Problemas del cuerpo rotacional a velocidad uniforme [cerrado]

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En esta figura, 1.5 kg masa está conectada a un 2 kg masa a través de una cuerda inflexible. El 1.5 kg masa está en la superficie de una mesa y a través de un agujero en la mesa la cuerda bajó y 2 kg la masa cuelga de esa cuerda. 1.5 kg la masa ahora gira a una velocidad uniforme y su coeficiente de fricción deslizante m k = 0.2

Preguntas:

  1. Escriba la ecuación de Newton para la 1.5 kg masa moviéndose a una velocidad uniforme.

Mi intento: Creo que están pidiendo Ecuaciones de movimiento angular (¿Qué más podría ser?). Pero si algo se mueve a una velocidad uniforme, ¿significa que tiene una velocidad angular uniforme? Si es así, entonces la única ecuación en la que puedo pensar es θ = θ 0 + ω t dónde θ 0 y θ son la posición inicial y final del 1.5 kg masa respectivamente. ¿Es correcta mi suposición? ¿Cómo puedo mejorarlo?

  1. ¿Cuál es el trabajo realizado debido a la rotación de la velocidad uniforme de 1.5 kg ¿masa?

Mi intento: Ahora estoy un poco confundido aquí. En el contexto original, mencionan el coeficiente de fricción por deslizamiento. Eso significa que hay fricción presente en nuestra consideración. Si solo considero el trabajo realizado debido a la fuerza centrípeta, sería 0 porque 90 ° ángulo. Pero si la fricción está presente, ¿deberíamos considerar que se aplica un par adicional al 1.5 kg masa para mantener su velocidad uniforme?

  1. Si queremos mantener 2 kg masa estacionaria en su lugar (que está colgando) entonces, ¿cuál debería ser la velocidad de 1.5 kg ¿masa?

Mi intento: Aquí, consideré por 2 kg masa el movimiento resultante es cero, lo que significa que su aceleración ( a ) sería cero. Entonces, si consideramos la fuerza de tensión de la 1.5 kg masa para mantener 2 kg la masa de la caída es L, entonces 2 × 9.8 − L = metro a = 2 × 0 ⟹ L = 19.6 norte . Pero ¿de dónde viene la fuerza de tensión? 1.5 kg ¿viene de? Pensé que era de la fuerza centrífuga (o centrípeta). Pero, ¿debo tener en cuenta la fricción ahora? Si la fricción si F k entonces puedo escribir esto metro v 2 r − F k − L = 0 en el siguiente paso para averiguar la velocidad de la 1.5 kg ¿masa?

  1. Si la velocidad de 1.5 kg disminución de masa debido a la fricción, luego dibuje el gráfico de Velocidad vs. Tiempo efectivo de la 2 kg masa.

Mi intento: Al igual que la tercera pregunta, consideraría

2 × 9.8 − L = metro a = 2 ⋅ a
Para el 2 kg masa pero aquí a no es 0 . Ahora, ¿cómo puedo intentar dibujarlo?

Por favor ayúdenme a resolver mi pregunta. Estoy luchando con eso durante horas. Incluso si puede responder 1 o 2 preguntas, hágalo. Necesito tu ayuda desesperadamente.

¡Hola y bienvenidos a Physics Stack Exchange! La tarea y las preguntas de "revisar mi trabajo" deben referirse a un concepto de física específico y mostrar algún esfuerzo para resolver el problema. Queremos que nuestras preguntas sean útiles para la comunidad en general y para los futuros usuarios. Lea esta publicación sobre cómo hacer preguntas sobre la tarea y esta publicación sobre preguntas sobre "revisar mi trabajo".
Hay otra pregunta interesante (pregunta 5) que le recomiendo que intente después de haber resuelto las primeras 4 preguntas, que es encontrar la frecuencia de las pequeñas oscilaciones del sistema sobre el punto de equilibrio (suponga que la mesa no tiene fricción), en la dirección de la cuerda Eso es el 2 kg la masa oscila en la dirección vertical pura (hacia arriba y hacia abajo).
@VincentThacker, entonces nadie me responde. Veo a alguien votado abajo también. No soy un hablante nativo de inglés. Traté de traducirlo lo mejor posible.
Como he explicado anteriormente, pedir ayuda con la tarea está fuera de tema aquí. No respondemos tales preguntas.
Reenvío de physics.stackexchange.com/questions/652252/… con una cuenta diferente. Por favor, no multiplique sus preguntas así.

Respuestas (1)

1: La ecuación de Newton tendría dos componentes. Para mantener la aceleración centrípeta se necesita una tensión en la cuerda T = m v 2 /R. Para contrarrestar la fricción y mantener una velocidad constante, necesita una fuerza tangencial externa F = m k mg. 2. La fuerza externa suministra potencia = Fv. 3. Establezca T = (2 kg)g para soportar el peso de la masa inferior. 4. Sin la fuerza externa, el par de torsión de la fricción causaría una disminución en el momento angular, una disminución en la tensión, una disminución en el radio y permitiría que la masa inferior acelere hacia abajo. Partiendo del equilibrio, su velocidad hacia abajo comenzaría en cero y aumentaría con el tiempo (de una manera compleja y terminaría en cero cuando la masa superior golpee el agujero). Establecí una simulación numérica de este sistema usando un sistema xy fijo con su origen en el agujero. Dejo t = 0 cuando se eliminó la fuerza externa y Δt = 0.01 seg. La masa superior comenzaba en x = 0,5 m y y = 0 con un equilibrio v y de 2.556 m/s. Siguió una trayectoria en espiral hacia el origen, completando un ciclo en t = 1,09 s y cruzando el eje x a 0,3 m con una velocidad de 1,95 m/s. La velocidad descendente de la masa colgante aumentó lentamente, alcanzando un máximo de 0,34 m/s justo antes del primer medio ciclo y luego disminuyó aún más lentamente después de eso.

Gracias hombre. Me salvaste. Por cierto, ¿cuáles son los componentes de la ecuación de Newton? ¿Y qué significa exactamente la ecuación de Newton en mi pregunta?
¿Cuál es la relación entre el momento angular y la tensión?
La ecuación de Newton implica fuerzas (en este caso, radiales y tangenciales), la suya era una ecuación cinemática. En este caso, el momento angular es mvR y la tensión es m v 2 /R. No tengo tiempo para trabajar en los detalles de la pregunta (4) y, en cualquier caso, los monitores aparentemente sintieron que mi respuesta original era demasiado completa.
¿Por qué tomaría en consideración ecuaciones de fuerza donde la velocidad es constante?
¿Cómo afecta la fricción al momento angular? Cuando el coeficiente de fricción por deslizamiento m k = 0.2
Problemas del cuerpo rotacional a velocidad uniforme [cerrado]
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