Serway-septima-edicion-castellano

Problemas 299
21. O Un balón de basquetbol rueda sobre un suelo sin deslizarse,
y su centro de masa móvil a cierta velocidad. Un bloque de
hielo de la misma masa se pone a deslizarse a través del suelo
con la misma rapidez a lo largo de una línea paralela. i) ¿Cómo
se comparan sus energías? a) El balón tiene más energía cinética.
b) El hielo tiene más energía cinética. c) Tienen energías
cinéticas iguales. ii) ¿Cómo se comparan sus cantidades de movimiento?
a) El balón tiene más cantidad de movimiento. b)
El hielo tiene más cantidad de movimiento. c) Tienen iguales
cantidades de movimiento. d) Sus cantidades de movimiento
tienen iguales magnitudes pero son vectores diferentes. iii) Los
dos objetos encuentran una rampa que se eleva hacia arriba. a)
El balón viajará a mayor distancia sobre la rampa. b) El hielo
viajará a mayor distancia sobre la rampa. c) Ambos viajarán
igualmente muy arriba sobre la rampa.
22. Suponga que pone su libro de texto a deslizar sobre el suelo
de un gimnasio con cierta rapidez inicial. Rápidamente
deja de moverse debido a una fuerza de fricción que el suelo
ejerce sobre él. A continuación, pone a rodar un balón de
basquetbol con la misma rapidez inicial. Sigue rodando de un
extremo del gimnasio al otro. ¿Por qué el balón rueda tanto?
¿La fricción afecta significativamente su movimiento?
el reposo en la misma elevación y ruedan sin deslizarse. ¿Cuál
objeto llega primero a la parte baja? ¿Cuál llega al último?
Intente este experimento en casa y observe que el resultado
es independiente de las masas y los radios de los objetos.
24. La figura P10.24 muestra una vista lateral de un triciclo infantil
con llantas de caucho sobre una acera horizontal de concreto.
Si una cuerda se une al pedal superior del extremo lejano y
se jala hacia adelante horizontalmente, el triciclo rueda hacia
adelante. En vez de ello, suponga que una cuerda se une al
pedal inferior en el lado cercano y se jala hacia adelante horizontalmente,
como se muestra en A. ¿El triciclo comienza
a rodar? Si es así, ¿en qué dirección? Responda las mismas
preguntas si a) la cuerda se jala hacia adelante y arriba como
se muestra en B, b) la cuerda se jala recto hacia abajo como
se muestra en C, y c) la cuerda se jala hacia adelante y abajo
como se muestra en D. d) ¿Qué pasaría si? La cuerda se amarra
al borde de la rueda frontal y se jala arriba y atrás, como se
muestra en E? e) Explique un patrón de razonamiento, con
base en el diagrama, que facilite el responder estas preguntas.
¿Qué cantidad física debe evaluar?
23. Tres objetos de densidad uniforme (una esfera sólida, un cilindro
sólido y un cilindro hueco) se colocan en lo alto de
un plano inclinado (figura P10.23). Todos se liberan desde
E
B
A
C
D
Figura P10.24
Figura P10.23
Problemas
1. Durante cierto periodo, la posición angular de una puerta que
se balancea se describe mediante 5.00 10.0t 2.00t 2 ,
donde está en radianes y t en segundos. Determine la posición,
rapidez y aceleración angulares de la puerta en a) a t
0 y b) a t 3.00 s.
2. Una barra en una bisagra parte del reposo y da vueltas con
una aceleración angular (10 6t) rad/s 2 , donde t está
en segundos. Determine el ángulo en radianes que recorre la
barra en los primeros 4.00 s.
3. Una rueda parte del reposo y da vueltas con aceleración angular
constante para alcanzar una rapidez angular de 12.0 rad/s
en 3.00 s. Encuentre a) la magnitud de la aceleración angular
de la rueda y b) el ángulo en radianes que da vueltas en este
intervalo de tiempo.
4. Una centrífuga en un laboratorio médico da vueltas a una rapidez
angular de 3 600 rev/min. Cuando se apaga da vueltas
a 50.0 revoluciones antes de llegar al reposo. Encuentre la
aceleración angular constante de la centrífuga.
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo