¿Ignoramos el peso de la varilla en el sistema de bloque de resorte vertical?

Problema: El primer resorte se coloca en el medio de la varilla y el segundo en el extremo como se muestra en la figura. Si se levanta ligeramente el extremo de la varilla y se suelta, determine la frecuencia angular de las pequeñas oscilaciones.

Cifra

Mi profesor dijo: "Ignoramos el peso ya que el alargamiento inicial del resorte será cancelado por el peso de la barra", y por lo tanto, sus ecuaciones diferenciales de movimiento no contienen ningún término de gravedad, mientras que las mías sí.

¿Alguien podría decir o, con suerte, explicar cuál de nosotros tiene razón?

Respuestas (2)

Las fuerzas estáticas en la estructura son indeterminadas. No se dan las longitudes sin estirar de los resortes y la posición de los puntos fijos, por lo que no conoce las tres fuerzas de reacción en la varilla ni los momentos de flexión dentro de la varilla.

Sin embargo, todas esas fuerzas se cancelan en las ecuaciones dinámicas de movimiento, exactamente de la misma manera que lo hacen en la ecuación estática.

Tal vez su confusión se deba a que incluyó algunas de las fuerzas estáticas (es decir, el peso) pero ignoró las demás y, por lo tanto, cree que el movimiento depende del peso.

Tenga en cuenta que, por supuesto, el movimiento depende de la masa de la barra (y presumiblemente I en la figura está el momento de inercia de la barra con respecto al pivote en el extremo izquierdo), ¡pero la masa y el peso son dos cosas diferentes!

Esta frase "el extremo de la varilla se levanta ligeramente y se suelta"

presumiblemente significa, "ligeramente levantado (desde la posición de equilibrio)..."

La extensión/compresión de los resortes se ajustaría para tener en cuenta el peso de la varilla, antes de la ligera elevación.

Así que tu maestro tenía razón.

Después de ser liberados, es solo el cambio en la extensión o compresión de los resortes lo que importa, no cuánto se extendieron o comprimieron para empezar. Por lo tanto, no se necesita un término de gravedad; sin embargo, necesitaría un término de masa o momento de inercia de la barra.

Gracias por la respuesta. mi intuición me dice que ayuda a que baje la vara y la estorba para que suba. Entonces, ¿la gravedad no afecta el movimiento de "estado estable", por así decirlo, en absoluto?
@ Ait-Gacem Nabil Habría una compresión adicional del resorte debajo proporcionando, digamos 6 norte hacia arriba y un estiramiento adicional del resorte por encima proporcionando, por ejemplo, 4 norte hacia arriba, ambos antes del "ligero tirón hacia abajo". Estas fuerzas equilibrarían el peso. Entonces digamos que el pull down fue 0.5 C metro proporcionando una fuerza extra de cada resorte y se vuelven 6.1 norte y 4.2 norte , entonces la fuerza neta hacia arriba sigue siendo del 0.1 norte y 0.2 norte como el 6 norte y 4 norte las partes simplemente equilibran el peso como antes...