Hola. Estuve leyendo los apuntes de asimov/kasero sobre cuerpo rígido pero no me queda claro como considerar la fuerza de rozamiento.
Ejemplo:
C2) Una esfera maciza de masa m y radio r (\[I_{CM} = \frac{2}{5}.m.r^2\]) comienza a subir por un plano inclinado siendo v0 la velocidad inicial de su CM. Sabiendo que asciende
rodando sin resbalar, determinar la expresión que le permitiría calcular a qué altura llegará por encima de su nivel de partida antes de detenerse.
Resolución de fotocopiadora:
\[\Delta Em = 0 \]
\[m . g . h = \frac{1}{2}.m.v_o^{2} + \frac{1}{2}.I.w_o^{2}\]
\[h = \frac{7.v^{2}_o}{10.g}\]
Mis dudas:
--> Si dice "rodando sin resbalar" ¿hay fuerza de rozamiento?
--> ¿Por qué en la fórmula de variación de la energía mecánica no aparece la fuerza de rozamiento? ¿Qué produce que se detenga la esfera?
En dinámica del punto se detendría por acción de la fuerza de rozamiento que transforma la energía en calor, ¿no?
--> Y por último si alguien si tiene un consejo sobre para dónde considerar la fuerza de rozamiento en los ejercicios de cuerpo rígido porque a veces es para un lado, a veces para el otro. A veces ni siquiera se considera...no entiendo nada :/
Cita:Si dice "rodando sin resbalar" ¿hay fuerza de rozamiento?
Si. Si no existiera giraría sobre sí mismo.
Cita:¿Qué produce que se detenga la esfera?
Por lo que recuerdo, lo que hace que se detenga es que la energía cinética se va covirtiendo en potencial. Al dejar de haber energía cinética la esfera deja de rodar, por lo que la fuerza de rozamiento (que es la que te "empuja" hacia arriba) disminuye de la misma manera. Al convertirse por completo, ya no tenés nada que te "empuje" hacia arriba y la energía que tenés te "empuja" hacia abajo.
Cita:Y por último si alguien si tiene un consejo sobre para dónde considerar la fuerza de rozamiento en los ejercicios de cuerpo rígido porque a veces es para un lado, a veces para el otro. A veces ni siquiera se considera...no entiendo nada :/
Imaginate en la esfera para qué lado gira, la fuerza de rozamiento (en la mayoría de los casos) actua para el tro lado. En el caso de una esfera que sube rodando por un plano inclinado, la fuerza de rozamiento es la que "empuja" hacia arriba.
La cursé hace mucho, y no tomes lo que digo como "la verdad". Creo que no estoy muy equivocado, pero por las dudas confirmá cada cosa que dije.
Hola Omnipresent. La existencia de rozamiento depende de los materiales de los objetos y las superficies.
Por ejemplo, cuando la superficie es hielo, no hay rozamiento (idealmente, claro).
Si rueda sin resbalar entonces no hay rozamiento dinámico, pero sí estático.
No aparece la fuerza de rozamiento porque no hace trabajo, porque es estática. Se detiene porque hay gravedad, que la empuja hacia abajo.
En el caso de dináimca del punto se detiene por la gravedad Y por el rozamiento DINÁMICO.
Por eso es mejor usar ruedas para trasladar cosas, en vez de arrastrarlas...
Para saber para dónde va la fuerza tenés que ver para dónde se mueve el punto de contacto con la superficie y si resbala o no.
En rodadura sin deslizamiento, el punto de contacto va hacia "atrás" (sin resbalar), entonces la fuerza de rozamiento (estático) va hacia "adelante".
En rodadura con deslizamiento, el punto de contacto puede ir hacia atrás o hacia adelante. La superficie, si tiene rozamiento, va a tender a hacerlo girar sin deslizamiento.
Para saber para dónde va la fuerza tenés que ver para dónde se mueve el punto de contacto con la superficie y si resbala o no.
En rodadura sin deslizamiento, el punto de contacto va hacia "atrás" (sin resbalar), entonces la fuerza de rozamiento (estático) va hacia "adelante".
En rodadura con deslizamiento, el punto de contacto puede ir hacia atrás o hacia adelante. La superficie, si tiene rozamiento, va a tender a hacerlo girar sin deslizamiento.
Y de que depende, cuando hay deslizamiento, que vaya hacia adelante o hacia atras?
Me pregunta el valor de F, para que "comience a deslizar", y en este tipo de ejercicios veo que en algunos casos, la Froz la suma a la F y en otros la resta
Gracias
Cita:Y de que depende, cuando hay deslizamiento, que vaya hacia adelante o hacia atras?
Depende de si gira más rápido de lo que avanza o viceversa.
Imaginate que avanza rápido, pero gira tan lento que casi no gira. En ese caso, el punto de contacto va hacia adelante, como si no girara, entonces el rozamiento apunta hacia atrás.
Por otro lado, si gira rápido, pero avanza muy lento, el punto de contacto va hacia atrás y por tanto el rozamiento apunta hacia adelante.
La rodadura sin deslizamiento implica una relación entre la velocidad angular y la velocidad lineal del CM:
v = w * r => v/w = r
Si eso no se cumple, puede ser porque v/w > r, o porque v/w < r. Esos son los dos casos que menciono arriba.