Un disco de 40 cm de radio gira a 33 rpm. Calcula:
a) La velocidad angular en rad/s.
b) La velocidad angular en rad/s en un punto situado a 20 cm del centro.
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a) La velocidad angular en rad/s.
b) La velocidad angular en rad/s en un punto situado a 20 cm del centro.
1. CĂĄlculo de la velocidad angular en rad/s:
Dado que la velocidad angular se mide en radianes por segundo (rad/s), y la velocidad angular se define como el nĂșmero de revoluciones por minuto (rpm) multiplicado por \( 2\pi \) (la equivalencia de una revoluciĂłn en radianes), podemos usar la fĂłrmula:
\[ \omega = \frac{2\pi \times \text{rpm}}{60} \]
Sustituyendo los valores dados, tenemos:
\[ \omega = \frac{2\pi \times 33 \, \text{rpm}}{60} = 3,46 \, \text{rad/s} \]
Por lo tanto, la velocidad angular del disco es \( 3,46 \, \text{rad/s} \).
2. CĂĄlculo de la velocidad angular en un punto situado a 20 cm del centro:
SegĂșn la definiciĂłn de velocidad angular, Ă©sta no varĂa con el radio. Es decir, la velocidad angular (\( \omega \)) es constante en cualquier punto de un objeto que gira.
Entonces la velocidad angular a 20cm del centro y en cualquier parte del disco es la misma. \( 3,46 \, \text{rad/s} \)
Sin embargo, la velocidad lineal (\( v \)) sĂ depende del radio. La velocidad lineal se relaciona con la velocidad angular mediante la fĂłrmula:
\[ v = \omega \times R \]
Aclarando conceptos, la velocidad angular (\( \omega \)) es constante en todo el disco, independientemente del radio. Sin embargo, la velocidad lineal (\( v \)) varĂa con el radio, aumentando a medida que nos movemos desde el centro hacia el borde del disco. Esto se debe a que el objeto en rotaciĂłn completa la misma cantidad de radianes en un tiempo dado, pero la distancia recorrida por el punto exterior es mayor que la del punto mĂĄs cercano al centro, lo que resulta en una mayor velocidad lineal.