¿Por qué las tensiones en la polea son diferentes cuando la polea tiene una masa o un momento de inercia?

Cuando dos bloques están conectados por una cuerda que pasa sobre una polea cuyo momento de inercia se da (significa que la polea no tiene masa), ¿por qué la cuerda no tiene las mismas tensiones? ¿Cuál será la dirección de la fricción durante la rotación, si la hay? (entre cuerda y polea)

Respuestas (3)

Los problemas que representan situaciones en las que las tensiones son las mismas en las cuerdas a ambos lados de la polea son situaciones ideales. Se establece así para minimizar cualquier complejidad que pueda surgir si la polea gira. Ahora, si las tensiones no fueran iguales en ambos lados, la polea experimentaría un par neto distinto de cero y, por lo tanto, una aceleración angular neta y finalmente giraría. Además, estos son casos en los que las poleas tienen fricción entre su borde y la cuerda ... si no hubiera fricción en el borde de la cuerda interfaz la polea no giraría y su masa se volvería irrelevante.ingrese la descripción de la imagen aquí

Debido a que la polea posee masa, debe aplicarle un par neto distinto de cero para aumentar su aceleración angular (suponiendo que ese sea el objetivo aquí). Si las tensiones fueran las mismas en ambos lados del punto de contacto entre la cuerda y la polea, no habría aceleración angular.

Incluso si las tensiones son iguales allí, habría un par neto ya que las tensiones (iguales en magnitud) tienen una dirección opuesta al centro de la polea, lo que conduciría a un par neto distinto de cero.
Es posible que puedan ejercer una fuerza neta sobre la polea, causando así una aceleración lineal, pero si los pares aplicados son de igual magnitud, no debería haber aceleración rotacional.
Creo que estás diciendo lo contrario. Si las tensiones son iguales en magnitud y opuestas en dirección, la fuerza neta será cero, pero el par neto depende del origen elegido y, en este caso, el par neto sobre el origen, que es el centro de la polea, no es cero si las tensiones son iguales. .
Si son completamente opuestos (es decir, forman un ángulo de 180 grados), entonces no ejercerán fuerza neta ni momento de torsión neto. Si no, ejercerán una fuerza neta. Tomemos, por ejemplo, el dibujo de la izquierda en la respuesta actualmente aceptada. Aunque las tensiones son iguales en magnitud, todavía ejercen una fuerza neta hacia abajo sobre la polea.
Es posible que se esté confundiendo acerca de cómo se define la dirección del par. En este caso, los pares son en sentido horario o antihorario. Si la suma de los pares en el sentido de las agujas del reloj es igual a la suma de los pares en el sentido contrario a las agujas del reloj, el par neto es cero.
En realidad, pensé estúpidamente que las tensiones estarían en una dirección opuesta, lo que obviamente era incorrecto. PERO si (no relacionado con este problema) actúan 2 fuerzas sobre un cuerpo que son iguales en magnitud pero opuestas en dirección, entonces su fuerza neta sería cero, no necesariamente el par neto

Se puede entender de la siguiente manera que las tensiones en las cuerdas en ambos extremos son diferentes debido a la fricción entre las cuerdas y la polea, lo que permite que la polea gire junto con la cuerda. Además, si las tensiones fueran las mismas, no actuaría ningún par neto y el sistema permanecería estacionario... (Las tensiones en ambas cuerdas serían las mismas si no hubiera fricción y la cuerda simplemente se habría deslizado sin ninguna rotación en la polea y no tendría relación con la masa de la polea o su momento si es de inercia).

¿Por qué las tensiones en la polea son diferentes cuando la polea tiene una masa o un momento de inercia?
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