Ejercicio 10

Ejercicio 10

de Sebastian Bibiloni Ipata -
Número de respuestas: 6

Buenas tardes. Viendo la solución de este ejercicio, encontré una parte que no entiendo. Cuando esta calculando la energía cinética de la pieza llega a (Icφ’2)/2,no debería ser dividido 4? Porque tenes un 1/2 de la ecuación y otro que sale de multiplicar por la velocidad angular. 

En respuesta a Sebastian Bibiloni Ipata

Re: Ejercicio 10

de Ariel Fernández -

Hola Sebastián,

el eje vertical (llamémosle \hat k a la vertical) que pasa por O es el eje instantáneo de rotación de la pieza, por lo que la energía cinética de la misma es: T=\frac 1 2 I_{C,\hat k} \omega ^2, siendo \omega la velocidad angular de rotación alrededor del eje; no alcanzo a entender el factor \frac 1 2 extra que sería esperable (ojo porque el momento de inercia I_{C,\hat k}= \frac 1 2 m a^2, quizás de ahí te pueda surgir la duda, pero el 1/4 recién aparecería al desarrollar la forma general de la energía cinética).

Saludos,

Ariel.   

En respuesta a Ariel Fernández

Re: Ejercicio 10

de Emilia Fuentefria Marchesi -

Hola, en la parte 2.b de la solución se plantea que el cuadrado de x(punto) debe ser menor que cero, para que la masa no alcance el extremo A. Pero, como puede ser que el cuadrado de una cantidad sea negativa? No tendría que igualarse a cero? Gracias

En respuesta a Emilia Fuentefria Marchesi

Re: Ejercicio 10

de Guzman Hernandez -

Hola,

Justamente, el punto es que  \dot{x}^2 jamas puede ser negativa, por lo que, de serlo, esto de hecho quiere decir que la particula jamas va a estar ahi, que es precisamente lo que se quiere imponer.

Es decir, en este ejercicio, combinando la conservacion de la energia del sistema barras + particula y la conservacion de la componente vertical del momento angular del mismo sistema, se llega a una ecuacion de la forma

 \dot{x}^2 = f(x)

donde adentro de la  f(x) tambien hay dependencia en las condiciones iniciales. El punto es que la particula solo puede estar en las regiones de  x para las cuales  \dot{x}^2 es mayor a 0. Si queremos que la particula no llegue a  x = a , lo que debemos imponer es que este punto este fuera de la region permitida para la particula. Fuera de la region permitida para la particula  \dot{x}^2 es menor a cero, por lo que queremos es que  \dot{x}^2 en  x = a sea menor que cero.

El caso en que  \dot{x}^2   es igual a cero en  x = a seria el caso limite en que  x = a corresponde justo a la frontera entre la region permitida y la no permitida. En este caso la particula llegaria "justito" a  x = a .

Espero que esto responda a tu pregunta

cualquier cosa no dudes en repreguntar

saludos

g

En respuesta a Ariel Fernández

Re: Ejercicio 10

de Marcos Nain Ibarburu Fernandez -

Buenas, en la parte b, en la solución, al calcular el momento de inercia desde el punto C, toma el de la parte A, pero no habría que agregarle el momento de inercia de la masa puntual?

En respuesta a Marcos Nain Ibarburu Fernandez

Re: Ejercicio 10

de Esteban Mato -
En la parte b) básicamente hay que usar conservación de la energía y la componente vertical del momento angular del sistema completo: Marco cuadrado + partícula. 

 La expresión para la energía cinética que dieron más arriba es válida para un rígido, pero la partícula no está incrustada al marco, se puede mover sobre uno de sus extremos por lo que el sistema marco + partícula no es un rígido. Para hallar estas cantidades hay que hallar las correspondientes al marco, luego a la partícula y después sumarlos. Si una partícula está en reposo con respecto a un rígido entonces sí se puede considerar parte del mismo y se puede hacer lo que vos decís.

Saludos