Download LISTADO DE EJERCICIOS I) Selección múltiple

Nombre:
Curso: III …….
Fecha:
Profesora: Graciela Lobos G.
Asignatura: Física
Contenidos: Movimiento circunferencial. Torque, equilibrio rotacional. Inercia rotacional y conservación
del momentum angular.
LISTADO DE EJERCICIOS
I)
Selección múltiple. Marca la alternativa correcta para cada una de las siguientes
situaciones. Deja constancia del procedimiento seguido.
1
Una rueda gira con una velocidad angular tal que le permite dar 20 vueltas en cada
segundo, cuando comienza a acelerar, llegando en 30 segundos a una velocidad que le permite
girar a 50 vueltas en cada segundo. ¿Cuál es la aceleración angular de la rueda, medida en rad/s2?
a) 2π
b) π/2
c) 4π
d) π/4
e) π
2
Inicialmente un disco gira de tal manera que puede dar 150 vueltas en cada segundo,
cuando comienza a acelerar a 6π rad/s2 durante 15 segundos. ¿Qué velocidad angular tendrá
finalmente?
a) 10π rad/s
b) 2π rad/s
c) 165 π rad/s
d) 390π rad/s
e) 26π rad/s
3
a)
b)
c)
d)
e)
Respecto de la aceleración angular es correcto afirmar que:
Es una magnitud vectorial
Es una magnitud escalar
Su dirección es perpendicular al plano en que gira el objeto
Sólo I
Sólo II
Sólo III
I y III
II y III
a)
b)
c)
d)
e)
Cuando la velocidad angular de un objeto que gira es constante, es incorrecto que:
La aceleración angular es cero
La aceleración tangencial es cero
La aceleración neta es cero
La rapidez tangencial es constante
El torque es cero
I.
II.
III.
4
5
La aceleración angular de una rueda es 20π rad/s2 y su radio es 10 cm, ¿cuál es su
aceleración tangencial?
a) 2π m/s2
b) 10π m/s2
c) 4π m/s2
d) 20π m/s2
e) π m/s2
6
Un disco gira mientras se observa su movimiento hasta establecer que la ecuación que lo
define es ( )
donde la aceleración angular se mide en rad/s2 y la velocidad angular,
en rad/s. En esta ecuación del movimiento, el valor de la aceleración angular es:
a) 2 rad/s2
b) -2 rad/s2
c) 28 rad/s2
d) 30 rad/s2
e) Ninguna de las anteriores
7
Un disco de 10 cm de radio gira con una velocidad angular ωi= 6π rad/s acelerando
uniformemente hasta que en 2,4 s alcanza una velocidad angular ωf = 30π rad/s. La aceleración
neta al cabo de los 2,4 segundos es:
)
√ (
a)
b)
c)
√
d)
√
e)
8
En un movimiento de rotación con aceleración angular constante se cumple que
I. El módulo de la aceleración neta es variable
II. La aceleración tangencial es constante
III. El módulo de la aceleración centrípeta es variable
a) Sólo I
b) Sólo II
c) Sólo III
d) Sólo I y II
e) I, II y III
9
¿cuál es el torque neto en la siguiente situación?. Considera el eje de rotación marcado con
X en medio de la barra de 3 m de longitud.
90 N
90 N
X
a)
b)
c)
d)
e)
135 Nm
270 Nm
cero
-135 Nm
-270 Nm
a)
b)
c)
d)
e)
¿Cuándo un objeto está en equilibrio rotacional, se cumple que:
El torque neto es cero
La fuerza neta es cero
no posee aceleración centrípeta
La velocidad tangencial es constante
La aceleración neta es cero
10
11
Para provocar una aceleración angular de 32 rad/s2 se aplica un torque de 24 Nm a un
objeto que gira. ¿Cuánto torque se debe aplicar para que la aceleración angular sea de 8 rad/s2?
a) 96 Nm
b) 48 Nm
c) 24 Nm
d) 12 Nm
e) 6 Nm
12
a)
b)
c)
d)
e)
Para el ejercicio anterior, ¿cuál es el valor del momento de inercia del objeto que gira?
1,33 Kg m2
0,75 Kg m2
4 Kg m2
0,25 Kg m2
0,5 Kg m2
13
Una barra está en equilibrio cuando sobre ella actúan dos fuerzas. La fuerza F1 = 36 N,
perpendicular a la barra a 50 cm del eje. Y otra fuerza F2 ubicada a 60 cm del eje. ¿Qué valor y
qué dirección posee la fuerza F2?
X
a)
b)
c)
d)
e)
14
I.
II.
III.
30 N a la derecha de x, hacia arriba
18 N a la izquierda de x hacia abajo
10,8 N a la derecha de x hacia arriba
18 N, a la izquierda de x hacia arriba
30 N a la derecha de x hacia abajo
El momento de inercia de un objeto...
Aumenta cuando el objeto gira más rápido
Depende de la distribución de la masa del objeto
Es distinto si se cambia el eje de giro del objeto
a)
b)
c)
d)
e)
Sólo I
Sólo II
Sólo III
II y III
I, II y III
II) Desarrollo. Resuelve en forma clara y ordenada.
15
Un disco se hace girar sobre su eje central. Su masa es 6 Kg y su radio es 40 cm. Mientras
gira se le aplica una fuerza de 20 N en su borde en forma tangencial. Determina:
(a) Su momento de inercia
(b) Su aceleración angular
(c) Si inicialmente gira dando 30 rps, ¿cuál será su frecuencia al cabo de 10 segundos de
aplicar el torque?
(d) ¿cuánto cambió su momentum angular?
16
Una barra horizontal gira respecto de su punto central, sosteniendo en sus extremos un par
de esfera idénticas de 1 Kg cada una. La barra tiene masa despreciable y su longitud es de 1 m. En
estas condiciones la barra gira dando 10 rps. Un mecanismo hace que las esferas se aproximen al
centro de la barra mientras se mantiene girando, disminuyendo el radio a la mitad pero en
ausencia de torque. Determina:
(a) Momento de inercia inicial y final
(b) velocidad angular inicial y final
(c) frecuencia de giro final en rps
Respuestas:
1
2
3
4
a
d
d
c
5
6
7
8
a
d
d
e
9
10
11
12
15)
a. 0,48 Kg m2
b. 16.67 rad/s2
c. 56,5 Hz
d. 80 kg m2/s
16)
a. I i=0,5 Kg m2
If = 0,125 Kg m2
b. ωi = 62,8 rad/s
ωf = 251,2 rad/s
c. f = 40 Hz
e
a
e
b
13 a
14 d