SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN
SOLUCIÓN PROBLEMA 10.101 FÍSICA SEARS ZEMANSKY
10.101 Cuando un objeto rueda sin resbalar, la fuerza de fricción de rodamiento es mucho menor que la fuerza de fricción cuando el objeto resbala; una moneda rueda sobre su borde con mucha mayor rapidez que si resbala sobre su cara plana. (Véase la sección 5.3.) Si un objeto rueda sin resbalar sobre una superficie horizontal, podemos
suponer que la fuerza de fricción es cero, de modo que ax y az son aproximadamente cero, y vx y vz son aproximadamente constantes. Rodar sin resbalar implica que vx 5 rvz y ax 5 raz. Si un objeto se pone en movimiento en una superficie sin estas igualdades, la fricción de deslizamiento (cinética) actuará sobre el objeto mientras se
desliza, hasta que se establece el rodamiento sin deslizamiento. Un cilindro sólido de masa M y radio R, girando con rapidez angular v0 alrededor de un eje que pasa por su centro, se coloca en una superficie horizontal para la que el coeficiente de fricción cinética es μk. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre del cilindro en la superficie. Medite bien la dirección de la fuerza de fricción cinética que actúa sobre el cilindro. Calcule las aceleraciones ax del centro de masa y az de rotación alrededor del centro de masa. b) Inicialmente, el cilindro está resbalando totalmente, ya que vz 5 v0 pero vx 5 0. El rodamiento sin deslizamiento se inicia cuando vx 5 Rvz. Calcule la distancia que el cilindro rueda antes de que deje de resbalar. c) Calcule el trabajo efectuado por la fuerza de fricción sobre el cilindro, mientras éste se movió desde el punto donde se colocó, hasta el punto donde comenzó a rodar sin resbalar.
Solución:
Solución 1: Canal
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