Dinámica del Sólido Rígido

Describir el caso real de rodadura y calcule el coeficiente de fricción por rodadura.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de FEB2021.

a) A partir de la ecuación de la rotación de un sólido rígido (M_CM=I_CMa) deduce el teorema de conservación del momento angular y explica lo que ocurre cuando el sólido es deformable y puede modificar su momento de inercia; b) suponga que una persona de 60 kg está de pie en el borde de una plataforma circular de 6 m de diámetro que está montada sobre apoyos sin fricción y tiene un momento de inercia de 1800 kgm². La plataforma se encuentra inicialmente en reposo; sin embargo, cuando la persona comienza a correr con una rapidez de 4,2 m/s (con respecto a la Tierra) por el borde, la plataforma comienza a girar en sentido contrario como muestra la figura. Calcula la velocidad angular de la plataforma.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

Si el coeficiente de rozamiento entre el rodillo de 50 kg y el suelo es m=0,25, determina:

a) la fuerza de rozamiento si F=500 N; b) la aceleración del centro de masas y la aceleración angular si F=900 N.

Supón que el rodillo es un cilindro uniforme de momento de inercia respecto del centro de masas:

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de FEB2022.

Cuando la barra delgada de 10 kg está en posición horizontal se encuentra en reposo y con el resorte sin deformar. Determinar: a) la constante del resorte si en el movimiento posterior la barra se detiene momentáneamente cuando ha rotado 90º en el sentido de las agujas del reloj; b) la aceleración angular de la barra en ese instante; c) las reacciones en el pasador en ese momento. Si no has podido resolver el primer apartado, supón k=42 N/m.

Momento de inercia  de una barra respecto de un eje que pasa por su centro de masas:

 

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2022.

El disco semicircular de radio r parte del reposo en la posición indicada. Si no existe deslizamiento entre el disco y la superficie horizontal, determinar la velocidad angular ω alcanzada por el disco cuando su energía cinética es máxima.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

¿Cómo podemos trasladar una fuerza aplicada en un punto de un sólido a otro punto sin que cambien sus efectos? Justifica la respuesta.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

Se unen dos discos de 400 mm de diámetro y uno de 240 mm de diámetro para formar un carrete que tenga una masa de 125 kg y un radio de giro de 125 mm respecto al eje que pasa por el centro de masas del carrete. A éste se aplica una fuerza de 500 N mediante un cable arrollado sobre el disco de 240 mm como se indica en la figura. Determinar: a) la aceleración del centro de masas y la aceleración angular del carrete si la superficie horizontal es lisa; b) si la superficie horizontal no es lisa y µ=0,5 demuestra que el sistema rueda sin deslizar; c) la aceleración del centro de masas y la aceleración angular del carrete en este caso; d) el valor correspondiente de la fuerza de rozamiento.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2017.

Un disco de masa m y radio r rueda sin deslizar sobre la cara interior de una superficie cilíndrica de radio R. Sabiendo que el disco parte del reposo en la posición indicada en la figura, obtener las expresiones que proporcionan: a) la velocidad lineal del disco a su paso por B; b) el módulo de la reacción normal del suelo sobre el disco en B.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El pasador P de masa 100 g está unido a la rueda como se muestra en la figura y desliza por la ranura recortada en la barra BD. La rueda gira hacia la derecha con velocidad angular constante de 20 rad/s, rodando sin deslizar sobre la superficie horizontal. Si x=61 cm cuando θ=0^o, determinar en ese instante: a) la velocidad angular de la barra; b) la velocidad relativa del pasador P respecto a la barra; c) la aceleración angular de la barra; d) la aceleración relativa del pasador P respecto a la barra; e) la fuerza que la ranura de la barra ejerce sobre el pasador P.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2009.

A un extremo de la barra uniforme de 3 kg y longitud 4 m se aplica una fuerza de 150 N. Un cursor ligero unido al punto medio de la barra se mueve por una guía vertical exenta de rozamientos y la superficie en C es lisa. Si se suelta el sistema a partir del reposo cuando θ=20^o, determinar: a) la aceleración angular de la barra y la reacción del suelo en ese instante; b) la velocidad angular de la barra ω y la velocidad v_A de su extremo A cuando θ=80^o.
Momento de inercia de una barra respecto de un eje que pasa por su punto medio

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2018.