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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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Este es un ejercicio de parcial
Una calesita de 2m de radio y m=500kg y K=1m gira a 0,25 rps. Un chico de 25kg sentado en el centro, se desplaza hacia el borde. Encontrar:
A)Las magnitudes que se conservan y las que no se conservan en este problema
B)La nueva velocidad angular de la calesitaç
c)La energia cinetica inicial y final del sistema calesita-chico
D)¿A que atribuye usted el cambio producido en la energia mecanica?
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Trigger
Nivel 8
Registrado: 06 Ago 2008
Mensajes: 524
Carrera: Industrial
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| Podemos despreciar la masa del chico ya que es 20 veces menor que la calesita??
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Pave
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 26 Feb 2008
Mensajes: 1386
Ubicación: A la Izq. de la tortuga
Carrera: Mecánica
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Mirá, yo no lo haría...
Generalmente veo que se desprecia cuando es 100 veces menor...
En lo personal desprecio un toque antes también (digamos... 75/80 veces menor)
Además, fijate que si desprecias la masa del pibe, la velocidad angular es constante, o sea que el punto B no tiene sentido.
Y como la velocidad angular no varía, la energía cinética es constante, por lo que el punto C también carece de sentido, y el punto D no debería existir siquiera.
Entonces, por despreciar la masa del pibe, convertiste un problema de 4 ítems en uno de 1 ítem... y por más que a uno le encantaría encontrarse con un ejercicio de parcial que se resuelva de manera tan pelotuda, las probabilidades de que eso suceda son muy bajas.
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Florrr
Nivel 5
Edad: 35
Registrado: 08 Jul 2009
Mensajes: 164
Carrera: Electrónica
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| Trigger escribió:
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Podemos despreciar la masa del chico ya que es 20 veces menor que la calesita??
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de esto estate seguro que no.
varias razones: una la que te dijo Pave, otra es que normamente en fisica I no desprecias ningun valor del enunciado. si te estan dando masas como en este caso, no chances.
consejo: lo que mas me ayudo a mi en fisica I fue imaginarme las situaciones y pensar en cada una de las componentes que actuaban en este tipo de problemas.
en realidad eso de imaginar sirve para esta y para cualquier otra materia (salvo las de analisis matematico, que incluso tmb hay cosas que tenes que imaginar)
saludos
Flor.
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Fighting on arrival, fighting for survival.
-*Johann Sebastian Mastropiero*-
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drakoko
Nivel 9
Edad: 29
Registrado: 19 Jul 2007
Mensajes: 2528
Ubicación: caballito
Carrera: Mecánica
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en vez de decir boludeces ayudenlo a resolverlo.
qué es k?
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CrisJ
Colaborador
Edad: 34
Registrado: 05 Abr 2008
Mensajes: 3807
Ubicación: Recoleta - un poco menos burgués que Cornell
Carrera: Civil
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| Cita:
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A)Las magnitudes que se conservan y las que no se conservan en este problema
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La cantidad de movimiento y el impulso angular, ya q las fuerzas q se pusieron en juego son intenas
Un 99 % seguro q la energía mecánica no se conserva porq hay fuerzas no conservativas haciendo trabajo, habría q sacarlo con la variación de la energía cinetica.(la velocidad final la sacas de las ecuaciones de cant de mov o de impulso angular)
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MLI + YO
1ra Ley Fundamental de la Fiuba: "In regno caeci, tortus est rex"
Comisión de Estudiantes de Ingeniería civil
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nico_gnr
Nivel 8
Edad: 34
Registrado: 22 Nov 2008
Mensajes: 589
Carrera: No especificada
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Joaco.
Nivel 9
Edad: 36
Registrado: 25 Jul 2006
Mensajes: 1041
Carrera: Industrial
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| Hay una fuerza que interna que hace trabajo si mal no recuerdo; pero si le digo le saco el chiste a todo el ejercicio.
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sabian_reloaded
Nivel 9
Edad: 34
Registrado: 18 Jun 2009
Mensajes: 2925
Ubicación: El bosque platense
Carrera: No especificada
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| Joaco. escribió:
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Hay una fuerza que interna que hace trabajo si mal no recuerdo; pero si le digo le saco el chiste a todo el ejercicio.
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Roce chico-calesita y su contraria??? (Aunque es interna del sistema)
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marianoCuenze
Nivel 8
Registrado: 08 Mar 2006
Mensajes: 465
Carrera: Electrónica
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A)
magnitudes factibles de conservarse
P -> ¿hay fuerzas exteriores? no (toy en duda pero no veo ningun impulso reactivo o cosa interesante en el eje) -> se concerva
L -> ¿hay torques exteriores? no -> se conseva
E -> ¿hay trabajo de fuerzas no conservativas? -> si, al caminar, rozamiento (hay fr y desplazamiento en la dire de esa fuerza).
