Capítulo 17: Cinética plana de un cuerpo rígido: fuerza y aceleración

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.73 DINÁMICA HIBBELER 17.73 La barra tiene una masa m y una longitud l. Si se suelta desde el punto de reposo de la posición θ = 30°, determine su aceleración angular y las componentes horizontal y vertical de la reacción en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.72 DINÁMICA HIBBELER 17.72 Inicialmente, la rueda A gira en el sentido de las manecillas del reloj a una velocidad angular constante de ω = 100 rad/s. Si A se pone en contacto con B, la cual se mantiene fija, determine el número…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.71 DINÁMICA HIBBELER 17.71 Las ruedas A y B pesan 150 lb y 100 lb, respectivamente. En principio, la rueda A gira en el sentido de las manecillas del reloj, a una velocidad angular constante de ω = 100 rad/s y la rueda…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.70 DINÁMICA HIBBELER 17.70 La barra uniforme de 100 lb está en reposo en una posición vertical cuando la cuerda sujeta a ella en B se somete a una fuerza de P = 50 lb. Determine la aceleración angular inicial de la barra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.69 DINÁMICA HIBBELER 17.69 La rueda de 150 kg tiene un radio de giro con respecto a su centro de masa O de kO = 250 mm. Si gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj a una velocidad angular de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.68 DINÁMICA HIBBELER 17.68 La rueda de 150 kg tiene un radio de giro con respecto a su centro de masa O de kO = 250 mm. Si gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj a una velocidad angular de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.67 DINÁMICA HIBBELER 17.67 Determine la posición rP del centro de percusión P de la barra esbelta de 10 lb (vea el problema 17-66). ¿Cuál es la componente horizontal de la fuerza que el pasador A ejerce en la barra cuando es golpeada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.66 DINÁMICA HIBBELER 17.66 El diagrama cinético que representa el movimiento de rotación general de un cuerpo rígido con respecto a un eje fijo que pasa por O se muestra en la figura. Demuestre que IGα puede eliminarse al mover los vectores m(aG)t y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.65 DINÁMICA HIBBELER 17.65 Los pasajeros, la góndola y su armazón oscilante tienen una masa total de 50 Mg, un centro de masa en G y un radio de giro kB = 3.5 m. Adicionalmente, el bloque de acero A de 3 Mg…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.64 DINÁMICA HIBBELER 17.64 Los pasajeros, la góndola y su armazón oscilante tienen una masa total de 50 Mg, un centro de masa en G y un radio de giro kB = 3.5. Adicionalmente, el bloque de acero A de 3 Mg puede…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.63 DINÁMICA HIBBELER 17.63 La barra esbelta de 4 kg está soportada horizontalmente por un resorte en A y una cuerda en B. Determine su aceleración angular y la aceleración de su centro de masa en el momento en que se corta la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.62 DINÁMICA HIBBELER 17.62 El péndulo se compone de una esfera de 30 lb y una barra esbelta de 10 lb. Calcule la reacción en el pasador O justo después de que se corta la cuerda AB. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.61 DINÁMICA HIBBELER 17.61 Si el motor del problema 17-60 se desconecta de la flecha una vez que el volante gire a 15 rad/s, de modo que M = 0, determine cuánto tiempo transcurrirá antes de que la fuerza de fricción resultante en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.60 DINÁMICA HIBBELER 17.60 Un motor suministra una par de torsión constante M = 2 N • m a una flecha O de 50 mm de diámetro conectada al centro del volante de 30 kg. La fuerza de fricción F resultante que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.59 DINÁMICA HIBBELER 17.59 El carrete uniforme está apoyado sobre los rodillos A y B. Determine la fuerza constante P que debe aplicarse al cable para desenrollar 8 m de cable en 4 s, a partir del punto de reposo. Además, calcule las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.58 DINÁMICA HIBBELER 17.58 El aspa única PB del ventilador tiene una masa de 2 kg y un momento de inercia IG = 0.18 kg • m2, con respecto a un eje que pasa por su centro de masa G. Si el aspa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.57 DINÁMICA HIBBELER 17.57 El cable se desenrolla de un carrete apoyado sobre los rodillos A y B y ejerce una fuerza T = 300 N en el cable en la dirección que se muestra. Calcule el