PRÁCTICO Nº 7 -

Física I para Tecnólogo en telecomunicaciones
Centro Universitario Regional Este – Sede Rocha
FÍSICA I - Tecnólogo en telecomunicaciones1
PRÁCTICO Nº 7 - Cinemática rotacional, torque e introducción a la dinámica de rotación
Ejercicio 1.- (R.H.K. 11.8) – La posición angular de un punto situado en la periferia de una rueda en rotación
está descrita por  = 4,0 t – 3,0 t2 + t3, donde  está en radianes si t está en segundos.
a) ¿Cuál es la velocidad angular en t = 2,0 s y, en t = 4,0 s?
b) ¿Cuál es la aceleración angular media en el intervalo de tiempo que comienza en t = 2,0 s y termina en t = 4,0
s?
c) ¿Cuál es la aceleración angular instantánea al principio y al final de este intervalo de tiempo?
Ejercicio 2.- (R.H.K. 11.9) - Una rueda tiene 8 rayos y un radio de
30 centímetros. Está montada sobre un eje fijo y gira a razón de 2,5
rev/s. Usted quiere disparar una flecha de 24 cm de largo, paralela a
este eje y a través de la rueda sin tocar ninguno de los rayos. Suponga
que la flecha y los rayos son muy delgados (ver figura).
a) ¿Qué velocidad mínima deberá tener la flecha?
b) ¿Importa a dónde apunta usted entre el eje y la llanta? De ser así,
¿cuál es la mejor ubicación?
*Ejercicio 3.- (R.H.K. 11.15) – El volante de una máquina gira a
25,2 rad/s. Cuando la máquina es apagada, el volante desacelera con
una aceleración constante y llega al reposo después de 19,7 s. Calcule:
a) la aceleración angular (en rad/s2)
b) el ángulo (en rad) a través del cual gira el volante al llegar al reposo, y
c) el número de revoluciones llevadas a cabo por el volante para llegar al reposo.
*Ejercicio 4.- (R.H.K. 12.4) – Un satélite de comunicaciones es un cilindro uniforme con 1220 kg de masa,
1,18 m de diámetro y 1,72 m de longitud. Antes de lanzarlo desde la plataforma de un trasbordador espacial, se
le hace girar a razón de 1,46 rev./s en torno al eje del cilindro. Calcule la energía cinética de rotación del
satélite.
*Ejercicio 5.- (R.H.K. 12.7) – Calcule el momento de inercia (inercia de rotación) de una regla de un metro
cuya masa es de 0,56 kg, en torno a un eje perpendicular a la regla y que está situado en la marca de 20 cm.
Ejercicio 6.- (R.H.K. 12.10) – En Europa se utilizan en algunos casos camiones de entrega que operan haciendo
uso de la energía almacenada en un volante giratorio. Los camiones son cargados haciendo uso de un motor
eléctrico para llevar el volante a su velocidad máxima de 624 rad/s. Este volante es un cilindro sólido, con una
masa de 512 kg y un radio de 97,6 cm.
a) ¿Cuál es la energía cinética después de la carga?
b) Si el camión opera con un requerimiento de potencia de 8,13 KW en promedio, ¿durante cuántos minutos
puede operar entre cargas?
*Ejercicio 7.- Una barra rígida de masa despreciable puede girar entorno a un extremo situado en el origen de
coordenadas, en el plano xy. El otro extremo contiene una
masa puntual m = 2,00 kg. Una fuerza





F  2,0iˆ  3,0 ˆj N se aplica sobre la masa cuando ésta se encuentra en reposo en la posición

r  4,0iˆ  5,0 ˆj m .