B) la que más sirve es al conservarse L en todo el proceso, recordar qeu ![[tex]L^{CIR}=I^{CIR}\omega[/tex]](images/latex/a0e12dae90cb92cb5b0b98722c2f891493eeae82_0.png "[tex]L^{CIR}=I^{CIR}\omega[/tex]")
luego, L inicial es w inicial (dato) e I inicial (más abajo), e igualar al L final que es el I final (calculable), por el w final (a a veriguar)
![[tex]L^{CIR}_0=I^{CM}_0\omega_0=I^{CIR}_f\omega_f L^{CIR}_f [/tex]](images/latex/c47fcb84a71d14bbcc8993ec9c70465d2318128b_0.png "[tex]L^{CIR}_0=I^{CM}_0\omega_0=I^{CIR}_f\omega_f L^{CIR}_f [/tex]")
con:
![[tex]I^{CIR}_0=I^{CM}_{Cal}+I^{CIR}_{chico} [/tex]](images/latex/33749ec3fc825d99570063e4834e72066591bf61_0.png "[tex]I^{CIR}_0=I^{CM}_{Cal}+I^{CIR}_{chico} [/tex]")
![[tex]I^{CIR}_0=K^2 M_{Cal}+ (0+ M_{chico}*0^2) [/tex]](images/latex/c312640ce89be51e400e1c1cfefaefe60132a41e_0.png "[tex]I^{CIR}_0=K^2 M_{Cal}+ (0+ M_{chico}*0^2) [/tex]")
En el chico, tomalo como punto naterial, (su I es 0, el primer término del paréntesis) y por steiner, su distancia al eje es 0, el segundo término del paréntesis.
![[tex]I^{CIR}_f=K^2 M_{Cal}+ (0+ M_{chico}*2^2)[/tex]](images/latex/418780bf73f18184d648f2095ae704110fac00f3_0.png "[tex]I^{CIR}_f=K^2 M_{Cal}+ (0+ M_{chico}*2^2)[/tex]")
Al ir al borde, aumenta el I del chico (termino 'de steiner' en casero).
C) La inicial es desde el cir (que coincide con el cm de la calecita) E=1/2 * I(calecita+chico desde el cir) * omega^2
La final es con la misma cuenta, pero con el I cambiado.
Ojo, conviene usar las ec respencto al CIR (fijo y 'forzado' en el eje de la calecita) que el CM que al caminar el chico al borde cambia y 'se aleja' del eje de rotación).
D) por rozamiento
PD: puedo estar horriblemente equivocado -aún debo y toy preparando el final de f1-, pero creo es por ahí la cosa.
PD2: posteo y edito luego para que las ec de latex se vean bien... [edit]hecho  [/edit]
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aprender a desarrollar soft en 21 dias... * El amor es la fuerza que mantiene al universo
Última edición por marianoCuenze el Mie Nov 11, 2009 11:52 am, editado 1 vez
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joselipo
Nivel 9
Registrado: 22 Ago 2005
Mensajes: 2375
Ubicación: Bs. As.
Carrera: Electrónica
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| Cita:
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Roce chico-calesita y su contraria??? (Aunque es interna del sistema)
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CUIDADO!!!!!!!!!!
La variación de energía mecánica es igual al trabajo de TODAS las fuerzas no conservativas, sean internas o externas...
Deberías plantear que se conserva la componente vertical de L, pero les dejo justificar por qué....
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sabian_reloaded
Nivel 9
Edad: 34
Registrado: 18 Jun 2009
Mensajes: 2925
Ubicación: El bosque platense
Carrera: No especificada
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No, si las fuerzas no conservativas son internas, la energía mecánica del sistema se conserva, puede variar, si, en cada objeto por separado, pero las leyes de la mecánica aplican a cualquier sistema clásico, y sabemos que
![[tex]W_{F_{NC}}= \Delta E_{mec} + \Delta U_{int} [/tex]](images/latex/ebdbed1955c6bc0050f4b5de52df26f1d5e061dd_0.png "[tex]W_{F_{NC}}= \Delta E_{mec} + \Delta U_{int} [/tex]")
Si las fuerzas son internas, no realizan trabajo cuando analizas el sistema como un todo pues como F = -F' la integral de F es - la integral de F' y se cancelan. Y si no hay fuerzas no conservativas, tampoco puede variar el potencial interno, por lo que obtenes que el delta de energía mecánica es 0.
