rueda de maxwell
Las ecuaciones del movimiento son
Movimiento de traslación del centro de masa
mg-T=mac
Movimiento derotación alrededor de un eje que pasa por el centro de masas
T·r=Ica
Relación entre las aceleraciones en el movimiento de traslación ac y en el movimiento de rotación a .
ac=a r
Para un discode masa m y radio r, el momento de inercia Ic=mr2/2. Con este dato calculamos la aceleración ac.
Por medio de las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado calculamos lavelocidad que tarda el disco en caer una altura h, partiendo del reposo.
La velocidad final es independiente de la masa y del radio del disco.
Principio de conservación de la energíadisco1.gif (2434 bytes) Para aplicar el principio de conservación de la energía comparamos la situación inicial, el disco está en reposo con la situación final, el disco ha descendido una altura h. Enla situación final, el centro de masas del disco se mueve con velocidad vc y gira alrededor de un eje que pasa por el centro de masas con velocidad angular w .
La energía potencial del disco hadisminuido en la cantidad mgh.
La energía cinética del disco ha aumentado en
El principio de conservación de la energía se escribe
La relación entre las velocidades en los movimientos detraslación vc del c.m. del disco y de rotación w es
vc=w r
Despejando vc obtenemos el mismo resultado.
Rebote cuando llega al final de la cuerda
Cuando el disco alcanza el final dela cuerda tiene una momento lineal mv dirigido hacia abajo. El movimiento hacia abajo se detiene y se invierte gracias a la elasticidad de la cuerda, cuyo papel es similar al de una superficiehorizontal contra la que choca el disco. El tiempo t que tarda el disco en invertir el sentido de la velocidad de su centro de masas es muy pequeño.
La energía cinética de traslación del disco se...
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