Hola, Lucía. Lo que dices sobre la energía del disco es cierto, y puedes trabajar considerando solamente la masa incrustada en lo que respecta a la energía potencial gravitatoria. Sin embargo, la masa del disco sí interviene tanto en su momento angular como en la energía cinética de rotación que adquiere luego del impacto.
Más concretamente, conviene considerar la situación en tres etapas:
1: Inmediatamente antes del impacto. El momento angular del sistema aparece en la partícula de masa m.
2: Inmediatamente después del impacto. Ahora el momento angular está repartido entre el disco y partícula , que también pueden considerarse como un único cuerpo rígido a partir de ahora si preferimos. El momento angular con respecto al centro del disco se conserva entre (1) y (2). La energía mecánica del sistema no se conserva entre (1) y (2) (esto no lo sabemos al principio pero se puede calcular fácilmente). En el impacto la partícula pierde una porción de su energía cinética, el disco gana energía cinética de rotación, y el resto de la energía presente en (1) se transforma en energía interna del sistema.
3: En la posición del ángulo máximo. La energía mecánica del sistema se conserva entre (2) y (3). Toda la energía cinética y potencial gravitatoria presente en (2) ahora es solamente potencial gravitatoria, ya que al llegar al ángulo máximo el sistema está (instantáneamente) en reposo.
Fijate si estas observaciones te sirven para aclarar el planteo. No dudes en consultar de nuevo si hace falta. Te cuento además que otros compañeros también preguntaron recientemente por el mismo ejercicio en este foro, por si quieres participar de esa discusión.
Saludos,
NC
Más concretamente, conviene considerar la situación en tres etapas:
1: Inmediatamente antes del impacto. El momento angular del sistema aparece en la partícula de masa m.
2: Inmediatamente después del impacto. Ahora el momento angular está repartido entre el disco y partícula , que también pueden considerarse como un único cuerpo rígido a partir de ahora si preferimos. El momento angular con respecto al centro del disco se conserva entre (1) y (2). La energía mecánica del sistema no se conserva entre (1) y (2) (esto no lo sabemos al principio pero se puede calcular fácilmente). En el impacto la partícula pierde una porción de su energía cinética, el disco gana energía cinética de rotación, y el resto de la energía presente en (1) se transforma en energía interna del sistema.
3: En la posición del ángulo máximo. La energía mecánica del sistema se conserva entre (2) y (3). Toda la energía cinética y potencial gravitatoria presente en (2) ahora es solamente potencial gravitatoria, ya que al llegar al ángulo máximo el sistema está (instantáneamente) en reposo.
Fijate si estas observaciones te sirven para aclarar el planteo. No dudes en consultar de nuevo si hace falta. Te cuento además que otros compañeros también preguntaron recientemente por el mismo ejercicio en este foro, por si quieres participar de esa discusión.
Saludos,
NC