Universidad Interamericana de Puerto Rico CUARTO EXAMEN PARCIAL FISI 3001 INSTRUCCIONES

Universidad Interamericana de Puerto Rico
Recinto de Bayamón
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
CUARTO EXAMEN PARCIAL FISI 3001
(Fecha de entrega: Viernes, 18 de mayo de 2012)
INSTRUCCIONES: Cada pregunta tiene un valor de 5 puntos y cada ejercicio un
valor de 10 ptos. No es obligatorio entregarlo a computadora, sin embargo se
evaluará la calidad de la presentación.
Capítulo 8
1. Defina los siguientes conceptos: centro de masa y momento lineal.
2. Obtenga las coordenadas del centro de masa del sistema.
3. Exprese y explique la segunda Ley de Newton para un sistema de
partículas.
4. Un conejo de masa 1 kg se mueve con una aceleración de 2m/s 2 norte.
Otro conejo de masa 1.5 kg se mueve con una aceleración de 1m/s 2 este.
Obtenga la aceleración del centro de masa.
Capítulo 9
5. Escriba y defina las variables angulares necesarias para describir el
movimiento de un objeto que rota alrededor de un eje fijo.
6. Escriba las ecuaciones de cinemática rotacional y defina cada variable.
7. La velocidad del rotor de una centrífuga aumenta de 420 rad/s a 1420
rad/s en 5.0 segundos. Obtenga (a) el número de revoluciones que
completa en este tiempo y (b) la aceleración angular.
8. ¿Cómo se relacionan las variables angulares y las variables lineales para
un objeto que rota alrededor de un eje fijo?
9. Un carrusel completa 15 revoluciones cada 2 segundos. Los caballitos del
borde del carrusel se encuentran a 4 metros del centro, mientras que los
asientos se encuentran a 3 metros del centro. Obtenga (a) la velocidad
tangencial de los caballitos y de los asientos (b) la distancia que recorren
ambos al pasar 20 segundos.
10. Defina los siguientes conceptos: eje de rotación, pivote e inercia
rotacional.
11. Tres objetos idénticos, cada uno con masa de 1 kg, están unidas a una
barra de masa despreciable de largo 1m (ver figura). La inercia rotacional
de este arreglo es:
L
2
L
2
12. ¿Cuál es la diferencia entre rotar y rodar? Escriba y explique la expresión
para la energía cinética de cada movimiento.
13. Un auto de viaja a 40 m/s en línea recta. Si la masa de cada goma es de
30 kg obtenga la energía cinética de cada goma (Icm=½MR2)
Capítulo 10
14. Defina los siguientes términos: torque y palanca
15. Tres niños están empujando una plataforma giratoria de 100kg y radio de
3.65m en un patio (ver figura) ¿Cuánto es el torque neto de la plataforma?
16. Exprese y explique la Segunda Ley de Newton en forma angular.
17. Obtenga la aceleración angular de la plataforma del problema (15). La
inercia rotacional de la plataforma es I=½MR2.
18. Exprese y explique el teorema de ejes paralelos.
19. Defina y explique la diferencia entre el momentum angular de una
partícula y el momentum angular de un cuerpo rígido que rota alrededor
de un eje fijo.
20. Exprese y explique la Ley de Conservación de Momentum Angular.
21. Una vara de largo 1.5 m y masa de 0.7 kg rota alrededor de un eje fijo
que pasa por su centro de masa. La vara completa 15 revoluciones cada
3 segundos. En cada extremo de la vara se encuentra una cuenta de 0.5
kg. Si la vara perdiera sus cuentas, ¿cuánto sería su rapidez angular?
22. Exprese y explique la Segunda Ley de Newton en términos de momentum
angular para un sistema de partículas.
23. Describa las condiciones de equilibrio estático.
24. Un niño A de 40 kg y otro niño B de 50 kg se montan en un “sube y baja”
de 2m de largo. ¿Dónde se debe sentar el niño B para que el “sube y
baja” esté en equilibrio?