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WorksheetsCuestionario de Mecánica de Rotación
Total questions: 93
Worksheet time: 3hrs 39mins
El hertz (Hz) es unidad de:
Periodo
Frecuencia
Tiempo
Posición angular
Aceleración angular
Para las coordenadas polares (r,θ) de una partícula que viaja en círculo:
tanto r como θ son variables
r es constante y θ es variable
r es variable y θ es constante
tanto r como θ son constantes
¿Cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas? En un movimiento circular uniforme:
Sólo II
Sólo III
I y III
II y IV
III y IV
¿Cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas? En un movimiento circular uniformemente variado:
Sólo II
Sólo IV
I y III
II y IV
III y IV
Alex y Beatriz se divierten en un carrusel. Alex viaja en un caballo en el borde exterior de la plataforma circular, al doble de distancia del centro de la plataforma circular que Beatriz, quien viaja en un caballo interior. Cuando el carrusel gira a una rapidez angular constante, la rapidez angular de Beatriz es:
el doble de la de Alex
la misma que la de Alex
la mitad de la de Alex
2π veces la de Alex
π veces la de Alex
Alex y Beatriz se divierten en un carrusel. Alex viaja en un caballo en el borde exterior de la plataforma circular, al doble de distancia del centro de la plataforma circular que Beatriz, quien viaja en un caballo interior. Cuando el carrusel gira a una rapidez angular constante, la rapidez lineal (tangencial) de Beatriz es:
el doble de la de Alex
la misma que la de Alex
la mitad de la de Alex
2π veces la de Alex
π veces la de Alex
Vista desde arriba, una tornamesa gira uniformemente en dirección antihoraria. El vector velocidad:
es tangencial al borde de la tornamesa.
sale del plano de la tornamesa.
apunta hacia el centro de la tornamesa.
ingresa al plano de la tornamesa.
Vista desde arriba, una tornamesa gira uniformemente en dirección antihoraria. El vector aceleración:
es tangencial al borde de la tornamesa.
sale del plano de la tornamesa.
apunta hacia el centro de la tornamesa.
ingresa al plano de la tornamesa.
Una bola se mueve con rapidez constante en una trayectoria circular atada a una cuerda como se indica en la figura. En el instante mostrado, la dirección de la aceleración de la bola es:
desde B a G.
desde B a C.
desde B a P.
desde B a A.
cero.
Todas las partículas en un objeto que gira uniformemente tienen la misma:
aceleración angular,
rapidez angular,
velocidad tangencial,
aceleración centrípeta,
tanto (a) como (b).
Una bicicleta con ruedas de 50 cm de diámetro viaja a una velocidad de 20 m/s. ¿Cuál es la velocidad angular de las ruedas de esta bicicleta?
80 rad/s
40 rad/s
10 rad/s
5 rad/s
Durante cierto periodo, la posición angular de una partícula que gira se describe mediante la expresión 휃=4+7푡+5푡^2 en la cual 휃 se mide en radianes y 푡 en segundos, la velocidad angular de la partícula, transcurrido 2 segundos, es:
11 rad/s
17 rad/s
33 rad/s
20 rad/s
55 rad/s
Una barra en una bisagra parte del reposo y da vueltas con una aceleración angular 훼=(10+6푡) rad/s^2, donde 푡 está en segundos. La velocidad angular en rad/s que tiene la barra en los primeros 2 s es:
12
6
10
32
42
Una bicicleta con ruedas de 75 cm de diámetro viaja a una velocidad de 12 m/s. ¿Cuál es la velocidad angular de las ruedas de esta bicicleta?
8 rad/s
16 rad/s
32 rad/s
64 rad/s
72 rad/s
Un disco de 8.00 cm de radio da vueltas con una rapidez constante de 1 200 rev/min en torno a su eje central. Determine la distancia total que recorre en 2 s un punto en el borde.
50,6 m
45,9 m
12,4 m
20,1 m
31,3 m
La tina de una lavadora comienza su ciclo de giro, parte del reposo y gana rapidez angular de manera estable durante 8 s, momento en que gira a 5 rev/s. En este punto, la persona que lava abre la tapa y un interruptor de seguridad apaga la máquina. La tina frena lentamente hasta el reposo en 12 s. ¿Cuántas revoluciones realiza la tina mientras está en movimiento?
50
30
20
60
80
Las ruedas de un automóvil tienen un radio de 35 cm, si giran con una rapidez angular de 3 rps (revoluciones por segundo), determinar la distancia recorrida por el automóvil a los 10 minutos.
3958 m
1800 m
630 m
1979 m
3600 m
La llanta externa de una rueda de bicicleta de radio 32 cm tiene una aceleración tangencial de 0,46 m/s^2. ¿Cuál es la aceleración angular de la llanta?
