Page 262 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

11.59. Una fuerza constante de 200 N actúa sobre el borde rotación y la traslación. ¿Cuál será la rapidez cuan­
de una rueda de 36 cm de diámetro y la impulsa a 20 do llegue al punto más bajo del plano inclinado?
revoluciones en 5 s. ¿Qué potencia se desarrolla? 11.61. Suponga que un disco circular desciende rodando
Resp. 905 W por el mismo plano inclinado del problema 11.60.
*11.60. Un aro circular de 2 kg desciende rodando por un ¿Cuál será su rapidez cuando llegue al punto más
plano inclinado desde una altura inicial de 20 m. La bajo del plano inclinado? Resp. 16.2 m/s
energía cinética que desarrolla se comparte entre la

Preguntas para la reflexión crítica

11.62. Un aro circular con 2 kg de masa y 60 cm de radio *11.66. Considere la figura 11.17 en la cual m = 2 kg,
gira libremente sobre su centro, al cual está conecta­ M = 8 kg, R = 60 cm y h = 6 m. Escriba la segunda
do por medio de rayos centrales ligeros. Una fuerza ley de Newton para el caso del disco, en función de
de 50 N actúa tangencialmente sobre el borde de la tensión sobre la cuerda, el momento de inercia
la rueda durante un lapso de 0.02 s. (a) ¿Cuál es el del disco y la aceleración angular. A continuación,
impulso angular? (b) ¿Qué cambio se registra en la escriba la segunda ley de Newton para masas en caí­
cantidad de movimiento angular? (c) Si el aro esta­ da libre, en función de la tensión sobre la cuerda,
ba inicialmente en reposo, ¿cuál fue la rapidez an­ la masa y la aceleración lineal. Elimine T de estas
gular final? (d) Aplique el teorema del trabajo y la dos ecuaciones. Halle la aceleración tangencial de
energía para calcular el desplazamiento angular. la masa de 2 kg, para ello recuerde que v = a>R,
Resp. (a) 0.60 N • ms; (b) 0.60 kg • m2/s, a = aR y / = \mR2. Resp. 3.27 m/s2
(c) 0.833 rad/s, (d) 0.00693 rad
11.63 El ciclo de exprimido de una máquina lavadora dis­
minuye de 900 a 300 rev/min en 4 s. Calcule la ace­
leración angular. ¿Actúa una fuerza para extraer el
agua de la ropa o la ausencia de dicha fuerza produ­
ce este efecto? Cuando el ciclo opera a 900 rev/min,
la potencia resultante es de 4 kW. ¿Qué momento
de torsión se desarrolla? Si el radio de la tina es de
30 cm, ¿cuál es la rapidez lineal de la ropa que se
encuentra cerca del borde inferior?
11.64. Un bloque está unido a un cordón que pasa por la
ranura de una polea a través de un orificio en la cu­
bierta horizontal de una mesa como muestra la figura
11.16. Inicialmente, el bloque gira a 4 rad/s a una
distancia r del centro del orificio. Si se tira del cor­
dón desde abajo hasta que su radio es r/4, ¿cuál es
la nueva velocidad angular? Resp. 64 rad/s
11.67. Aplique la conservación de la energía para hallar
la velocidad de la masa de 2 kg en la figura 11.17
justo antes de que toque el suelo, que se encuentra
6 m más abajo. Use los datos correspondientes al
problema 11.66.
11.68. Un estudiante está de pie sobre una plataforma, con
los brazos extendidos, sosteniendo una pesa en cada
mano, de manera que su inercia rotacional es de 6.0
kg • m2. La plataforma inicia un movimiento cons­
tante de rotación a 90 rev/min sin fricción alguna.
Ahora el estudiante puede reducir la inercia rotacio­
nal a 2 kg • m2 si retrae las pesas acercándolas a su
11.65. Suponga que el bloque de la figura 11.16 tiene una cuerpo, (a) ¿Cuál será la nueva velocidad de rota­
masa de 2 kg y gira a 3 rad/s cuando r = 1 m. ¿A ción si no existe momento de torsión externo? (b)
qué distancia r la tensión del cordón será de 25 N? ¿Cuál es la razón entre la energía cinética final y la

Capítulo 11 Resumen y repaso 243