Lo que puede joder en este caso, creo yo, es que la atracción gravitatoria Tierra-Chico, pasaría de aplicarse casi sobre el eje de rotación a un punto bastante lejano, lo que haría cambiar el momento angular de la calesita, pues el torque pasaría de ser casi nulo (sería nulo si el chico estuviera exactamente en la calesita) a tener una cierta magnitud no despreciable creo. Me tengo que ir, después sigo.
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marianoCuenze
Nivel 8
Registrado: 08 Mar 2006
Mensajes: 465
Carrera: Electrónica
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| sabian_reloaded escribió:
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No, si las fuerzas no conservativas son internas, la energía mecánica del sistema se conserva, puede variar, si, en cada objeto por separado, pero las leyes de la mecánica aplican a cualquier sistema clásico, y sabemos que
Si las fuerzas son internas, no realizan trabajo cuando analizas el sistema como un todo pues como F = -F' la integral de F es - la integral de F' y se cancelan. Y si no hay fuerzas no conservativas, tampoco puede variar el potencial interno, por lo que obtenes que el delta de energía mecánica es 0.
Lo que puede joder en este caso, creo yo, es que la atracción gravitatoria Tierra-Chico, pasaría de aplicarse casi sobre el eje de rotación a un punto bastante lejano, lo que haría cambiar el momento angular de la calesita, pues el torque pasaría de ser casi nulo (sería nulo si el chico estuviera exactamente en la calesita) a tener una cierta magnitud no despreciable creo. Me tengo que ir, después sigo.
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No me meto con el Wfnc, aunque creo que si afecta pero no veo aún una explicación clara o certera para dar, sólo diría que fr sobre la calecita no genera desplazamiento (radialmente, la calecita está "amurada" por su eje) ergo W=0 y en el chico si, ergo, no se compensan entre sí.
Ojo, fr también es responsable de que el chico 'no resbale' sobre la calecita, o sea fr tiene dos componentes, radial para qeu el chico camine y tangencial para que gire con la calecita. Y mepa que esa componente también hace trabajo... pero ya es cumbre borrascosa meterme en eso.
Pero lo del peso, tenés "el par" con la normal calecita-chico y ambos torques se anulan, igualmente, supongamos que tiro con un hilo hacia arriba o con una barra hacia abajo el piso de la calecita (para generar un torque con una f externa y por tal no 'apareado' desde el sistema), aparecería una fuerza en el eje para compensarla, pero no generarías momento neto... O si lo querés ver de otra forma, no afecta el L en el eje z (que es el que 'miramos' en la rotación).
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aprender a desarrollar soft en 21 dias... * El amor es la fuerza que mantiene al universo
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sabian_reloaded
Nivel 9
Edad: 34
Registrado: 18 Jun 2009
Mensajes: 2925
Ubicación: El bosque platense
Carrera: No especificada
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El par normal no influye creo, porque así como la calesita le efectúa una normal al chico, el chico también le hace una normal a la calesita, por accion y reacción. En cambió la reacción de la fuerza gravitatoria esta (idealizando) en el centro de masas de la Tierra, que no pertenece al sistema.
Lo de los roces, sigo insistiendo en que se producen en forma interna al sistema, por acción y reacción, cualquier fuerza que le haga la calesita al chico o viceversa va a tener su opuesta en el mismo sistema.
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joselipo
Nivel 9
Registrado: 22 Ago 2005
Mensajes: 2375
Ubicación: Bs. As.
Carrera: Electrónica
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Pensá en el siguiente ejemplo: dos bolas de plastilina de igual masa que viajan en sentido opuesto sobre un plano de hielo sin rozamiento y viajando sobre la misma recta chocan entre sí y quedan pegadas. ¿quedó muy complicada la descripción?
Bueno, inicialmente la energía cinética es mayor que cero, porque ambas tienen energía cinética. Finalmente, cuando quedan pegadas, como se conserva P por no haber fuerzas externas en el eje horizontal (y verticalmente se compensan pesos y normales), la velocidad final del masacote formado por las dos bolas de plastilina es cero. Eso significa que la energía cinética final es cero, y hubo pérdida de energía cinética, causada por el trabajo de la fuerza interna!!!!
Otro buen ejercicio para ver esto es el último de la guía de choque...
El hecho está en que los trabajos de las fuerzas internas no necesariamente se cancelan, sólo lo hacen bajo algunas condiciones. ¿alguien se anima a decir cuáles son?
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