Page 126 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Problemas
Sección 5.2 El brazo de palanca 5.9. Una persona que pesa 650 N decide dar un paseo en
bicicleta. Los pedales se mueven en un círculo que
5.1. Dibuje e identifique con un letrero el brazo de pa­
tiene 40 cm de radio. Si todo el peso actúa sobre
lanca de la fuerza F sobre un eje en el punto A de
cada movimiento descendente del pedal, ¿cuál es el
la figura 5.11a. ¿Cuál es la magnitud del brazo
momento de torsión máximo? Resp. 260 N • m
de palanca? Resp. 0.845 ft
5.10. Una sola correa está enrollada en dos poleas. La po­
lea de tracción tiene un diámetro de 10 cm y la polea
exterior de salida tiene 20 cm de diámetro. Si la ten­
sión en la parte superior de la correa es esencialmen­
te de 50 N en el borde de cada polea, ¿cuáles son los
momentos de torsión de entrada y de salida?
(a)
Sección 5.4 Mom ento de torsión resultante
5 m
5.11. ¿Cuál es el momento de torsión resultante respecto
al punto A de la figura 5.13? No tome en cuenta el
2 m
peso de la barra. Resp. 90 N • m
Alai
Figura 5.11 (b) 15 N
5.2. Calcule el brazo de palanca sobre el eje B de la figu­ X A
ra 5.11a. I&= ____
4 m i 2 m i 3 m
5.3. Dibuje y marque el brazo de palanca si el eje de ro­ 1
i
tación está en el punto A de la figura 5.1 Ib. ¿Cuál es
30 N 20 N
la magnitud del brazo de palanca? Resp. 1.73 m
5.4. Halle el brazo de palanca en el eje B de la figura Figura 5.13
5.11b.
5.12. Calcule el momento de torsión resultante en el caso
Sección 5.3 Mom ento de torsión de la figura 5.13 si el eje se mueve hasta el extremo
5.5. Si la fuerza F de la figura 5.11a es igual a 80 Ib, izquierdo de la barra.
¿cuál es el momento de torsión resultante respecto 5.13. ¿Qué fuerza horizontal se debe aplicar en el punto
al eje A (considerando insignificante el peso de la A de la figura 5.11b para que el momento de torsión
varilla)? ¿Cuál es el momento de torsión resultante resultante respecto al punto B sea igual a cero cuan­
respecto al eje B1 Resp. —67.6 Ib • ft, 101 Ib • ft do la fuerza F = 80 N? Resp. 100 N
5.6. La fuerza F ilustrada en la figura 5.11b es de 400 5.14. Dos ruedas de 60 cm y 20 cm de diámetro están uni­
N y el peso del hierro del ángulo es insignificante, das y giran sobre el mismo eje como muestra la fi­
¿cuál es el momento de torsión resultante respecto gura 5.14. ¿Cuál es el momento de torsión resultante
al eje A y al eje B1 respecto a un eje central para los pesos indicados?
5.7. Una correa de cuero está enrollada en una polea de
20 cm de diámetro. Se aplica a la correa una fuerza
de 60 N. ¿Cuál es el momento de torsión en el cen­
tro del eje? Resp. 6 N • m
5.8. La varilla liviana de la figura 5.12 tiene 60 cm de
longitud y gira libremente alrededor del punto A.
Halle la magnitud y el signo del momento de torsión
provocado por la fuerza de 200 N, si el ángulo d es
de (a) 90°, (b) 60°, (c) 30° y (d) 0o.
F = 200 N

60 cm
4 0 1
Figura 5.12
Capítulo 5 Resumen y repaso 107