Capítulo 13: Cinética de una partícula: fuerza y aceleración

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.137 DINÁMICA HIBBELER 13.137 Determine la rapidez constante del satélite S de modo que circunde la Tierra con una órbita de radio r = 15 Mm. Sugerencia: use la ecuación 13-1. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.136 DINÁMICA HIBBELER 13.136 Un satélite de comunicaciones viaja en una órbita circular sobre la Tierra de modo que siempre permanece sobre un punto directo de la superficie terrestre. En consecuencia, su periodo debe ser igual a la rotación de la Tierra, que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.135 DINÁMICA HIBBELER 13.135 El cohete está en una órbita elíptica de vuelo libre alrededor de la Tierra de modo que e = 0.76 como se muestra. Determine su rapidez cuando está en el punto A. Además determine el cambio repentino de rapidez…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.134 DINÁMICA HIBBELER 13.134 Se lanza un satélite con una velocidad inicial v0 = 4000 km/h, paralelo a la superficie terrestre. Determine la altitud requerida (o rango de altitudes) sobre la superficie terrestre para lanzarlo si la trayectoria de vuelo libre tiene que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.133 DINÁMICA HIBBELER 13.133  El satélite describe una órbita elíptica. Cuando está en el perigeo P, su velocidad es vP = 25 Mm/h y cuando llega al punto A, su velocidad es vA = 15 Mm/h y su altitud sobre la superficie terrestre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.132 DINÁMICA HIBBELER 13.132 El satélite describe una órbita elíptica cuya excentricidad es e = 0.15. Si su velocidad en el perigeo es vP = 15 Mm/h, determine la velocidad en el perigeo A y el periodo del satélite. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.131 DINÁMICA HIBBELER 13.131 Se lanza el satélite paralelo a la tangente de la superficie terrestre con una velocidad de v0 = 30 Mm/h desde una altitud de 2 Mm sobre el nivel del mar como se muestra. Demuestre que la órbita es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.130 DINÁMICA HIBBELER 13.130 Si el cohete va a aterrizar en la superficie del planeta, determine la velocidad de vuelo libre requerida que debe tener en A’ de modo que choque con el planeta en B. ¿Cuánto tiempo requiere el cohete para aterrizar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.129 DINÁMICA HIBBELER 13.129 El cohete está en vuelo libre a lo largo de una trayectoria elíptica A’A. El planeta no tiene atmósfera y su masa es 0.70 veces la de la Tierra. Si el cohete tiene apoapsis y periapsis como se muestra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.128 DINÁMICA HIBBELER 13.128 Un cohete está en una órbita circular alrededor de la Tierra a una altitud h = 4 Mm. Determine el incremento de rapidez que debe tener para que escape del campo gravitacional de la Tierra. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.127 DINÁMICA HIBBELER 13.127 Un cohete se encuentra en una órbita elíptica de vuelo libre alrededor de la Tierra de modo que la excentricidad de su órbita es e y su perigeo es r0. Determine el incremento mínimo de rapidez que deberá tener…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.126 DINÁMICA HIBBELER 13.126 La órbita de la Tierra tiene un excentricidad e = 0.0821 alrededor del Sol. Como la distancia mínimo de la Tierra al Sol es de 151.3(106) km, encuentre a qué velocidad viaja el cohete cuando está a esta distancia.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.125 DINÁMICA HIBBELER 13.125 La ecuación 13-25 proporciona la rapidez de un satélite lanzado a una órbita circular alrededor de la Tierra. Determine la velocidad de un satélite lanzado paralelo a la superficie terrestre, de modo que viaje en una órbita circular a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.124 DINÁMICA HIBBELER 13.124 Se tiene que colocar un satélite de comunicaciones en una órbita circular ecuatorial alrededor de la Tierra de modo que permanezca siempre sobre un punto directo de la superficie terrestre. Si esto requiere que el periodo sea de 24…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.123 DINÁMICA HIBBELER 13.123 Si el cohete va a aterrizar en el superficie del planeta, determine la velocidad de vuelo libre que debe tener en A¿ de modo que aterrice en B. ¿Qué tanto tiempo se requiere para que el cohete aterrice, al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.122 DINÁMICA HIBBELER 13.122 El cohete vuela libremente a lo largo de una trayectoria elíptica A’A. El planeta no tiene atmósfera y su masa es 0.60 veces la de la Tierra. Si la órbita tiene el apoapsis y periapsis mostrados, determine la velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.121 DINÁMICA HIBBELER 13.121 Determine el incremento de velocidad del transbordador espacial en el punto P de modo que viaje desde una órbita circular hasta una órbita elíptica que pasa por el punto A. Además, calcule la rapidez del transbordador en A. