De acuerdo, he estado haciendo una tarea matemática sobre el torque que tiene que tener aplicaciones del mundo real, así que me he ido por la tangente masiva tratando de incorporar principios físicos y tratando de hacerlos lo más correctos posible (aunque si el real la física es correcta o no es irrelevante)... Pero ahora me he obsesionado tanto con la física que tengo mucha curiosidad por entender cómo funciona todo realmente.
En la imagen a continuación, lo que puede ver es un fragmento de un diagrama en el que he estado trabajando. La masa ha sido levantada ligeramente (en algún ángulo, theta) por un poste de señalización debido a la aplicación de una fuerza (fuera de la vista) en la parte superior del poste (torque neto en dirección contraria a las manecillas del reloj) y está girando en la esquina de un objeto adyacente.
La masa que se levanta, obviamente, también ejerce algún tipo de fuerza. Lo que estoy tratando de averiguar es qué tan grandede una fuerza Sé que para causar un par, debo encontrar el componente que actúa de forma ortogonal a la publicación y todo eso, pero lo primero que estoy tratando de entender es esto: ¿Cómo se distribuye el peso de la masa? Al principio vi que había dos puntos de contacto, así que, suponiendo una masa uniforme, pensé que probablemente sería lo suficientemente preciso decir que el peso se distribuye uniformemente entre los dos puntos de contacto. Y, por supuesto, esto probablemente sería cierto si la masa fuera horizontal con dos puntos de contacto a la misma distancia del centro de masa. Pero lo que me preocupa es el ángulo, theta, al que se eleva la masa. Seguramente tiene algún efecto en el centro de masa y, por lo tanto, en la distribución del peso.
De todos modos, si alguien pudiera arrojar algo de luz sobre cómo calcular la fuerza ejercida por la esquina inferior izquierda de la masa en el poste en términos de M y theta, sería increíble, ¡gracias!
Este es el comienzo de un diagrama de cuerpo libre.
Cada fuerza de contacto y actúa sobre la dirección normal de contacto. Para esto es vertical y para esto es perpendicular a la palanca. El peso actúa sobre el centro de masa. Ahora tienes que agregar fricción a los contactos como se muestra con fuerza . Aquí la fricción se muestra con un valor positivo que actúa hacia la derecha, aunque esperamos que la fricción real se oponga un poco, por lo que el resultado debería ser un valor negativo para . No importa ya que las ecuaciones terminan siendo las mismas.
Encuentra la solución como si hubiera una fricción infinita disponible al hacer que la suma de las fuerzas y la suma de los momentos sea igual a cero. El punto en el que sumas los torques no importa. Tienes tres ecuaciones (dos fuerzas + un par) y tres incógnitas, , y . Los detalles son solo trigonometría para obtener las direcciones de fuerza y los brazos de momento correctamente.
Si tienes un coeficiente de fricción finito entonces tapas tal que
El resultado sería una aceleración horizontal ya que las fuerzas ya no sumarían cero.
Juan Alexiou
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Juan Alexiou