Mecanica I - Evaluacion integradora - 25-02-2009



1. Un eje esta empotrado en sus dos extremos. Sobre el mismo se encuentran dos volantes de momentos de inercia <tex>I_{1}</tex> e <tex>I_{2}</tex>. La parte del eje situada entre los dos volantes tiene una constante de rigidez rotacional <tex>k_{\theta_{1}}</tex>=106 N.m, mientras uqe para el resto es <tex>k_{\theta_{2}}</tex>=5.105 N.m. Los momentos polares de inercia de los discos son <tex>I_{1}</tex>=10kg.m2, <tex>I_{2}</tex>=20kg.m2. (Recuerde que la energia potencial es la suma de terminos del tipo <tex>\frac{k\theta^{2}}{2}</tex>)

(a )Calcular las frecuencias naturales y los autovectores asociados.
(b )Hallar la matriz modal y los modos normales de vibracion.
(c )Calcular la energia del sistema si <tex>\theta_{1}(0)=3</tex> grados sexagesimales, <tex>\theta_{2}=\dot{\theta}_{1}(0)=\dot{\theta}_{2}(0)=0</tex>

2. Una particula de masa <tex>m</tex> se encuentra en reposo sobre la cima de una esfera de radio <tex>a</tex>. La superficie es sin rozamiento y la unica fuerza que actua es la gravedad. Una muy ligera perturbacion provoca que la particula empiece a deslizar por la esfera:

(a )Usando multiplicadores de lagrange demostrar que el angulo <tex>\theta_{0}</tex> donde la particula se separa de la esfera es tal que <tex>cos(\theta_{0})=\frac{2}{3}</tex>

(b )Idem punto anterior pero usando Newton y conservacion de la energia.

(c ) suponga ahora que existe un coeficiente de rozamiento <tex>\mu</tex> entre la esfera y la particula, usando Lagrange demuestra que el angulo de separacion sigue siendo el mismo.

3. Una rueda de molino de masa <tex>m=100</tex>kg y radio <tex>a=0,5</tex>m rueda sobre un circulo de radio <tex>l=1</tex>m.
El tiempo que tarda la rueda en recorrer ese circulo es de 20s.

(a )Calcular el momentoangular de la rueda respecto del centro de coordenadas incerciales y la cupla respectiva.
(b )Calcular la fuerza que ejerce el piso sobre la rueda.

materias/62/06/final_20092502_1.txt · Última modificación: 2009/02/28 10:24 por habermecanicus
 
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