f_t_septima_edicion

se acopla a un disco B de 3 kg que inicialmente estaba
en reposo. El radio del disco A es de 0.4 m, y
el radio del disco B es de 0.2 m. ¿Cuál es la rapidez
angular combinada después de que los dos discos se
acoplan?
11.47. Suponga que el disco B del problema 11.46 gira inicialmente
en el sentido de las manecillas del reloj
a 200 rev/min, en la misma dirección que el disco
A. ¿Cuál sería entonces la rapidez angular común
después de su acoplamiento? Resp. 378 rev/min
11.48. Suponga que existen las mismas condiciones descritas
en el problema 11.46, con excepción de que el
disco B gira en contrasentido al avance de las manecillas
del reloj y A gira en el sentido de las manecillas
del reloj. ¿Cuál es la velocidad angular combinada
después del acoplamiento de los discos?
11.49. La varilla que conecta los dos pesos de la figura
11.15 tiene un peso insignificante, pero está configurada
para permitir que los pesos resbalen hacia
afuera. En el instante en que la rapidez angular llega
a 600 rev/min. las masas de 2 kg están separadas
10 cm. ¿Cuál será la rapidez rotacional cuando las
masas estén a 34 cm de distancia una de otra?
Resp. 51.9 rpm
cot = 600 rpm
- 34 cm -
2 ks
Figura 11.15
ex
2 kg
Problemas adicionales
11.50. Un disco rectificador circular de 6 kg gira inicialmente
a 500 rev/min. El radio del disco es de 40
cm. ¿Cuál es la aceleración angular del disco si el
eje ejerce una fuerza tangencial de 120 N en el borde?
¿Cuántas revoluciones describirá el disco antes
de detenerse? ¿Qué trabajo se realiza y cuánta potencia
se pierde en el proceso?
11.51. Una rueda de 3 kg, con rayos de masa insignificante,
gira libremente sobre su centro sin fricción alguna.
El borde de la rueda, de 40 cm de radio, es golpeado
repentinamente con una fuerza tangencial media de
600 N durante 0.002 s. (a) ¿Qué impulso angular
se le imparte a la rueda? (b) Si la rueda estaba inicialmente
en reposo, ¿cuál era su rapidez angular al
final del intervalo de 0.002 s?
Resp. (a) 0.48 N • m • s; (b) 1 rad/s
11.52. El disco A tiene el triple de la inercia rotacional del
disco B. El disco A gira inicialmente en el sentido
de las manecillas del reloj a 200 rev/min y el disco
B gira en la dirección opuesta a 800 rev/min. Si los
dos discos se acoplan, ¿cuál será la velocidad común
de rotación de los discos combinados?
11.53. Si los discos del problema 11.52 giran inicialmente
en la misma dirección, ¿cuál será su rapidez angular
común después del acoplamiento?
Resp. 350 rev/min en el sentido
de las manecillas del reloj
11.54. El radio de giro de una rueda de 8 kg es de 50 cm.
Halle su momento de inercia y su energía cinética
cuando está girando a 400 rev/min.
11.55. ¿Cuánto trabajo se requiere para reducir la rotación
de la rueda del problema 11.50 a 100 rev/min?
Resp. -1645.9 J
11.56. Una rueda de 2 ft de radio tiene un momento de inercia
de 8.2 slug ft2. Una fuerza constante de 12 Ib actúa
tangencialmente en el borde de la rueda, la cual
está inicialmente en reposo. ¿Cuál es la aceleración
angular?
11.57. En el problema 11.56 la rueda se detuvo por completo
en 5 s. ¿Cuánto trabajo se realizó? ¿Qué potencia
se desarrolló en caballos de fuerza?
Resp. 879 ft • Ib, 0.319 hp
11.58. Una máquina funciona a 1800 rev/min y desarrolla
200 hp. ¿Qué momento de torsión desarrolla?
242 Capítulo 11 Resumen y repaso