Torque y una polea

Se supone que debo encontrar, simbólicamente, cuál es el momento de inercia de la polea. T 1 , T 2 , r , y a . Obviamente la ecuación base sería la suma de los torques igual I α .

Tengo la respuesta, pero no entiendo una parte. ¿Por qué exactamente es la suma de los pares T 2 r T 1 r ? Es obvio que el par neto es τ 2 τ 1 , pero ¿por qué el par que usa la tensión es igual a T 1 r y T 2 r ?

r sería desde el centro del eje de la polea hasta el centro de la cuerda en el canal de la polea.
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Esto está muy bien discutido en este artículo .

Respuestas (2)

El par que se aplica a la polea es creado por la fricción entre la cuerda y la polea. La cuerda no tiene masa pero tiene aceleración. Entonces, la fuerza y ​​​​el par que se le aplican deben ser cero.

τ = I α , I = 0 τ = 0
El diagrama de cuerpo libre de la cuerda se muestra a continuación:

ingrese la descripción de la imagen aquí

si escribimos τ sobre el centro de la polea, entonces tenemos:

τ = T 2 r 0 θ r d F F T 1 r = 0
Considere eso norte = 0 θ d norte pasa desde el centro de la polea y su torque es cero (todos d norte s pasan desde el centro de la polea). Entonces tenemos:
0 θ r d F F = ( T 2 T 1 ) r
Y de acuerdo con la tercera ley de newton, este par se aplica a la polea en dirección inversa.

El par es la fuerza multiplicada por la distancia desde el punto de rotación. (Más específicamente, es el producto cruz.) La distancia desde el punto de rotación es solo r , y las fuerzas son T 1 y T 2

Entonces,

τ 1 = T 1 r

y

τ 2 = T 2 r