Capítulo 19: Cinética plana de un cuerpo rígido: impulso y cantidad de movimiento

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.56 DINÁMICA HIBBELER 19.56 La bola sólida de masa m se deja caer con una velocidad v1 sobre el borde del escalón. Si rebota horizontalmente del escalón con una velocidad v2, determine el ángulo u al cual ocurre el contacto. Suponga que no…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.55 DINÁMICA HIBBELER 19.55 El péndulo consta de una esfera de 10 lb y una barra de 4 lb. Si se suelta desde el reposo cuando θ = 90°, determine el ángulo u del rebote después de que la esfera choca con el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.54 DINÁMICA HIBBELER 19.54 La barra AB de 4 lb cuelga en posición vertical. Un bloque de 2 lb, que se desliza sobre una superficie horizontal lisa con una velocidad de 12 pies/s, choca con la barra en su extremo B. Determine la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.53 DINÁMICA HIBBELER 19.53 La campana de 300 lb está en reposo en la posición vertical antes de ser golpeada por una viga de madera de 75 lb colgada de dos cuerdas de igual longitud. Si la viga se suelta del reposo a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.52 DINÁMICA HIBBELER 19.52 El centro de masa de la bola de 3 lb tiene una velocidad de (vG)1 = 6 pies/s cuando choca con el extremo de la barra delgada uniforme de 5 lb, la cual está en reposo. Determine la velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.51 DINÁMICA HIBBELER 19.51 El disco tiene una masa de 15 kg. Si se suelta desde el reposo cuando θ = 30°, determine el ángulo máximo θ de rebote después de que choca con la pared. El coeficiente de restitución entre el disco…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.50 DINÁMICA HIBBELER 19.50 El tablón rígido de 30 lb es golpeado por la cabeza del martillo H de 15 lb. Justo antes del impacto, el martillo se sujeta holgadamente y tiene una velocidad vertical de 75 pies/s. Si el coeficiente de restitución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.49 DINÁMICA HIBBELER 19.49 Una barra delgada uniforme AB de 6 kg recibe una leve perturbación horizontal cuando está en posición vertical y gira con respecto a B sin deslizarse. Posteriormente, choca con el escalón en C. El impacto es perfectamente plástico de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.48 DINÁMICA HIBBELER 19.48 Una masa de plastilina D de 2 kg choca con un tablón uniforme ABC de 10 kg con una velocidad de 10 m/s. Si la plastilina permanece adherida al tablón, determine el ángulo máximo θ de oscilación antes de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.47 DINÁMICA HIBBELER 19.47 El blanco es un disco circular delgado de 5 kg que puede girar libremente alrededor del eje z. Una bala de 25 g, que viaja a 600 m/s impacta el blanco en A y se incrusta en él. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.46 DINÁMICA HIBBELER 19.46 El bloque de 10 lb se desliza sobre una superficie lisa cuando la esquina D golpea el bloque S. Determine la velocidad mínima v que el bloque deberá tener para que se vuelque sobre su costado y quede en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.45 DINÁMICA HIBBELER 19.45 El poste uniforme tiene una masa de 15 kg y se cae del reposo cuando θ = 90°. Choca con el borde en A cuando θ = 60°. Si el poste comienza entonces a girar con respecto a este…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.44 DINÁMICA HIBBELER 19.44 El aro delgado de 15 kg golpea con un escalón de 20 mm de alto. Determine la velocidad angular mínima ω1 que el aro puede tener de modo que apenas ruede sobre el escalón en A sin deslizarse. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.43 DINÁMICA HIBBELER 19.43 Una bola de 8 kg de masa que tiene una velocidad inicial de v1 = 0.2 m/s rueda sobre una depresión de 30 mm de largo. Suponga que la bola rueda sobre los bordes de contacto, primero A, y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.42 DINÁMICA HIBBELER 19.42 Una placa cuadrada delgada de masa m gira sobre la superficie lisa a una velocidad angular ω1. Determine su nueva velocidad angular justo después de que el gancho en su esquina choca con la clavija P y la placa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.41 DINÁMICA HIBBELER 19.41 Dos niños A y B, cada uno de 30 kg de masa, se sientan en el borde del carrusel que gira a ω = 2 rad/s. Si se excluyen los niños, el carrusel tiene una masa de 180 kg…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.40 DINÁMICA HIBBELER 19.40 La plataforma de 150 kg puede ser considerada como un disco. Dos hombres, A y B, de 60 kg y 75 kg de masa, respectivamente, se paran en la plataforma cuando está en reposo. Si comienzan a caminar alrededor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.39 DINÁMICA HIBBELER 19.39 Un hombre de 150 lb salta de la plataforma con una velocidad de vm/p = 5 pies/s, con respecto a la plataforma. Determine la velocidad angular de la plataforma. Inicialmente el hombre y la plataforma están en reposo. