UNIVERSIDAD UNIVERSI DAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD FACULTAD DE ESTUDIO ESTU DIOS S A DISTANCIA DIS TANCIA
PROGRAMA DE : INGENIERÍA CIVIL Asignatura: FÍSICA CALOR Y ONDAS
Semestre : Tercero
Taller : Movimiento del Cuerpo Rígido
Tiempo: !or"#
Tutor : : Fr"nci Fr"nci" " Leonor" Leonor" S"l"$"r S"l"$"r Su%re$ Su%re$
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&' (n "#tr "#tron on"u "ut" t" e#t% e#t% p"#"n "#"ndo do un" un" pru prue)" e)" en un" un" cent centrí rí*u *ug" g"'' L" centrí*ug" tiene un r"dio de &&m +, "l comen$"r, gir" de "cuerdo " -./,012t , donde t e#t% e#t% en #egundo# + θ en en r"di"ne#' Cu"ndo t.0,2#, 3cu% 3cu%le le## #on #on #u po#i po#ici ci4n 4n "ngu "ngul" l"r, r, velo veloci cid" d"d d "ngu "ngul" l"r, r, velo veloci cid" d"d d t"ngenci"l, "celer"ci4n t"ngenci"l + "celer"ci4n r"di"l5 2
1' (n" puli pulidor dor" " p"rte p"rte del repo#o repo#o + "l c")o c")o de # gir" gir" " r"$4n r"$4n de 6/ 6/ rev7# rev7# en e#te momento #e "p"g" + v" deteni8ndo#e !"#t" lleg"r "l repo#o en &1#' &1#' 3Cu% 3Cu%nt nt"# "# revo revolu luci cion one# e# e*ec e*ect9 t9" " l" puli pulido dor" r" mien mientr tr"# "# e#t% e#t% en movimiento5 6' l vol"nt vol"nte e de un" m%;uin" m%;uin" de v"por v"por gir" gir" " r"$4n r"$4n de &21,2rpm5 0' Mien Mientr tr"# "# e#per" e#per" p"r" p"r" ")or ")ord" d"rr un !elic !elic4p 4pte tero ro,, u#te u#ted d o)#e o)#erv rv" " ;ue ;ue el movimiento del rotor c"m)i4 de 6&2rev7min " 112rev7min en &min, 3;u8 tiempo t"rd" el rotor en detener#e5 3cu%nt"# revolucione# revolucione# d"r% el motor de#pu8# de l" #egund" o)#erv"ci4n ;ue u#ted re"lice !"#t" detener#e5 2' l vol" vol"nte nte de de un moto motorr puede puede con#i con#ider der"r# "r#e e como como un cilind cilindro ro !ueco !ueco de de p"red delg"d" de // rpm en # "lrededor de #u e=e de rot"ci4n, p"rtiendo del repo#o5 )? 3@u8 energí" cin8tic" *in"l tiene5 I . MR 1 <' C"d" C"d" un" de l"# l"# tre# p"l" p"l"## del rotor rotor del del !elic4 !elic4pte ptero ro ;ue #e #e mue#tr mue#tr" " en l" *igur" tiene 2,1m de longitud + un" m"#" de 10/g, l rotor gir" " 62/rpm, 3cu%l e# l" inerci" de rot"ci4n del con=unto en torno "l e=e de rot"ci4n5 Btome c"d" p"l" como un" v"rill"? 3cu%l e# l" energí" cin8tic" de rot"ci4n5
>' l o)=eto ;ue #e mue#tr" en l" *igur" e#t% pivote"do en O' So)re el "ct9"n tre# *uer$"# en l"# direccione# mo#tr"d"# en l" *igur": F A. &/N en el punto A, " m de O F .&
' Tre# pe;ue"# p"rtícul"# e#t%n conect"d"# por medio de v"rill"# rígid"# de m"#" de#preci")le #itu"d"# " lo l"rgo del e=e Y como mue#tr" l" *igur"' Si el #i#tem" gir" "lrededor de l" rect" Y .G1m con un" r"pide$ "ngul"r de 6,2r"d7#, c"lcul"r B"? el momento de inerci" + l" energí" cin8tic" de rot"ci4n tot"l, ev"lu"d" " p"rtir de HI 1 + B)? l" r"pide$ t"ngenci"l de c"d" p"rtícul" + l" energí" cin8tic" tot"l ev"lu"d" " p"rtir de J H m v i
2 i.