Una rueda se acelera desde el reposo durante 5 s a razón de 5,2 rad/s^2. ¿Cuál es su velocidad angular una vez transcurridos los 5 s?
¿Cuántos giros habrá completado la rueda durante este tiempo?
Indique ¿en qué condiciones el centro de gravedad de un cuerpo coincidirá con su centro de masa?
Densidad y campo gravitacional variable.
Densidad variable y campo gravitacional uniforme.
Densidad y campo gravitacional uniforme.
Densidad uniforme y campo gravitacional variable.
El toque es:
Medida cualitativa de la tendencia de una fuerza para causar o alterar la rotación de un cuerpo.
Medida que indica la resistencia de los cuerpos a cambiar su estado de movimiento traslacional.
Medida que indica la resistencia de los cuerpos a cambiar su estado de movimiento rotacional.
Medida cuantitativa de la tendencia de una fuerza para causar o alterar la rotación de un cuerpo.
Un torque neto cero hará que:
cambie la velocidad angular
la velocidad angular se conserve, es decir, sea constante
la aceleración angular se conserve, es decir, sea constante
cambie la aceleración angular
Un momento de fuerza tiene las mismas unidades que
el trabajo
la fuerza
la velocidad angular
la aceleración angular
Si usted intenta aflojar un obstinado tornillo de una pieza de madera con un destornillador y fracasa, debe encontrar:
Un destornillador con un mango más largo
Un destornillador con un mango más gordo
Un destornillador más liviano
Un destornillador más pesado
¿En cuál de las situaciones mostradas la fuerza F produce un torque NEGATIVO alrededor de O?
situación (i)
situación (ii)
situación (iii)
situación (iv)
¿En cuál de las situaciones mostradas la fuerza F produce un torque MÁXIMO (en intensidad) alrededor de O?
situación (i)
situación (ii)
situación (iii)
situación (iv)
¿En cuál de las situaciones mostradas la fuerza F produce un torque NULO alrededor de O?
situación (i)
situación (ii)
situación (iii)
situación (iv)
Un cilindro macizo uniforme, un cilindro hueco y una esfera uniforme sólida tienen la misma masa y el mismo radio. ¿Cuál cuerpo tiene el mayor momento de inercia con respecto a un eje que pase por el centro de masa?
El cilindro macizo.
El cilindro hueco.
La esfera sólida.
Todos tienen el mismo momento de inercia.
El momento de inercia con respecto a un eje que no pase por el centro de masa de un objeto, comparado con el momento de inercia con respecto a un eje paralelo que pase por el centro de masa del objeto es:
siempre mayor
a veces menor
a veces igual
tro de masa de un objeto, comparado con el momento de inercia con respecto a un eje paralelo que pase por el centro de masa del objeto es:
siempre mayor
a veces menor
a veces igual
siempre menor
Cuatro partículas están ubicadas en las coordenadas representadas en el gráfico, la coordenada horizontal del centro de masa, 푥퐶푀 vale:
2/3 a
1/2 a
2/3 b
1/2 b
Cuatro partículas están ubicadas en las coordenadas representadas en el gráfico, la coordenada vertical del centro de masa, 푦퐶푀 vale:
2/3 a
1/2 a
2/3 b
1/2 b
Una esfera sólida de aluminio de radio R y masa M, tiene momento de inercia I en torno a un eje a través de su centro. ¿Cuál es el momento de inercia en torno a un eje central de una esfera sólida de aluminio de masa 2M?
1,26 I
3,17 I
2 I
8 I
32 I
Una esfera sólida de aluminio de radio R y masa M, tiene momento de inercia I en torno a un eje a través de su centro. ¿Cuál es el momento de inercia en torno a un eje central de una esfera sólida de aluminio de radio 2R?
1,26 I
3,17 I
4 I
8 I
32 I
Se tienen dos esferas macizas de acero, tales que 푅2=3푅1. ¿Cuál es la proporción entre los momentos de inercia de ambas respecto a un eje que pasa por sus centros, es decir, cuál es el valor de 퐼2/퐼1?
3
9
27
81
243
Considere la figura del ejercicio: ¿Cuál es el valor del momento de torsión produce una fuerza cualquiera aplicada a lo largo de la línea de acción de F1?
Considere la figura del ejercicio: ¿Por qué no se necesita saber el valor de la fuerza ni de la distancia r?
Si r = 48 cm, ¿qué momento de torsión produce una fuerza de 35 N aplicada a lo largo de la línea de acción de F2?
Calcule el valor de la línea de acción de la fuerza F3 si el ángulo θ = 37°.
¿Qué valor de F3 produciría el mismo momento de torsión que en literal (c) si el ángulo θ = 37°?