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.120 DINÁMICA HIBBELER 13.120 Se lanza el transbordador espacial con una velocidad de 17 500 mi/h paralela a la tangente de la superficie terrestre en el punto P y en seguida viaja alrededor de la órbita elíptica. Cuando llega al punto A, sus…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.119 DINÁMICA HIBBELER 13.119 El satélite se mueve en una órbita elíptica con una excentricidad e = 0.25. Determine su velocidad cuando está en su distancia máxima A y distancia mínima B de la Tierra.  Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.118 DINÁMICA HIBBELER 13.118 El satélite describe una órbita elíptica alrededor de la Tierra como se muestra. Determine su velocidad en el perigeo P y en apogeo A y el periodo del satélite. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.117 DINÁMICA HIBBELER 13.117 El explorador Viking se aproxima al planeta Marte en una trayectoria parabólica como se muestra. Cuando llega al punto A su velocidad es de 10 Mm/h. Determine r0 y la velocidad requerida en A de modo que pueda mantenerse…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.116 DINÁMICA HIBBELER 13.116 Compruebe la tercera ley del movimiento de Kepler. Sugerencia: use las ecuaciones 13-19, 13-28, 13-29 y 13-31. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.115 DINÁMICA HIBBELER 13.115 Resuelva el problema 13-114, si la velocidad angular del brazo es θ = 2 rad/s2 cuando θ = 3 rad/s en θ = 30°. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.114 DINÁMICA HIBBELER 13.114 La masa de la bola es de 1 kg y se mueve sólo a lo largo de una ranura vertical debido a la rotación del brazo liso OA. Determine la fuerza del brazo en la bola y la fuerza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.113 DINÁMICA HIBBELER 13.113 El brazo OA guía la bola de masa m a lo largo de la trayectoria circular vertical r = 2rc cosθ. Si la velocidad angular constante del brazo es θ0, determine el ángulo θ ≤ 45° al cual la bola…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.112 DINÁMICA HIBBELER 13.112 El brazo OA guía la bola de 0.5 lb a lo largo de la trayectoria circular vertical r = 2rc cosθ . Si la velocidad angular del brazo es θ = 0.4 rad/s y una aceleración angular θ = 0.8…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.111 DINÁMICA HIBBELER 13.111 El piloto de un avión ejecuta un rizo vertical el cual en parte sigue la trayectoria de un cardioide, r = 600(1 + cosθ) pies. Si su rapidez en A ( θ = 0°) es una constante vP =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.110 DINÁMICA HIBBELER 13.110 El tubo gira en el plano horizontal a una velocidad constante θ = 4 rad/s. Si una bola B de 0.2 kg comienza a moverse del reposo en el origen O con una velocidad radial inicial r = 1.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.109 DINÁMICA HIBBELER 13.109 Con presión neumática, se hace que una bola de 0.5 kg se mueva a través del tubo instalado en el plano horizontal y cuya forma es la de una espiral logarítmica. Si la fuerza tangencial ejercida en la bola…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.108 DINÁMICA HIBBELER 13.108 El cilindro C de 1.5 kg se desplaza a lo largo de la trayectoria descrita por r (0.6 senθ) m. Si el brazo OA gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj a una velocidad angular de θ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.107 DINÁMICA HIBBELER 13.107 El cilindro C de 1.5 kg se mueve a lo largo de la trayectoria descrita por r = (0.6 senθ) m. Si el brazo OA gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj a una velocidad angular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.106 DINÁMICA HIBBELER 13.106 Resuelva el problema 13-105 si θ = 2 rad/s2 cuando θ = 5 rad/s y θ = 60°. