FIS 100 Practica Cuerpo Rigido

Universidad mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería

CURSO BASICO  – GESTION I/2017 PRACTICA Nº6  – FISICA BASICA I (FIS 100) DOCENTE: ING. WINNER TICONA AUX:  UNIV YANAHUAYA QUISPE GIOVANI TONNY

GRUPO: E

Cinemática del cuerpo rígido. Problema 1.

El movimiento de la varilla  AB es guiado por los pasadores en  A y B, los cuales se deslizan en las ranuras mostradas. En el instante que se indica, θ= 40° y el pasador en B se mueve hacia arriba y a la izquierda con una velocidad constante de 6 in/s. Determine a) la velocidad angular de la varilla y b) la velocidad del pasador en el extremo  A. 

=6.42  ;  =0.38 /

Problema 2.

El collarín  A se mueve hacia arriba con una velocidad constante de 1.2 m/s. En el instante mostrado cuando θ = 25°, determine a) la velocidad angular de la varilla  AB, b) la velocidad del collarín B.



=2.54  ;  =1.3 /

Problema 3.

El carrete de cinta que se muestra y el armazón en el que está montado se jalan hacia arriba a una rapidez v   A = 750 mm/s. Si el carrete de 80 mm de radio tiene una velocidad angular de 15

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rad/s en el sentido de las manecillas del reloj y en el instante mostrado el grosor total de la cinta en el carrete es de 20 mm, determine a) el centro instantáneo de rotación del carrete, b) las velocidades de los puntos B y D. 

=750  ;  =1.9 / 

Problema 4.

Un automóvil se desplaza hacia la izquierda a una velocidad constante de 48 mi/h. Si el diámetro de la rueda es de 22 in., determine la aceleración a) del punto B, b) del punto C , c ) del punto D. Sol.

=5410  ;  =5410  ;  =5410   60º 



Problema 5.

La varilla  AB se mueve sobre una pequeña rueda en C mientras el extremo  A se desplaza hacia la derecha con una velocidad constante v A. Deduzca expresiones para la velocidad angular y la aceleración angular de la varilla.

2   =  ;  =  +    +  



Dinámica del cuerpo Rígido. Problema 1.

Un jugador de boliche lanza hacia los pinos una bola de 8 in de diámetro y 12 lb de masa con una velocidad hacia adelante v0  de 15 ft/s y un contragiro ω0  de 9 rad/s. Si el coeficiente de fricción cinética entre la bola y el carril es de 0.10, determine a) el tiempo t1 en el cual la bola empezará a rodar sin deslizarse, b) la velocidad de la bola en el tiempo t 1 y c ) la distancia que la bola ha recorrido en el tiempo t 1. Sol.- t1= 1.597 s ; v 1= 9.86 ft/s ; s= 19.85 ft

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Problema 2.

Un barril completamente lleno y su contenido tienen un peso combinado de 200 lb. Un cilindro C está conectado al barril a una altura h = 22 in. Como se muestra en la figura. Si µ S  = 0.40 y µ k  = 0.35, determine el peso máximo de C para que el barril no se vuelque.

Problema 3.

Un yoyo de masa M, tiene un eje de radio r alrededor del cual esta enredado la cuerda. Un niño deja que el yoyo se desenrolle mientras sostiene el otro extremo de la cuerda en una posición fija, el yoyo acelera hacia abajo, llega al extremo y sube de regreso enrollándose la cuerda en sentido contrario. Encuentre la tensión de la cuerda durante el descenso y durante el ascenso, suponiendo que r sea suficientemente pequeño para considerar que la cuerda se conserva vertical en todo momento. Designe con I el momento de inercia del yoyo con respecto a su eje. 

=  +  

Problema 4.

Una rueda dentada de 3 kg tiene un radio de giro centroidal de 70 mm y se encuentra suspendida de una cadena, como se muestra en la figura. Determine la aceleración de los puntos  A y B de la cadena, si se sabe que T   A = 14 N y T  B = 18 N.

Problema 5. Para el sistema de la figura, considerando que el cilindro  A tienen rodadura pura y además que: m A=1.5 Kg; mB=0.75; y r=0.35 m, determinar la aceleración angular de A, la aceleración de B y la tensión de la cuerda. Considerar que la polea tiene masa despreciable. 

=1.1 

;

=2.8 /

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Problema 6.

Una esfera uniforme de radio r y masa m se coloca sin velocidad inicial sobre una banda que se mueve hacia la derecha con velocidad constante v1. Denotando por µ k el coeficiente de fricción cinética entre la esfera y la banda, determine a) el tiempo t 1  en el cual la esfera empezará a rodar sin deslizar, b) las velocidades lineal y angular de la esfera en el tiempo t 1.

 =  





;  =  

Problema 7.

Una esfera homogénea  S , un cilindro uniforme C  y un tubo delgado P están en contacto cuando se sueltan desde el reposo sobre la pendiente que se muestra. Si los tres objetos ruedan sin deslizarse, determine después de 4 s de movimiento, la distancia libre entre a) el tubo y el cilindro y b) el cilindro y la esfera.



/ =2.27 

Problema 8.

El péndulo mostrado en la figura consta de una esfera de 30 Lb f  y una barra de 10 Lb f . Calcule la reacción en el perno O un instante después de cortarse la cuerda  AB

=6.15

  Trabajo y energía del cuerpo rígido.

Problema 1.

Una barra ligera y uniforme de longitud L =36 in. y peso W =4 lb cuelga libremente de una articulación en  A. Una fuerza horizontal P de 1.5 lb de magnitud se aplica en B hacia la izquierda ( h = L), determine a) la aceleración angular de la barra y b) las componentes de la reacción en  A.

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

=12.08  / ; Ry = 4 lb; Rx= 0.75 lb

Problema 2. Una barra uniforme de longitud L y masa m se sostiene en la forma indicada. Si el cable unido en B se rompe de manera repentina, determine a) la aceleración del extremo B y b) la reacción en el soporte articulado. 

= 1,5 g

Problema 3.

El yo-yo de 3 oz que se muestra en la figura tiene un radio centroidal de giro de 1.25 in. El radio del tambor interior sobre el cual se enrolla la cuerda es de 0.25 in. Si en el instante mostrado la aceleración del centro del yo-yo es de 3 ft/s 2  hacia arriba, determine a) la tensión T requerida en la cuerda, b) la correspondiente aceleración angular del yo-yo. 

=0.205  ;  =67,6 /

Problema 4.

Una cuerda se enrolla alrededor de un cilindro de radio r y masa m en la forma indicada. Si el cilindro se suelta desde el reposo determine la velocidad del centro del mismo después de que ha descendido una distancia s.



=  



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Problema 5.

El objeto  ABC consiste en dos barras delgadas soldadas entre sí en el punto B. La barra  AB tiene una masa de 1 kg y la barra BC tiene una masa de 2 kg. Si la magnitud de la velocidad angular de  ABC es de 10 rad/s cuando θ= 0º, determine las componentes de θ= 0º. la reacción en el punto C cuando

150 N ; 83.2 º ;