Tarjetas de Cinemática y Dinámica de Cuerpos Rígidos
Cinemática y Dinámica de Cuerpos Rígidos: Guía Completa
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Dinámica y energía de cuerpos rígidos
14 tarjetas
Tarjeta 1
Pregunta: En el problema del cilindro tirado con tensión T paralela al plano, ¿qué fuerzas actúan sobre el cilindro y cómo se expresan las condiciones dinámicas
Respuesta: Fuerzas: peso mg (vertical), reacción normal N (perpendicular al plano), tensión T (paralela al plano hacia arriba), y fuerza de rozamiento estático f
Tarjeta 2
Pregunta: Para el cilindro macizo de m=10 kg, R=0.40 m y T=200 N subiendo por el plano, ¿cómo se calcula la aceleración del centro de masa?
Respuesta: Usar ΣF_parallel = T - m g sinθ - f = m a y Στ = (T + f)R = I α con I_cilindro = (1/2)mR^2 y a = αR. Eliminando f se obtiene a = (T - m g sinθ)/(m + I
Tarjeta 3
Pregunta: En el mismo cilindro, ¿cómo se obtiene la energía cinética total después de que el CM recorre s=5 m?
Respuesta: Energía cinética total E_c = (1/2) m v^2 + (1/2) I ω^2. Con rodamiento sin deslizar ω = v/R y I = (1/2) m R^2 para cilindro macizo, E_c = (1/2) m v^2
Tarjeta 4
Pregunta: En el problema del cilindro que interactúa con un resorte y estaba sostenido por una cuerda con tensión de 100 N, ¿qué condición determina el coeficie
Respuesta: La condición es que la fuerza de fricción máxima μ N sea suficiente para proporcionar el torque que iguale la diferencia entre torques que generan la
Tarjeta 5
Pregunta: Para ese mismo cilindro-resorte, ¿cuál es la velocidad angular cuando el resorte está sin deformar (según la solución dada)?
Respuesta: La velocidad angular en el instante en que el resorte está sin deformar, bajo las condiciones que garantizan rodamiento sin deslizar, es ω_f = 0,645 r
Tarjeta 6
Pregunta: Para una barra homogénea de masa m que gira libremente desde horizontal alrededor de un pivote sin fricción, ¿cómo se calcula la aceleración angular i
Respuesta: Usar torque respecto al pivote: τ = -m g (L/2) cosθ (para θ medida desde vertical; desde horizontal θ=90° cos0). En la posición horizontal el torque i
Tarjeta 7
Pregunta: Para la barra del problema, ¿cómo se relaciona la aceleración del centro de masa con la aceleración angular inicial?
Respuesta: La aceleración tangencial del CM es a_t = α L/2; por tanto la aceleración del CM en magnitud es a_CM = (L/2) α. Con α_0 = - (3 g)/(2 L), a_CM0 = (L/2)
Tarjeta 8
Pregunta: En el problema de la polea con masas m1 y m2 y cuerpo macizo con radios internos/externos, ¿qué ecuaciones permiten hallar la aceleración angular de l
Respuesta: Ecuaciones: para cada masa puntual: m1 a = m1 g - T1 (si baja) o T1 - m1 g (si sube). m2 a = m2 g - T2 (según sentido). Para la polea: Στ = (T1 R1 - T
Tarjeta 9
Pregunta: ¿Cómo se calcula el momento angular de la polea respecto a su centro después de t segundos y su energía cinética rotacional?
Respuesta: Momento angular L = I_p ω = I_p (α t) si parte del reposo y α constante. Energía rotacional E_rot = (1/2) I_p ω^2 = (1/2) I_p (α t)^2. En el ejemplo:
Tarjeta 10
Pregunta: En la colisión de una bala que se incrusta en una puerta acoplada a una bisagra, ¿se conserva el momento angular respecto a la bisagra durante el impa
Respuesta: Sí: durante la colisión interna y rápida, el momento angular total respecto al eje de la bisagra se conserva si las fuerzas externas (de la bisagra) n