conservan, considerando como centro de
L
momentos el punto de suspensión O?
b) ¿Qué magnitudes se conservan, considerando como centro de
O
momentos al centro de la trayectoria de la esferita O’ ?
α
m
1
O’
8. Un cilindro de 4 kg y de 0, 15 m de radio es arrastrado por una fuerza de 16 N que pasa
por su centro de masa. El cilindro rueda sin deslizar. Hallar la velocidad del punto P, 3 s
después de iniciado el movimiento.
P