7/17/2019 Tarea #8_2015_PI_FS100 CAP10

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Guía de Trabajo #10 Torque 8 de diciembre de 2014, III-2014 1

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Facultad de CienciasEscuela de Física

Física General I FS-100

Nombre: __________________________ Cuenta: ___________________

Docente:______________ Sección:_____ Firma:________ Firma Rev:________

Instrucciones:   Resuelva de forma clara y ordenada los problemas que se plantean a continuación, todas las res-

puestas deben estar justificadas por un procedimiento y encerradas con un recuadro en tinta, de lo contrario no tiene 

derecho a reclamos.

#1 La figura #1 muestra una fuerza  P   que se aplica a un extremo de una palanca de longitud  L. ¿Cuál es la

magnitud de la torca de esta fuerza en torno al punto A?

a)   PL sin θ

b)   PL cos θ

c)   PL tan θ

d)   PL cot θ

e) Ninguna.

#2 La figura #2 muestra un deslizador de masa m1  que se mueve sin fricción sobre un riel de aire horizontal, sujeto

a un objeto de masa  m2  con un cordón sin masa. La polea tiene radio  R  y momento de inercia  I  en torno a sueje de rotación. Cuando se suelta, el objeto colgante acelera hacia abajo, el deslizador acelera a la derecha y elcordón gira la polea deslizarse ni estirarse. Ordene, de mayor a menor, las magnitudes de las siguientes fuerzasque actúan durante el movimiento.

a) La fuerza de tensión (magnitud T 1) en la parte horizontal del cordón.

b) La fuerza de tensión (magnitud T 2) en la parte vertical del cordón.

c) El peso  m2g  del objeto colgante.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH 

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#3 Se aplican torcas iguales a dos cilindros distintos, uno de los cuales tiene un momento de inercia dos veces mayor

que el del otro. Los dos cilindros están inicialmente en reposo. Después de una rotación completa, ¿cuál cilindrotiene mayor energía cinética?

a) El cilindro con el momento de inercia mayor.

b) El cilindro con el momento de inercia menor.

c) Ambos cilindros tienen la misma energía cinética.

#4 Una pelota y un cilindro sólidos bajan rodando por una rampa. Ambos parten del reposo al mismo tiempo.

¿Cuál llegará primero al fondo de la rampa?

a) Ambos llegarán al mismo tiempo.

b) Llegarán casi al mismo tiempo, excepto por diferencias en la fricción.

c) La pelota llegará primero.

d) El cilindro llegará primero.

e) No se puede determinar sin conocer la masa y el radio de cada uno.

#5 Dos fuerzas (F B  = 20N  y F A = 30N ) se aplican a una regla de un metro que puede girar alrededor de su extremo

izquierdo, figura #5. La fuerza  F B  se aplica perpendicularmente en la parte media. ¿Qué fuerza ejerce la mayor

torca:?

a)   F A

b)   F B

c) La torca es la misma.

#6 Se aplican tres fuerzas a una rueda con radio de 0.350 m, como se indica en la figura #6. Una fuerza es

perpendicular al borde, otra es tangente a éste y la otra forma un ángulo de 40.0°

  con el radio. ¿Cuál es la torcaneta sobre la rueda debido a estas tres fuerzas para un eje perpendicular a la rueda y que pasa por su centro?

Respuesta: τ  = −

0.310 Nm

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH 

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#7 Un casco esférico uniforme de 8.40 kg Figura #7 y 50.0 cm de diámetro tiene cuatro masas pequeñas de 2.00

kg pegadas a su superficie exterior, a distancias equidistantes. Esta combinación gira en torno a un eje que pasapor el centro de la esfera y dos de las masas pequeñas. ¿Qué torca por fricción se requiere para reducir la rapidezangular del sistema, de 75.0 rpm a 50.0 rpm en 30.0 s?

Respuesta: τ f   = −0.0524 Nm

#8 Se enrolla un cordel varias veces en el borde de un aro pequeño de 8.00 cm de radio y masa de 0.180 kg. El

extremo libre del cordel se sostiene fijo y el aro se suelta del reposo (figura #8). Después de que el aro hadescendido 75.0 cm, calcule:

a) La rapidez angular del aro al girar.

b) La rapidez de su centro de masa.

Respuesta: a) ω  = 33.9 rad/s,  b) vCM  = 2.71 m/s2

#9 Calcule el momento de inercia del conjunto de puntos objetos, mostrados en la figura #9 con respecto a:

a) El eje vertical.

b) El eje horizontal.

Suponga que  m   = 2.2   kg,  M   = 3.1   kg y los objetos están conectados por alambres rígidos muy ligeros. Elconjunto es rectangular y se divide en dos a la mitad por el eje horizontal.

c) ¿Con respecto a qué eje será más difícil acelerar este conjunto?

Respuesta: a) I y  = 6.6  kg · m2,  b) I x = 0.66 kg · m2,  c) alrededor del eje vertical.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH 

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#10 Dos bloques están conectados por una cuerda ligera que pasa sobre una polea de 0.15 m de radio y momento de

inercia I. Los bloques se mueven hacia la derecha con una aceleración de 1.00  m/s2 sobre rampas con superficiessin fricción (véase la figura #10).

a) Dibuje diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques y para la polea.

b) Determine F TA  y F TB, las tensiones en los dos segmentos de la cuerda.

c) Encuentre la torca neta que actúa sobre la polea y determine su momento de inercia I.

Respuesta: a) F TA = 49.55 N,  a) F TB  = 75.71 N,  c) τ  = 3.924 N  ·  m  e  I  = 0.59  kg · m2.

Fís.  ₡är£ø$  äärrê†ê   Coordinador Física General I (FS-100), UNAH