Se necesita un momento de torsión de 48 Nm para aflojar una tuerca de una máquina. ¿Con qué ángulo θ debe aplicarse una fuerza F para aflojar la tuerca con la mínima fuerza posible?
¿Cuál es la mínima fuerza con la que se puede conseguir aflojar la tuerca si la longitud de la llave inglesa utilizada es de 23 cm?
Si el ángulo θ con el que se aplica la fuerza F es de 30°, ¿en qué proporción se reduce el momento de torsión?
¿Cuál deberá ser la nueva fuerza F con la que se consiga aflojar la tuerca?
Una puerta delgada sólida uniforme tiene 2.20 m de altura, 0.90 m de ancho y 25 kg de masa. Si se requiere encontrar su momento de inercia cuyo eje de rotación pasa por sus bisagras, ¿Qué parte de la información es innecesaria?
¿Se necesita saber a qué altura están colocadas las bisagras?
Calcule el momento de inercia requerido.
Si la masa de la puerta aumenta al doble, ¿en qué proporción aumenta el momento de inercia?
Considere la figura del ejercicio: Determine el momento de torsión proporcionado por el par de fuerzas representado en la figura, sabiendo que el eje de rotación se encuentra fijo.
Determine el momento de torsión proporcionado por el par de fuerzas representado en la figura, sabiendo que el eje de rotación se encuentra fijo en el centro de la varilla, F = 42 N, r = 8,3 cm y θ = 45°.
Determine el momento de torsión, bajo las mismas condiciones del literal (a), pero considerando que θ = 0° (posición horizontal).
Determine el momento de torsión, bajo las mismas condiciones del literal (a), esta vez considerando que θ = 30°.
Determine el momento de torsión, bajo las mismas condiciones del literal (a), esta vez considerando que θ = 60°.
Esbozar una gráfica donde se represente la variación del momento de torsión cuando el objeto se desplaza desde una posición horizontal a una vertical (suponer que las direcciones de las fuerzas no cambian).
Determinar el momento de inercia de cada esfera respecto al eje de rotación.
Determinar el momento de inercia de la varilla respecto al eje de rotación, sabiendo que la varilla tiene una masa de 400 g y una longitud de 56 cm.
Determinar el momento de inercia total de esta disposición.
¿En qué porcentaje contribuye la varilla al momento de inercia total del sistema?
¿Qué condición se debe cumplir para que exista equilibrio de traslación de un objeto?
La suma vectorial de todas sus fuerzas es igual a 0.
La suma escalar de todas sus fuerzas es igual a 0.
La suma vectorial de todos sus torques es igual a 0.
La suma escalar de todos sus torques es igual a 0.
¿Qué condición se debe cumplir para que exista equilibrio de rotación de un objeto?
La suma vectorial de todas sus fuerzas es igual a 0.
La suma escalar de todas sus fuerzas es igual a 0.
La suma vectorial de todos sus torques es igual a 0.
La suma escalar de todos sus torques es igual a 0.
¿Cómo se define el equilibrio mecánico?
Se define como un objeto que tiene equilibrio de traslación, pero no equilibrio de rotación.
Se define como un objeto que no tiene equilibrio de traslación ni equilibrio de rotación.
Se define como un objeto que tiene equilibrio de traslación y equilibrio de rotación.
Se define como un objeto que tiene equilibrio de traslación o equilibrio rotación.
Es condición necesaria y suficiente para que un sólido rígido esté en equilibrio que:
La resultante de todas las fuerzas sea nula.
El torque resultante de todas las fuerzas respecto a un punto sea nulo.
Las fuerzas interiores den resultante nula y su torque resultante sea nulo.
Las fuerzas exteriores den resultante nula y su torque resultante sea nulo.
¿Desde qué punto se puede analizar para decir que un cuerpo está en equilibrio mecánico?
Desde las fuerzas que interactúan con él.
Desde los torques que ejercen en él.
Desde la energía que este produce.
No importa de dónde se analice el cuerpo.
Es posible tener un momento de fuerza neto cuando
todas las fuerzas son nulas.
hay un torque resultante.
las fuerzas son equilibradas.
ninguna de las anteriores.
¿En cuál de las siguientes situaciones se encuentran el disco en equilibrio?
situación (i)
situación (ii)
situación (iii)
situación (iv)
Considere el objeto sometido a las tres fuerzas de la figura. El objeto está en:
Equilibrio de fuerza, pero no en equilibrio de torsión.
Equilibrio de torsión, pero no en equilibrio de fuerza.
Equilibrio de fuerza y en equilibrio de momento de torsión.
El objeto no está ni en equilibrio de fuerza ni en equilibrio de momento de torsión.
