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Cuerpo rígido
1) Pueden un cilindro macizo y otro hueco caer todo el tiempo con velocidades
distintas, pero al mismo tiempo conservar la misma energía cinética.
2) Cuando chocan dos cuerpos rígidos, el momento angular de los cuerpos se mantiene
constante. ¿significa eso que las fuerzas de contacto de los cuerpos pasan por el
centro de masa de los cuerpos? Discuta.
3) ¿Es posible en un choque entre dos cuerpos rígidos extensos que, después del
choque, ambos cuerpos solo tengan energía cinética de rotación en torno a sus
centros de masas individuales? si es así de un ejemplo.
4) ¿Es posible en un choque entre dos cuerpos rígidos, que varíe la velocidad angular
de spin en uno de los cuerpos, sin que varíe el momento de spin del otro?
5) Suponga que una barra tiene una distribución no uniforme. En general, el momento
de inercia de una barra con eje de rotación pasando por el centro es I1/12ML. Si no
es así ¿el momento de inercia podría calcularse sin saber como esta distribuida la
masa?
6) Suponga que dos fuerzas externas actúan sobre un cuerpo rígido, y que las dos son
de igual magnitud pero de dirección opuesta ¿bajo que condiciones gira el cuerpo?
7) ¿Es posible cambiar la energía de traslación de un cuerpo sin cambiar su energía de
rotación?
8) ¿Un cuerpo debe estar rotando para tener momento de inercia distinto de cero?
9) ¿Un objeto estacionario puede (momentáneamente) tener una aceleración angular
distinta de cero?
10) Durante una operación de demolición, una alta chimenea se viene abajo mediante un
explosivo en su base. La chimenea se fractura en su parte inferior mientras cae, de
modo que la base alcanza el suelo antes que la parte superior. Explique porque
ocurre esto.
11) Considere un objeto que tiene la forma de un aro que se encuentra en el plano xy
con toda su masa concentrada en el borde. En dos experimentos independientes se
hizo girar el aro por medio de un agente externo desde el reposo hasta una velocidad
angular w. En un experimento la rotación ocurre alrededor del eje Z que pasa por el
centro del aro. En el otro experimento se presenta la rotación en torno a un eje
paralelo a z que pasa por un punto p sobre el borde del aro ¿Qué rotación requiere
mas trabajo?
12) Explicar porque la aceleración del punto de aplicación de una fuerza exterior sobre
un cuerpo rígido no afecta el movimiento de su centro de masa.
13) ¿Que trayectorias describen las partículas de un cuerpo rígido en rotación alrededor
de un eje fijo?
14) ¿Qué dirección tiene la velocidad angular de un cuerpo rígido en rotación alrededor
de un eje fijo? ¿Qué dirección tiene la velocidad lineal de una partícula de un cuerpo
rígido en rotación alrededor de un eje fijo?
15) ¿Es posible encontrar un eje de rotación respecto al cual el momento de inercia sea
menor que respecto a otro eje paralelo que pase por el centro de masa del objeto?
16) Cuando el momento de fuerzas total que actúa sobre una partícula tiene la misma
dirección que su momento angular, ¿cambiará la dirección del momento angular?
¿Cambiará su módulo? ¿Y cuando es perpendicular, que pasará?