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Elegir la frase correcta:
Para un sólido rígido existen al menos tres ejes perpendiculares entre sí para los cuales el momento angular es paralelo a la velocidad angular.
Todas son ciertas.
La relación: L = Iω se cumple para los ejes principales del sólido rígido donde I es el momento de inercia y ω es la velocidad angular ambos para ese eje principal.
En un sólido rígido que rota en torno cualquier eje, la componente del momento angular Lz sobre ese eje cumple Lz = Iω donde I es el momento de inercia y ω es la velocidad angular ambos para ese eje.
Elegir la frase correcta:
Para un sólido rígido el momento de inercia con respecto a un eje puede variar en el tiempo.
Las fuerzas internas puede producir el torque necesario para que un sólido rígido empiece a rotar.
Para un sólido rígido en el que no existen torques externos con alguna componente a lo largo del eje de giro, entonces el sólido o no gira o mantiene su velocidad de giro constante.
Si la única fuerza externa es el peso del sólido, entonces se produce un par que puede hacer girar el sólido entorno a un eje que pase por el centro de masas.
Mediante sólo la acción de fuerzas internas, un sólido rígido aislado:
No puede cambiar la posición de su centro de masas pero sí cambiar su energía cinética.
Puede cambiar la posición de su centro de masas pero no cambiar su energía cinética.
Ni puede cambiar la posición de su centro de masas ni cambiar su energía cinética.
Puede cambiar la posición de su centro de masas pero no cambiar su energía cinética.
El momento de inercia de un objeto de masa m:
depende del tipo de material.
depende de la velocidad de giro.
depende del volumen del cuerpo.
depende de la elección del eje de rotación
Un disco puede girar libremente alrededor de un eje. Si una fuerza aplicada a una distancia d del eje le ocasiona una aceleración angular α, entonces la misma fuerza aplicada a una distancia 2d le ocasionará una aceleración angular:
α/4
α/2
2α
α
El momento de inercia de un objeto alrededor de un eje que no pasa por el centro de masas pero es paralelo a él es:
a veces igual que el que pasa por el centro de masas.
siempre menor que el que pasa por el centro de masas
siempre mayor que el que pasa por el centro de masas
algunas veces menor que el que pasa por el centro de masas.
Partiendo del reposo y al mismo tiempo, se sueltan una esfera y un cilindro desde la misma altura de un plano inclinado y comienzan a rodar:
el resultado depende de cual tenga más radio.
la esfera llegará antes a la base del plano.
el cilindro llegará antes a la base del plano.
el resultado depende de cual tenga más masa.
Si un aro de masa m y radio r rueda sin deslizamiento:
Su energía cinética de rotación es igual que la de traslación.
Su energía cinética de rotación es mayor que la de traslación.
Su energía cinética de rotación es menor que la de traslación
El resultado depende de su radio.
Supongamos una rueda de masa m que sube sin deslizar por un plano con velocidad inicial vo. Ahora, supongamos que un bloque con la misma masa sube deslizando sin fricción por el mismo plano y con la misma velocidad inicial. ¿Cuál llegará más arriba?
El bloque porque sube sin rozamiento
Igual ya que los dos tienen igual velocidad inicial
La rueda ya que tiene más energía inicial
Igual ya que los dos tienen igual masa
Si un cilindro indeformable y aislado rueda sin deslizar por una superficie horizontal:
Todas son ciertas.
la fuerza de rozamiento no ejerce trabajo ni disipa energía
no se necesita fuerza de rozamiento para mantener el giro.
el objeto no variará su velocidad angular ni su velocidad de traslación.
Supongamos una rueda de masa m que sube sin deslizar por un plano con velocidad inicial vo. Ahora, supongamos que la misma rueda sube por el mismo plano con la misma velocidad inicial, también rodando, pero sin fricción.¿En que caso llegará más arriba?:
Las dos llegarán igual porque tienen la misma energía inicial.
En el caso en que sube con fricción porque el rozamiento la ayuda a subir y a convertir su energía de rotación en potencial.
En el caso en que sube sin fricción ya que no disipará energía.
Faltan datos para responder a la pregunta.
Supongamos una rueda de masa m que rueda sin deslizar descendiendo por un plano inclinado de ángulo α con la horizontal y con rozamiento estático μe
La fuerza de rozamiento siempre será mayor o igual que mg μe cosα
La fuerza de rozamiento siempre será menor o igual que mg μe cosα
Faltan datos para responder la cuestión..
La fuerza de rozamiento siempre será igual a mg μe cosα
Si golpeamos una bola de billar percutiendo con el taco en la parte superior de la bola, ésta empezará a girar más rápido de lo que se traslada hasta que esté en condición de rodadura. Durante ese tiempo la bola ha recorrido un trayecto en que la fuerza de rozamiento:
siempre apuntará hacia atrás y la bola perderá algo de velocidad de traslación.
proporcionará un par que aumentará la velocidad angular de la bola.
apunta hacia delante haciendo que la bola gane velocidad de traslación.
no actúa en este trayecto.
En el cilindro indeformable de la figura que es estirado por una cuerda con tensión T, la fuerza de rozamiento puede cambiar su dirección:
Todas son ciertas.
estando dirigida hacia la izquierda cuando r < R/2
siendo nula cuando r = R/2
estando dirigida hacia la derecha cuando r > R/2
En el sistema de la figura A las dos masas M iguales están separadas una distancia r del centro de la barra cuya masa es despreciable. La barra y las masas giran con velocidad angular ω entorno a un eje perpendicular a la barra y que pasa por su centro. Súbitamente, las masas se separan a una distancia 2r del centro (figura B). ¿Cuál es la relación entre la nueva velocidad angular ω’ de giro y la anterior ω?
ω = 4ω'
ω = ω'
ω = 8ω'
ω = 2ω'
El momento de inercia de un cuerpo será mínimo:
para algún eje que pase por el centro de masas.
dependiendo del sistema de referencia.
sino es un eje principal.
para un eje indeterminado.
Si el momento de inercia de un cilindro macizo, de masa m, radio r y altura h, respecto de su eje vale mr2/2, su radio de giro valdrá:
r/21/2
h/2
r1/2/3
21/2r
Si una estrella giratoria empieza a colapsar por su fuerza gravitacional:
su momento angular y su velocidad angular permanecen constantes pero su momento de inercia disminuye
su energía cinética de rotación aumenta
su energía cinética de rotación disminuye
su momento angular permanece constante, su velocidad angular aumenta y su momento de inercia disminuye
Dos discos de masa idéntica pero radios diferentes (r y 2r) giran sobre cojinetes sin rozamiento a la misma velocidad angular ω0 pero en sentidos contrarios. Lentamente los dos discos son impulsados el uno hacia el otro hasta que sus superficies entran en contacto. La fuerza de rozamiento hace que ambos discos tengan la misma velocidad angular ¿Cuál es la magnitud de esa velocidad angular en función de ω0?
ωf = ω0
ωf = 0.6 ω0
ωf = 2 ω0
ωf = 4 ω0
En una colisión totalmente inelástica en la que pueda haber rotaciones:
sólo se conserva el momento angular.
sólo se conserva el momento lineal.
se conserva el momento lineal, el momento angular y pero no la energía cinética.
se conserva el momento lineal, el momento angular y la energía cinética.
Cuatro esferitas de masas m1 = 1 g, m2 = 2 g, m3 = 3 g y m4 = 4 g están engarzadas mediante un alambre de masa despreciable y longitud L = 0.9 m. Las masas m1 y m4 ocupan los extremos del alambre y m2 está a una distancia L/4 de m1, mientras que m3 está a la misma distancia de m4. Si al sistema se le dota de un eje que pase por el centro de masas y sea perpendicular al alambre resulta que el momento de inercia, expresado en kgm², es:
10−2
10−3
10−4
10−5
Cuatro partículas idénticas puntuales, cada una con masa m, están situadas sobre el plano XY. Están unidas por varillas finas formando un cuerpo rígido. Si m = 2.0 kg y a = 1.0 m, el momento de inercia I del conjunto respecto del eje Y es:
4 kg m²
9.6 kg m²
12 kg m²
Faltan datos para calcularlo
En una bolera se lanza una bola de masa M y radio R de modo que justo cuando toca al suelo se está trasladando sin girar. Si el coeficiente de rozamiento cinético con el suelo es μ, la expresión para la aceleración angular de la bola será:
5μg / 2R
5μg / 2M
2μg / 5R
2μg / R
Un cilindro de 0.1 m de radio y 0.2 m de longitud, tiene un momento de inercia de 0.02 kg m². Se enrolla una cuerda alrededor del cilindro y se tira de ella con una fuerza de 1 N sobre una superficie horizontal que tiene suficiente rozamiento para que el cilindro no deslice. La aceleración angular del cilindro es:
El cilindro siempre va a deslizar en cualquier superficie
2.25 rad/s²
3.33 rad/s²
Se necesita saber la masa del cilindro
Una esfera sólida y uniforme de masa M y radio R tiene una momento de inercia (2mR²/5) respecto de un diámetro. Si se fija una fina cuerda de longitud 3R a la superficie y se suspende la esfera del techo, entonces su momento de inercia respecto del punto de unión al techo es:
(2mR²/5)
16mR²
(47mR²/5)
(82mR²/5)
Un objeto cilíndrico rueda a velocidad constante sin deslizar por una superficie horizontal. De repente, el objeto entra en una zona de hielo (sin rozamiento). ¿Qué le ocurre al cilindro?
Deja de rodar trasladándose a la misma velocidad.
Se trasladará más rápido pero sin rodar
No le ocurre nada respecto a la situación anterior
Se trasladará más rápido rodando a la misma velocidad angular
Sobre una superficie horizontal, un cilindro de masa m rueda en condición de rodadura y llega con velocidad v a la base de un plano inclinado de ángulo θ. El coeficiente de rozamiento estático entre el cilindro y el plano es µ1. Posteriormente se repite la misma experiencia con otro cilindro con la misma masa y misma velocidad pero cuyo coeficiente de rozamiento estático con el plano es µ2 siendo µ2 > µ1. La altura que se alcanza sobre el plano en cada caso, si se sube sin deslizamiento y las superficies se suponen indeformables:
es mayor en el caso de µ1
es mayor en el caso de µ2
es la misma
Se necesitaría conocer el radio del cilindro
Un tiovivo que está en reposo tiene radio R y momento de inercia I. Un chico de masa m que corre con velocidad v en una línea tangente al borde, salta encima del tiovivo. La velocidad angular del tiovivo será:
mv / I
2mRv / I
mRv / I
mRv / (mR²+I)
Un disco tiene momento de inercia de 6 kg·m² y se le aplica una fuerza en el borde que le proporciona una aceleración angular de 2 rad⁄s² . Si empieza a girar desde el reposo, el trabajo realizado por la fuerza en los primeros 5 s del movimiento es:
300 J
30 J
60 J
600 J
Una rueda está rotando inicialmente a 20 r.p.m. Repentinamente, se aplica a la rueda un par de 20 Nm durante 2 segundos. Entonces cuál será la velocidad angular de la rueda si su momento de inercia es 4 kgm²