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.38 DINÁMICA HIBBELER 19.38 El cuerpo C del satélite tiene una masa de 200 kg y un radio de giro con respecto al eje z de kz = 0.2 m. Si el satélite gira alrededor del eje z con una velocidad angular de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.37 DINÁMICA HIBBELER 19.37 El hombre se sienta en la silla giratoria y sostiene dos pesas de 5 lb con sus brazos extendidos. Si se pone a girar a 3 rad/s en esta posición, determine su velocidad angular cuando las pesas son atraídas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.36 DINÁMICA HIBBELER 19.36 Una plataforma circular horizontal pesa 300 lb y su radio de giro es kz = 8 pies con respecto al eje z que pasa por su centro O. La plataforma gira libremente alrededor del eje z e inicialmente está…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.35 DINÁMICA HIBBELER 19.35 Una plataforma circular horizontal pesa 300 lb y su radio de giro es de kz = 8 pies con respecto al eje z que pasa por su centro O. La plataforma gira libremente alrededor del eje z e inicialmente…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.34 DINÁMICA HIBBELER 19.34 Un hombre de 75 kg se para en la tornamesa A y hace girar una barra delgada de 6 kg sobre su cabeza. Si la velocidad angular de la barra es ωr = 5 rad/s medida con respecto al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.33 DINÁMICA HIBBELER 19.33 El gimnasta de 75 kg se suelta de la barra horizontal en una posición totalmente estirada A, y gira a una velocidad angular de ωA = 3 rad/s. Estime su velocidad angular cuando asuma una posición apretada B. Considere…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.32 DINÁMICA HIBBELER 19.32 Si el eje se somete a un par de torsión de M = (30e-0.1t) N • m, donde t está en segundos, determine la velocidad angular del ensamble cuando t = 5 s, a partir del reposo. La placa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.31 DINÁMICA HIBBELER 19.31 El satélite de 200 kg tiene un radio de giro con respecto al eje centroidal z de kz = 1.25 m. Inicialmente está girando a una velocidad angular constante de ω0 = {1500 k} rev/min. Si los propulsores A…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.30 DINÁMICA HIBBELER 19.30 El bastidor del rodillo tiene una masa de 5.5 Mg y un centro de masa en G. El rodillo tiene una masa de 2 Mg y un radio de giro con respecto a su centro de masa de kA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.29 DINÁMICA HIBBELER 19.29 El automóvil choca con un poste de luz, el cual está diseñado para romperse por su base con una resistencia insignificante. En un video tomado de la colisión se observa que al poste se le imprimió una velocidad angular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.28 DINÁMICA HIBBELER 19.28 Cada una de las dos barras tiene una masa m y una longitud l, y descansan sobre el plano horizontal. Si se aplica un impulso I a un ángulo de 45° a una de las barras en su punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.27 DINÁMICA HIBBELER 19.27 El cuerpo y el cucharón de un minicargador pesan 2000 lb y su centro de gravedad se encuentra en G. Cada una de las cuatro ruedas pesa 100 lb y su radio de giro con respecto a su centro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.26 DINÁMICA HIBBELER 19.26 El cuerpo y el cucharón de un minicargador pesan 2000 lb y su centro de gravedad se encuentra en G. Cada una de las cuatro ruedas pesa 100 lb y su radio de giro con respecto a su centro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.25 DINÁMICA HIBBELER 19.25  Si la flecha se somete a un par de torsión M= (15t2) N • m, donde t está en segundos, determine la velocidad angular del ensamble cuando t = 3 s, a partir del reposo. Cada uno de los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.24 DINÁMICA HIBBELER 19.24 El disco circular de 25 kg está montado en una horquilla por medio de un eje liso A. El tornillo C se utiliza para bloquear el disco en la horquilla. Si ésta se somete a un par de