Sobre una barra de peso despreciable actúan dos fuerzas cuyas líneas de acción son diferentes. Se puede afirmar que:
La barra está en equilibrio.
Si los módulos de las fuerzas son iguales, la barra está en equilibrio.
La barra no está en equilibrio.
Si no conocemos los módulos de las fuerzas, no podemos afirmar nada respecto a la situación de equilibrio de la barra.
La figura muestra dos cuerpos A y B en equilibrio. Considerando que la masa de la barra horizontal es despreciable, se puede afirmar que:
Los cuerpos A y B tienen la misma masa, pero el módulo de sus torques respecto a O son diferentes.
Los cuerpos A y B tienen diferente masa, pero el módulo de sus torques respecto a O son iguales.
Los cuerpos A y B tienen la misma masa y el módulo de sus torques respecto a O también son iguales.
La masa de A es menor que la masa de B.
Una regla uniforme de 100 cm está apoyada sobre la división 25 cm y se equilibra cuando se cuelga de la división cero un objeto de 0,8 kg. La masa de la regla es:
0,8 kg
0,4 kg
0,2 kg
1,6 kg
Una regla de un metro está suspendida en su centro de gravedad localizado en 50,2 cm. Si una masa de 100 g colocada en la marca 20 cm de la regla equilibra a una masa desconocida situada en la marca 74,3 cm de la regla, el valor de la masa desconocida será:
79,8 g
67,6 g
125,3 g
148,0 g
El valor de la fuerza resultante y la distancia por donde pasa su línea de acción para equilibrar la barra, medida desde el extremo izquierdo de la barra de la figura valen respectivamente:
245 N; 14,4 m
931 N; 0 m
245 N; 20,4 m
147 N; 19,0 m
El sistema de la figura está en equilibrio. Si el peso de la varilla AB es despreciable, la fuerza que realiza el rodillo sobre la varilla en el punto D es:
50 N
60 N
110 N
170 N
El sistema de la figura está en equilibrio. El pez B tiene una masa de 1.50 kg. Considerando que las masas de las barras transversales son despreciables, la masa del pez A es:
0,111 kg
0,389 kg
0,5 kg
Sobre un sistema cuyo momento de inercia es 0,54 kg m2 actúa un momento de torsión resultante de 0,76 N m. a. ¿Qué aceleración angular produce?
Si el sistema ya estaba rotando a una velocidad angular de 1,7 rad/s, ¿cuál es su máxima velocidad angular si el momento de torsión se aplica durante 3 s exactamente?
¿Cuántas revoluciones ha dado durante este tiempo?
¿Qué supuestos has tenido en cuenta para resolver este problema?
Cuando se aplica una fuerza constante de 25 N durante 2 s, el cilindro rotatorio se acelera desde el reposo hasta recorrer un ángulo total de 22,4 radianes. a. ¿Cuál es la aceleración angular?
¿Cuál es su velocidad angular al cabo de los 2 s?
Determina el momento de inercia del sistema si el radio del cilindro es 4,4 cm.
Determinar el torque resultante del sistema.
Se determina la velocidad angular de la rueda después de que una masa de 100 g haya caído 50 cm y resulta ser 2,7 rad/s. a. En cualquier instante de tiempo, la velocidad lineal con la que cae la masa, v, equivale a la velocidad con la que se mueve el borde de la rueda. Determina el valor de v sabiendo que el radio de la rueda es 35 cm.
Determina el desplazamiento angular θ de la rueda.
Determina la aceleración angular de la rueda.
Calcula el torque total al que está sometido la rueda.
Calcula el valor del momento de inercia de la rueda.
¿Puede equilibrarse el balancín si los niños tienen diferente masa? ¿Cómo?
Si un niño de 35 kg está a 2.0 m del punto pivote (o fulcro), ¿a qué distancia de ese punto, al otro lado, tendrá que sentarse su amiga de 30 kg para equilibrar el subibaja?
El bloque está a una distancia de 1 m del extremo izquierdo de la viga, como se muestra en la figura. La cuerda que sostiene la viga forma un ángulo θ=60° con la horizontal. a. Aplicar la condición de equilibrio rotacional tomando como referencia el extremo izquierdo de la viga, y encontrar la tensión del alambre.
Aplicar la condición de equilibrio de traslación para encontrar las componentes de la fuerza ejercida por la pared sobre el extremo izquierdo de la viga.
Si el alambre puede soportar una tensión máxima de 900 N, ¿cuál es la distancia máxima “x” a la que se puede colocar el bloque antes de que se rompa el alambre?
Sugerencia: aplicar nuevamente la condición de equilibrio rotacional tomando como referencia el extremo izquierdo de la viga, donde esta vez la incógnita es x.
