Dinámica del Sólido Rígido

El bloque cuadrado macizo se apoya en el plano horizontal mediante un pequeño cilindro con rozamiento despreciable. Se suelta el bloque desde el reposo en la posición que se muestra. Calcular la velocidad angular ω del bloque y la velocidad lineal de la esquina O cuando la C alcance la superficie horizontal.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

a) ¿Qué es un sólido rígido (S.R.)? b) ¿Qué se entiende por movimiento de traslación rectilínea y traslación curvilínea de un S.R.? ¿Y por movimiento de rotación pura de un S.R.? ¿Cuál es el movimiento más general posible de un S.R.? c) Enunciar las ecuaciones dinámicas a aplicar a un S.R. Explicar los parámetros físicos que aparecen en dichas ecuaciones.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

La barra AB de la figura pesa 300 N. Está sujeta al carrito mediante un pasador en A y se apoya en una superficie lisa en B. Al carrito se le aplica una fuerza P que le comunica una aceleración de 4,5 m/s² hacia la derecha. Determinar: a) las fuerzas que los apoyos en A y B ejercen sobre la barra; b) el módulo de la fuerza P si el carrito pesa 250 N; c) el módulo que ha de tener la fuerza P para que sea nula la reacción en el apoyo B de la barra.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2019.

El disco circular de 20 cm de radio pesa 22 kg, con un radio de giro centroidal de 17.8 cm, y posee una garganta concéntrica de radio 7 cm. Si se le aplica una fuerza constante de 18 N mediante una cuerda enrollada en la garganta tal como se indica en la figura, calcular la aceleración angular α del disco cuando parte del reposo. El coeficiente de rozamiento entre el disco y la superficie horizontal es 0.10. (Compruébese que la rueda gira en el sentido de las agujas del reloj y no en sentido contrario. Suponer primero que la rueda no desliza y entonces comprobar esta hipótesis con los resultados).

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El disco circular uniforme de radio 15 cm pesa 29.2 kg y está montado en la barra giratoria OA en tres formas diferentes. En cada caso la barra gira alrededor de su eje vertical O con una velocidad angular ω=4 rad/s en sentido horario. En el caso a) el disco está soldado a la barra. En el b) el disco está unido a ella por un pasador liso en A moviéndose con traslación curvilínea y por tanto no tiene rotación como sólido rígido. En el caso c) el ángulo relativo entre el disco y la barra aumenta a razón de . Calcular el momento cinético respecto al punto O del disco en cada caso.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

Deducir la expresión del momento angular de un sólido rígido que gira respecto de un eje fijo (L=Iω), definiendo también la expresión del momento de inercia.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

a) Obtener la expresión del coeficiente de fricción por rodadura (µ_rod) a partir del análisis del caso real del movimiento de rodadura. Indicar de qué factores depende. b) Compararlo con el coeficiente de rozamiento por deslizamiento e indicar qué es más efectivo para el movimiento, el deslizamiento o la rodadura.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.

Un rodillo pesado de radio r que descansa sobre un suelo horizontal rugoso está sometido a la acción de una fuerza de tracción P que actúa en el perímetro de un eje de radio a con una inclinación que forma un ángulo constante β con la horizontal. Determinar el movimiento del centro del rodillo. ¿Cuál deberá ser el valor mínimo del coeficiente de rozamiento para que ruede? El radio de giro centroidal es k.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El disco superior de la figura tiene una masa m₁, un radio de giro centroidal k y un radio r, y rueda sin deslizar sobre el disco mayor, fijo rigidamente y que no puede girar. La barra de conexión tiene una masa m₂ y puede tratarse como una varilla delgada de longitud L. Determinar la aceleración angular a de BO en la posición indicada debida al par de momento M aplicado por la barra en O.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

Un aro y un disco homogéneos, del mismo radio r=0,3 m y de la misma masa m=2 kg llevan enrolladas sendas cuerdas en su periferia. Ambos se sueltan desde el reposo y desde la misma altura al mismo tiempo, a la vez que la cuerda permanece sujeta. Determinar, para cada uno: a) la aceleración del centro de masas; b) la aceleración angular del sólido; c) la tensión en la cuerda; d) la velocidad del centro de masas después de dar una vuelta completa; e) ¿cuál de los dos tardará menos tiempo en descender esa altura?
Momento de inercia de un aro respecto de un eje que pase por su centro: mr²
Momento de inercia de un disco respecto de un eje que pase por su centro: 1/2 mr²

Problema de Dinámica del Sólido Rígido. Aparece en la convocatoria de ENE2014.