torsión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.23 DINÁMICA HIBBELER 19.23 El disco circular de 25 kg está montado en una horquilla por medio de un eje liso A. El tornillo C se utiliza para bloquear el disco en la horquilla. Si ésta se somete a un par de torsión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.22 DINÁMICA HIBBELER 19.22 La barra delgada tiene una masa m y cuelga del extremo A de una cuerda. Si recibe un golpe horizontal que le imprime un impulso I en su extremo inferior B, determine la ubicación y del punto P con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.21 DINÁMICA HIBBELER 19.21 Por razones de seguridad, el poste de soporte de 20 kg, de una señalización está diseñado para que se rompa con resistencia insignificante en B cuando el poste se somete al impacto de un automóvil. Suponga que el poste…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.20 DINÁMICA HIBBELER 19.20 El volante A de 30 lb tiene un radio de giro con respecto a su centro de 4 pulg. El disco B pesa 50 lb y está acoplado al volante por medio de una banda que no se desliza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.19 DINÁMICA HIBBELER 19.19 El volante A tiene una masa de 30 kg y un radio de giro de kC = 95 mm. El disco B tiene una masa de 25 kg, está apoyado en D por medio de un pasador y está…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.18 DINÁMICA HIBBELER 19.18 El ensamble de barras lisas mostrado está en reposo cuando lo golpea un martillo en A con un impulso de 10 N • s. Determine su velocidad angular y la magnitud de la velocidad de su centro de masa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.17 DINÁMICA HIBBELER 19.17 La bola de boliche de 5 kg es lanzada por la pista con un giro inverso de ω0 = 10 rad/s y la velocidad de su centro de masa O es v0 = m/s. Determine el tiempo para que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.16 DINÁMICA HIBBELER 19.16 Si el boxeador golpea el costal de 75 kg con un impulso de I = 20 N • s, determine la velocidad angular del costal inmediatamente después de ser golpeado. También, determine la ubicación d del punto B, con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.15 DINÁMICA HIBBELER 19.15 La raqueta de tenis de 1.25 lb tiene su centro de gravedad en G y un radio de giro con respecto a G de kG = 0.625 pie. Determine la posición P donde la bola debe ser golpeada de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.14 DINÁMICA HIBBELER 19.14 El disco de 12 kg tiene una velocidad angular de ω = 20 rad/s. Si se aplica el freno ABC de modo que la magnitud de la fuerza P varíe con el tiempo como se muestra, determine el tiempo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.13 DINÁMICA HIBBELER 19.13 El volante de 200 lb tiene un radio de giro con respecto a su centro de gravedad O de kO = 0.75 pie. Si gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj con una velocidad angular de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.12 DINÁMICA HIBBELER 19.12 El volante de 200 lb tiene un radio de giro con respecto a su centro de gravedad O de kO = 0.75 pie. Si gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj con una velocidad angular de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.11 DINÁMICA HIBBELER 19.11 Un motor transmite un par de torsión M = 0.05 N • m al centro del engrane A. Determine la velocidad angular de cada uno de los tres engranes pequeños (iguales) 2 s después de que comienzan a girar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.10 DINÁMICA HIBBELER 19.10 Si la cuerda se somete a una fuerza horizontal P = 150 N y el engrane está sostenido por un pasador fijo en O, determine su velocidad angular y la velocidad de la cremallera de 20 kg en 4…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.9 DINÁMICA HIBBELER 19.9 Si la cuerda se somete a una fuerza horizontal P = 150 N y la cremallera está fija en el plano horizontal, determine la velocidad angular del engrane en 4 s a partir del reposo. La masa del engrane…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.8 DINÁMICA HIBBELER 19.8 El cilindro de 50 kg tiene una velocidad angular de 30 rad/s cuando se pone en contacto con la superficie horizontal en C. Si el coeficiente de fricción cinética es µC = 0.2, determine cuánto tiempo le llevará al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 19.7 DINÁMICA HIBBELER 19.7 El transbordador especial se encuentra en el “espacio profundo” donde los efectos de la gravedad pueden ser ignorados. Tiene una masa de 120 Mg, un centro de masa en G y un radio de giro (kG)x = 14 m…