tiempo requerido para desenrollar 5 m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.56 DINÁMICA HIBBELER 17.56 Las cuatro aspas del ventilador tienen una masa total de 2 kg y un momento de inercia IO = 0.18 kg • m2 con respecto a un eje que pasa por el centro O del ventilador. Si éste se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.55 DINÁMICA HIBBELER 17.55 Una placa uniforme pesa 50 lb. El brazo AB se somete a un momento de par M = 10 lb . pie y tiene una velocidad angular en el sentido de las manecillas del reloj de 2 rad/s cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.54 DINÁMICA HIBBELER 17.54 Si el cilindro hidráulico BE ejerce una fuerza vertical F = 1.5 kN en la plataforma, determine la fuerza desarrollada en los brazos AB y CD en el instante θ = 90°. La plataforma está en reposo cuando θ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.53 DINÁMICA HIBBELER 17.53 El embalaje de 50 kg descansa sobre la plataforma cuyo coeficiente de fricción estática es µs = 0.5. Si en el instante θ = 30° los brazos de soporte tienen una velocidad angular ω = 1 rad/s y una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.52 DINÁMICA HIBBELER 17.52 El embalaje de 50 kg descansa sobre la plataforma cuyo coeficiente de fricción estática es µs = 0.5. Si los brazos de soporte tienen una velocidad angular de 1 rad/s, determine la aceleración angular máxima α que pueden tener…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.51 DINÁMICA HIBBELER 17.51 El remolque con su carga tiene una masa de 150 kg y centro de masa en G. Si se somete a una fuerza horizontal de P = 600 N, determine su aceleración y la fuerza normal en los pares…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.50 DINÁMICA HIBBELER 17.50 La motonieve tiene un peso de 250 lb, concentrado en G1, mientras que el conductor tiene un peso de 150 lb, concentrado en G2. Si h = 3 pies, determine la aceleración máxima permisible a de modo que su…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.49 DINÁMICA HIBBELER 17.49 La motonieve tiene un peso de 250 lb, concentrado en G1, mientras que el conductor tiene un peso de 150 lb, concentrado en G2. Si la aceleración es a 20 pies/s2, determine la altura máxima h del G2 del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.48 DINÁMICA HIBBELER 17.48 Determine la aceleración máxima con la que el montacargas de 1 Mg puede levantar el embalaje de 750 kg, sin que las ruedas B se levanten del suelo. Los centros de masa del montacargas y el embalaje están en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.47 DINÁMICA HIBBELER 17.47 El montacargas de 1 Mg se utiliza para levantar el embalaje de 750 kg con una aceleración constante de 2 m/s2. Determine la reacción ejercida por el suelo en los pares de ruedas A y B. Los centros de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.46 DINÁMICA HIBBELER 17.46 El avión de propulsión a chorro es propulsado por cuatro motores para incrementar su velocidad de modo uniforme a partir del punto de reposo a 100 m/s en una distancia de 500 m. Determine el empuje T desarrollado por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.45 DINÁMICA HIBBELER 17.45 La carretilla de mano tiene una masa de 200 kg y centro de masa en G. Determine la magnitud máxima de la fuerza P que puede aplicarse a la manivela, de modo que las ruedas A o B continúen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.44 DINÁMICA HIBBELER 17.44 La carretilla de mano tiene una masa de 200 kg y centro de masa en G. Determine las reacciones normales en cada una de las dos ruedas A y B si se aplica una fuerza de P = 50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.43 DINÁMICA HIBBELER 17.43 El brazo BDE del robot industrial se activa con la aplicación del par de torsión M 50 N . m al brazo CD. Determine las reacciones en los pasadores B y D cuando los brazos están en la posición…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.42 DINÁMICA HIBBELER 17.42 El embalaje tiene una masa de 50 kg y descansa sobre la plataforma inclinada de la carretilla. Determine la aceleración mínima que hará que el embalaje se voltee o se deslice con respecto a la carretilla. ¿Cuál es la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.41 DINÁMICA HIBBELER 17.41 El automóvil, cuya masa es de 1.40 Mg y centro de masa en Gc, jala un remolque cargado que tiene una masa de 0.8 Mg y centro de masa en Gt. Determine las reacciones normales tanto en las ruedas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.40 DINÁMICA HIBBELER 17.40 El montacargas y el operador tienen un peso combinado de 10 000 lb y centro de masa