a) Determinar la magnitud y dirección del momento de torsión  de la fuerza F respecto al origen.
b) Determinar la aceleración angular de la masa alrededor del eje de rotación.
1
Repartido de Práctico originalmente utilizado en el curso de Física 1 para Licenciaturas de Física y Matemáticas de la Facultad de Ciencias
Repartido de ejercicios Nº 7-2009
1
Física I para Tecnólogo en telecomunicaciones
Centro Universitario Regional Este – Sede Rocha
Ejercicio 8.- (R.H.K. 12.17) El objeto que se muestra en la
figura, puede girar alrededor de O, siendo O fijo. Sobre él
actúan 3 fuerzas en las direcciones que se muestran en la
figura: FA=10 N en el punto A, a 8,00 m de O; FB=16 N en el
punto B, a 4,00 m de O; y FC =19 N en el punto C a 3,00 m de
O. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección del torque resultante
con respecto a O?
* Ejercicio 9.- (S.4a. 10.32)- Una masa m1 de 15,0 kg y una m2 de 10,0 kg
están suspendidas por una polea con forma de disco uniforme de radio R = 10,0
cm y masa M = 3,00 kg. El eje de la polea es horizontal y que gira sin
rozamiento. El hilo no desliza en la polea. Inicialmente el sistema está en reposo y
la masa m1 está a 3,00 m por encima de la masa, como se muestra en la figura.
a) Determinar la aceleración lineal de las masas y las tensiones T1 y T2 que
actúan sobre las masas.
b) Determinar la velocidad de las masas cuando se encuentran a la misma altura,
y las energías cinéticas de cada uno de los cuerpos.
Ejercicio 10.- (S.4a. 10.29)Un bloque de masa m1 y otro
de masa m2 se conectan por medio de una cuerda sin masa
sobre una polea en forma de disco de masa M y radio R y se
encuentran apoyados sobre un bloque fijo en forma de cuña
con ángulo , como muestra la figura. El coeficiente de
fricción cinético para ambos bloques es . La cuerda no
desliza sobre la polea. ¿Cuánto vale la aceleración de los
bloques?
R
Ejercicio 11.- (L.B. 12.35)- Un cilindro de masa M y radio R se encuentra sujeto
con los dos cordones ideales. Cada cordón tiene longitud L, y está arrollado en el
cilindro. Si éste se suelta,
a) ¿cuánto tiempo tarda en llegar al extremo de las cuerdas?
b) ¿Cuáles son su velocidad del centro de masa y su velocidad angular en ese
momento?
c) ¿Cuáles son sus energías cinéticas de traslación, de rotación y total?
Ejercicio 12.- (Examen Febrero 2007) - Una varilla de longitud L y masa M se sostiene
verticalmente articulada por su extremo inferior como se muestra en la figura. Si se deja caer con un
impulso inicial despreciable, determinar la velocidad angular de la barra en función del ángulo  que
forma la varilla con la horizontal.
Repartido de ejercicios Nº 7-2009
2
Física I para Tecnólogo en telecomunicaciones
Centro Universitario Regional Este – Sede Rocha
Ejercicios Opcionales
O.1.- (R.H.K. 11.7) Una rueda gira con una aceleración angular α dada por: α = 4at3 – 3bt2, donde t es el
tiempo y a y b son constantes. Si la rueda tiene una velocidad angular inicial ω0 escriba las ecuaciones para:
a) la velocidad angular y,
b) el ángulo barrido, en función del tiempo.
O.2.- (R.H.K. 11.35) - Una rueda A de radio rA =10,0 cm está acoplada
por medio de una banda a otra rueda B de radio rB =25,0 cm, como se
muestra en la figura. La rueda A aumenta su velocidad angular desde el
reposo con una aceleración angular uniforme de 1,60 rad/s2. Determine
en cuánto tiempo llegará la rueda B a una velocidad de rotación de 100
rev/min suponiendo que la banda no desliza.
(Sugerencia: Analice qué relación existe entre las velocidades
tangenciales en los bordes de ambas ruedas).
O.3.- (R.H.K. 12.23)- Una rueda de 31,4 kg y un radio de 1,21 m está girando a razón de 283 rev/min. Debe ser
detenida en 14,8 s. Halle la potencia promedio requerida. Suponga que la rueda es un aro delgado.
O.4.- (R.H.K. 12.27) Sobre una polea uniforme que tiene una inercia de rotación I = 1,14×10-3 kg.m2 y un radio
R = 9,88 cm actúa una fuerza, aplicada tangencialmente a su borde, que varía en el tiempo según la relación
F = 0,496 t + 0,305 t2, donde F está en Newtons y t en segundos. Si la polea estaba inicialmente en reposo, halle
su velocidad angular 3,60 segundos después.
O.5.- (R.H.K. 12.28) - La figura muestra dos bloques, cada
uno de masa m, suspendidos de los extremos de una barra
rígida carente de peso de longitud L = L1+L2, siendo L1 = 20
cm y L2 = 80 cm .
La barra es sostenida en posición horizontal (ver figura) y
luego se suelta.
Calcule las aceleraciones lineales de los bloques en el
instante en que comienzan a moverse.
O.6.- (Examen Marzo 2008) - Una varilla delgada de longitud L y masa M
se mantiene horizontal mediante dos alambres que la sujetan de cada uno de
sus extremos, como se muestra en la figura. Si se corta uno de los alambres,
la varilla comienza a girar alrededor del otro extremo conectado (punto A de
la figura). ¿A qué distancia del punto A, la aceleración lineal inicial es igual
a g?
Repartido de ejercicios Nº 7-2009
3