Depto.Física
Prof:Marta Montero G
GUIA DE CINEMATICA DE ROTACION
1. Un clavadista da 2.5 vueltas completas en su trayecto de la plataforma de 10.0 m hasta el agua. Suponiendo una velocidad inicial nula, calcula la rapidez angular promedio del clavadista.
Resp. 11.0 rad/s.
2. Una rueda de la fortuna de 12.0 m de radio da una vuelta cada 20.0 s.
a) ¿Cuál es su rapidez angular?
b) ¿Cuál es la rapidez de una pasajera?
c) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración de la pasajera?
Resp. (a) 0.314 rad/s; (b) 3.77 m/s; (c) 1.18 m/s2.
3. Una llanta parte del reposo y tiene una aceleración angular de 2.4 rad/s2.
a) ¿Cuál es su rapidez angular después de 5s?
b) ¿Cuál es el ángulo girado por la llanta después de 5.0 s?
c) ¿Cuántas vueltas ha realizado en esos 5.0 s?
d) En el tiempo de 5.0 s, ¿cuál es la rapidez y la aceleración de un punto situado a 0.25 m del eje de giro?
Resp. (a) 12 rad/s; (b) 30 rad; (c) 4.77 vueltas; (d) v = 3 m/s, a = 36 m/s2.
4. El volante de una máquina gira a 30.0 rev/s. Cuando la máquina es apagada, el volante llega al reposo después de 20.0 s. Calcula (a) la aceleración angular (suponiendo que es constante), (b) el ángulo girado en este tiempo, (c) el número de vueltas giradas en el tiempo de 20.0 s.
Resp. (a) -9.4 rad/s2; (b) 1885 rad; (c) 300 vueltas.
5. Una rueda gira 80 vueltas en un tiempo de 12 s, siendo su rapidez angular final de 7.5 rev/s.
a) Suponiendo una aceleración angular constante, ¿cuál era su rapidez angular inicial?
b) ¿Cuánto tiempo transcurrió desde que la rueda estaba en reposo hasta que inició el intervalo de tiempo de los 12.0 s?
Resp. (a) 36.7 rad/s; (b) 42.s.
6. Un púlsar es una estrella de neutrones que gira con gran rapidez angular y desde la cual recibimos pulsaciones de radio con una sincronización a cada rotación de la estrella. El periodo T de la rotación se halla midiendo el tiempo entre pulsaciones. Actualmente, el púlsar situado en la región central de la nebulosa del Cangrejo tiene un periodo de 0.033 s, y se observa que la rotación crece a razón de 1.26 · 10-5 s por año.
a) ¿Cuál es valor de la aceleración angular de la estrella?
b) Si la aceleración angular es constante, ¿cuándo dejará de girar la estrella?
c) el púlsar se originó por la explosión de una supernova en el año 1054 DC. ¿Cuál era el periodo de rotación del púlsar al nacer?
Resp. (a) –2.3 nrad/s2; (b) dentro de 2.62 ´ 103 años; (c) 21.0 ms.
7. Un ciclista parte del reposo y pedalea de manera que las ruedas de su bicicleta poseen una aceleración angular constante. Después de 10.0 s las ruedas han girado 8.0 vueltas. (a) ¿Cuál es la aceleración angular de las ruedas? (b) ¿Cuál es su rapidez angular después de los 10.0 s? (c) Si el radio de las ruedas es de 29.0 cm, ¿qué distancia habrá recorrido el ciclista en 10.0 s?
Resp. (a) 1.00 rad/s2; (b) 10.1 rad/s; (c) 14.6 m.
8. Un carro que viaja a 100.0 km/h tiene ruedas de 66.0 cm de diámetro.
a) Halla la rapidez angular de las ruedas respecto al eje.
b) Después de girar las llantas 30.0 vueltas, el carro se detiene. Calcula la aceleración angular.
c) ¿Qué distancia recorrió el carro en el tiempo de frenado?
Resp. (a) 84.2 rad/s; (b) -18.8 rad/s2; (c) 62.2 m.
9. El volante de una máquina de vapor gira a 156.0 rev/min. Cuando se corta el vapor, la fricción de los soportes y del aire llevan al volante al reposo en 2.2 h.
a) ¿Cuál es la aceleración angular en rev/min2?
b) ¿Cuántas vueltas dará el volante antes de llegar al reposo?
c) ¿Cuál es la aceleración tangencial de una partícula a 52.4 cm del eje de rotación cuando el volante está girando a 72.5 rev/min? (d) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración total de la partícula en la parte c?
Resp. (a) –1.18 rev/min2; (b) 10.3 ´ 103 vueltas; (c) 1.08 mm/s2; (d) 30.2 m/s2.