en G. Si el montacargas se utiliza para levantar el tubo de concreto de 2 000 lb, determine las reacciones normales en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.39 DINÁMICA HIBBELER 17.39 El montacargas y el operador tienen un peso combinado de 10 000 lb y centro de masa en G. Si el montacargas se utiliza para levantar el tubo de concreto de 2 000 lb, determine la aceleración vertical máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.38 DINÁMICA HIBBELER 17.38 Cada caja de la pila de cuatro cajas pesa 8 lb. La pila se transporta sobre la plataforma rodante que pesa 30 lb. Determine la fuerza máxima F que la mujer ejerce en la manivela de dirección que se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.37 DINÁMICA HIBBELER 17.37 Si las ruedas traseras del montacargas generan una fuerza de tracción combinada de FA = 300 lb, determine su aceleración y las reacciones normales en los pares de ruedas traseras y delanteras. El montacargas pesa 2 000 lb, con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.36 DINÁMICA HIBBELER 17.36 El montacargas avanza a una velocidad constante de 9 pies/s. Determine la distancia de frenado más corta sin que ninguna de las ruedas se levante del suelo. El montacargas pesa 2 000 lb con su centro de gravedad en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.35 DINÁMICA HIBBELER 17.35 El auto deportivo tiene una masa de 1.5 Mg y un centro de masa en G. Determine el tiempo más corto que le lleva alcanzar una rapidez de 80 km/h si arranca desde el punto de reposo, si el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.34 DINÁMICA HIBBELER 17.34 Determine la aceleración máxima que puede alcanzar el automóvil sin que las ruedas delanteras A se separen del pavimento o que las ruedas propulsoras traseras B patinen en el pavimento. El coeficiente de fricción estática es µs = 0.9.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.33 DINÁMICA HIBBELER 17.33 Al inicio de la carrera, las ruedas propulsoras traseras B del automóvil de 1 550 lb patinan en el pavimento. Determine la aceleración del automóvil y la reacción normal que el pavimento ejerce en las dos ruedas delanteras A…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.32 DINÁMICA HIBBELER 17.32 El dragster tiene una masa de 1 500 kg y un centro de masa en G. Si no hay deslizamiento, determine la fuerza de fricción FB que debe desarrollarse en cada una de las ruedas propulsoras traseras B para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.31 DINÁMICA HIBBELER 17.31 El dragster tiene una masa de 1 500 kg y un centro de masa en G. Si el coeficiente de fricción estática entre las ruedas traseras y el pavimento es µk = 0.6, determine si es posible que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.30 DINÁMICA HIBBELER 17.30 El montacargas tiene una masa de 70 kg y centro de masa en G. Determine la aceleración máxima dirigida hacia arriba del carrete de 120 kg de modo que la reacción en las ruedas no sea de más de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.29 DINÁMICA HIBBELER 17.29 El montacargas tiene una masa de 70 kg y centro de masa en G. Si levanta el carrete de 120 kg con una aceleración de 3 m/s2, determine las reacciones en cada una de las cuatro ruedas. La carga…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.28 DINÁMICA HIBBELER 17.28 El avión de propulsión a chorro tiene una masa de 22 Mg y un centro de masa en G. Si se sujeta un cable de remolque en la parte superior de la rueda de nariz y ejerce una fuerza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.27 DINÁMICA HIBBELER 17.27 Cuando el mecanismo de elevación está en funcionamiento, la carga de 400 lb recibe una aceleración hacia arriba de 5 pies/s2. Determine la fuerza de compresión que la carga ejerce en las columnas, AB y CD. ¿Cuál es la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.26 DINÁMICA HIBBELER 17.26 El dragster tiene una masa de 1200 kg y un centro de masa en G. Si se fija un paracaídas de frenado en C y genera una fuerza de frenado horizontal F = (1.6v2) N, donde v está en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.25 DINÁMICA HIBBELER 17.25 El recipiente de 4 Mg contiene material nuclear de desecho embutido en concreto. Si la masa de la viga cepo BD es de 50 kg, determine la aceleración vertical máxima a del sistema de modo que cada uno de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 17.24 DINÁMICA HIBBELER 17.24 El recipiente de 4 Mg contiene material nuclear de desecho embutido en concreto. Si la masa de la viga cepo BD es de 50 kg, determine la fuerza en cada uno de los acopladores AB, CD, EF y GH…