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.105 DINÁMICA HIBBELER 13.105 La masa de la partícula es de 80 g. Está unida a una cuerda elástica que se extiende de O a P y debido al brazo ranurado se mueve a lo largo de la trayectoria circular horizontal r =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.104 DINÁMICA HIBBELER 13.104 Un muchacho firmemente parado le da vueltas a la muchacha sentada en un “plato” o trineo redondo en una trayectoria circular de radio r0 = 3 m de modo que su velocidad angular es θ0 = 0.1 rad/s. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.103 DINÁMICA HIBBELER 13.103 El avión ejecuta un rizo vertical definido por r2 = [810(103)cos2θ] m2. Si el piloto mantiene una rapidez constante v = 120 m/s a lo largo de la trayectoria, determine la fuerza normal que el asiento ejerce sobre él…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.102 DINÁMICA HIBBELER 13.102 El juego mecánico gira a una velocidad angular constante de θ = 0.8 rad/s. Si la trayectoria del juego está definida por r = (3 senθ + 5) m y z = (3 cosθ) m, determine las componentes r, θ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.101 DINÁMICA HIBBELER 13.101 Se utiliza la horquilla para mover la partícula de 2 lb alrededor de la trayectoria horizontal que tiene la forma de un limaçon, r = (2 + cosθ) pies. Si θ = (0.5t2) rad, donde t está en segundos,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.100 DINÁMICA HIBBELER 13.100 Resuelva el problema 13-99 en el instante θ = 60°. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra solución que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.99 DINÁMICA HIBBELER 13.99 Se utiliza la horquilla para mover la partícula de 2 lb alrededor de la trayectoria horizontal que tiene la forma de un limaçon, r = (2 + cosθ) pies. Si en todo momento θ = 0.5 rad/s, determine la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.98 DINÁMICA HIBBELER 13.98 Resuelva el problema 13-97 si el movimiento ocurre en el plano vertical. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.97 DINÁMICA HIBBELER 13.97 La lata lisa de 0.75 lb es guiada a lo largo de la trayectoria circular por el brazo. Si éste gira con una velocidad angular θ = 2 rad/s y una aceleración angular θ = 0.4 rad/s2 en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.96 DINÁMICA HIBBELER 13.96 Debido a la restricción, el cilindro C de 0.5 kg viaja a lo largo de la trayectoria descrita por r = (0.6 cos θ)m. Si el brazo OA gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.95 DINÁMICA HIBBELER 13.95 El mecanismo gira sobre el eje vertical a una velocidad angular constante de θ = 6rad/s. Si la barra AB es lisa, determine la posición constante r del anillo C de 3 kg. La longitud no alargada del resorte…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.94 DINÁMICA HIBBELER 13.94 Si la posición del anillo C de 3 kg sobre la barra lisa AB se mantiene en r = 720 mm, determine la velocidad angular constante θ a la cual gira el mecanismo en torno al eje vertical. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.93 DINÁMICA HIBBELER 13.93 Si el coeficiente de fricción estática entre la superficie cónica y el bloque es µs = 0.2, determine la velocidad angular constante máxima θ de modo que el bloque no se deslice hacia arriba. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.92 DINÁMICA HIBBELER 13.92 Si el coeficiente de fricción estática entre la superficie cónica y el bloque de masa m es µs = 0.2, determine la velocidad angular constante mínima θ de modo que el bloque no se deslice hacia abajo. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.91 DINÁMICA HIBBELER 13.91 La barra AB de 2 kg sube y baja a medida que su extremo se desliza sobre la superficie contorneada lisa de la leva, donde r = 0.1 m y z = (0.02 senθ) m. Si la leva gira…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.90 DINÁMICA HIBBELER 13.90 La barra AB de 2 kg sube y baja a medida que su extremo se desliza sobre la superficie contorneada lisa de la leva, donde r = 0.1 m y z = (0.02 senθ) m. Si la leva gira…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.89 DINÁMICA HIBBELER 13.89 El anillo C de 0.5 kg puede deslizarse libremente a lo largo de la barra lisa AB. En un instante dado, la barra AB gira con una velocidad angular .θ = 2 rad/s y una aceleración angular .θ =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13.88 DINÁMICA HIBBELER 13.88 Si el coeficiente de fricción estática entre el bloque de masa m y la tornamesa es µs, determine la velocidad angular constante máxima de la plataforma sin que el bloque se deslice. Solución: Solución 1: Canal   CONSULTA AQUÍ…