¿Por qué se conserva el momento angular con relación a este punto?

tengo este sistema:

diagrama de problemas de fisica

Es un hecho que la masa metro gira alrededor del eje vertical con velocidad constante, y que θ = 30 inicialmente. Luego, la cuerda sin masa se tira hacia arriba, hasta que el ángulo θ se convierte 60 .

Luego, el problema pregunta sobre algunas cantidades, pero una parte clave de la solución es que el momento angular de la masa metro con relación al punto alrededor del cual gira (es decir, el centro del círculo punteado, no el punto O en el techo) se conserva. Pero ¿por qué es eso? Eso no me parece obvio en absoluto.

De hecho, tengo entendido que el momento angular con relación a O se conservaría: de hecho, cuando tiramos de la cuerda hacia arriba, solo estamos creando una fuerza de tensión F en la dirección de la cuerda. Por lo tanto el vector r conectando O a metro , y el vector F , son paralelos. Eso significa que el par τ = r × F aplicado a metro con relación a O sería cero, por lo que debe conservarse el momento angular. ¿Qué parte de ese razonamiento es defectuosa? ¿Por qué la cantidad de movimiento en relación con el centro del círculo punteado (alrededor del cual metro rota) conservado en su lugar?

Respuestas (1)

La respuesta es muy simple, pero solo después de darte cuenta de una cosa.

La clave es que no estás teniendo en cuenta el peso . La masa tiene un peso hacia abajo. Ahora, el punto es que la fuerza de tensión es tal que la fuerza resultante apunta al centro del círculo punteado.

Esa es la idea que muchas veces no se menciona, y es fundamental para entender este tipo de problemas. Sabemos que la pelota gira alrededor del círculo. Si la pelota gira a su alrededor, debe existir una sola fuerza centrípeta. Si hubiera otras fuerzas, la trayectoria no sería ese círculo. En consecuencia, la única fuerza debe ser la centrípeta, por lo que la tensión debe ajustarse de modo que la resultante F t mi norte s + F w mi i gramo h t = F C pag

Ahora, si ves que solo hay una fuerza resultante, apuntando solo al centro del círculo, puedes ver que L se conserva con respecto a ese punto.