Y
Y . 2m
0Kg
Y . G1m
2Kg
+ . G>m
E' (n c"#c"r4n e#*8rico tiene un r"dio de &,m + #e encuentr" inici"lmente en repo#o' L" "plic"ci4n de un tor;ue de E
un" "celer"ci4n de <,16r"d7# 1 en torno "l e=e ;ue p"#" por el centro del c"#c"r4n' 3Cu%l e# l" m"#" del c"#c"r4n5 3Cu%nt"# revolucione# re"li$" de#pu8# de &2#5 3@u8 potenci" de#"rroll" en e#te interv"lo de tiempo5 &/' (n" )"rr" uni*orme de "cero de &,1m de longitud + <,0g de m"#" tiene unid" en c"d" etremo un" pe;ue" )ol" de &,/<g de m"#"' L" )"rr" e#t% o)lig"d" " gir"r en un pl"no !ori$ont"l con re#pecto " un e=e vertic"l ;ue p"#" por #u punto medio' n cierto momento #e o)#erv" ;ue e#t% gir"ndo " r"$4n de 6Erev7#' De)ido " l" *ricci4n con el e=e, lleg" "l repo#o 61# m%# t"rde' Suponiendo un momento de tor#i4n con#t"nte, 3cu%l e# el v"lor de: el momento de tor#i4n e=ercido por l" *ricci4n del e=e, l" energí" di#ip"d" por l" *ricci4n del e=e, el n9mero de revolucione# re"li$"d"# en lo# 61#, + l" potenci" de#"rroll"d" en e#e tiempo5 &&' (n" piedr" de "mol"r de 6/ g con *orm" cilindro #4lido de /'2 m de r"dio, gir" "lrededor de #u e=e por "cci4n de un motor el8ctrico ;ue e=erce un momento de tor#i4n con#t"nte de &2Nm' Si el #i#tem" p"rte del repo#o, "? 3Cu%l e# el tr")"=o e*ectu"do por el motor en #5 )? 3Cu%l e# l" energí" cin8tic" *in"l de e#te interv"lo de tiempo5 c? 3@u8 potenci" medi" #umini#tro el motor5 &1' Se "plic" un" *uer$" "#$G0i % < & % 6'(N " un o)=eto ;ue gir" "lrededor de un e=e *i=o "line"do con el e=e de coorden"d"# z con un" *recuenci" de 62/rev7min, en el punto r .BG1i 6 & 0'?m, c"lcul"r B"? l" m"gnitud del momento de tor#i4n neto con re#pecto "l e=e z + B)? l" potenci" di#ip"d" + el tr")"=o re"li$"do "l c")o de 2#' &6' (n tiovivo de 0m de r"dio tiene un momento de inerci" de 6///gm 1 "lrededor de un e=e vertic"l ;ue p"#" por #u centro, + gir" #in *ricci4n' "? (n nio "plic" 6/N t"ngenci"lmente "l )orde dur"nte 12#' Si el tiovivo e#t")" inici"lmente en repo#o, 3@u8 velocid"d "ngul"r tiene "l *in"l5 )? 3Cu%nto tr")"=o e*ectu4 el nio #o)re el tiovivo5 3@u8 potenci" medi" #umini#tr4 el nio5 &0' 3Cu%l e# el momento de tor#i4n producido por un motor de "uto cu+" potenci" e# de &/ " un" velocid"d "ngul"r de 0//rpm5 3(n t"m)or de /,2m de di%metro + m"#" de#preci")le #e conect" "l e=e del motor p"r" lev"nt"r un pe#o ;ue cuelg" de un" cuerd" enroll"d" en el t"m)or' 3@u8 pe#o m%imo puede lev"nt"r#e5 Si #e lev"nt" con velocid"d con#t"nte 3Con ;u8 r"pide$ #u)ir% el pe#o5 &2' (n" e#*er" con un" m"#" de 0g' + 1/cm' de r"dio rued" #in de#li$"r#e #o)r" un" #uper*icie !ori$ont"l' n el in#t"nte en el ;ue #u centro de m"#" tiene un" r"pide$ de
&<' (n di#co #4lido uni*orme de 6g de m"#" + /,1m de r"dio gir" "lrededor de un e=e *i=o perpendicul"r " #u c"r"' Si l" *recuenci" "ngul"r de rot"ci4n e#
