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TENSIÓN Y MOVIMIENTO CIRCULAR

Temas
  • Leyes de Newton

  • Movimento Circular

Descripción

En este experimento se muestra cómo es posible mantener colgando una masa a través hacer rotar una masa menor con una cuerda.

Explicación y Teoría

La masa pequeña superior de masa m describe un movimiento circular. Por lo tanto, lo más conveniente es utilizar coordenadas polares. En este caso, se tiene que la posición de esta se encuentra dada por:

 

 

Donde R es el radio del circulo que describe. Luego, si derivamos obtenemos su velocidad

 

 

Finalmente, podemos obtener la aceleracion de la particula derivando una vez más

 

 

Como se puede observar, existe una aceleración en el eje radial. En este eje, actúa la fuerza dada por la tensión, en dirección -rho^. Luego, se tiene que la tensión de la cuerda está dada por:

 

Luego, se puede observar que la tensión de la cuerda depende de la masa pequeña, pero también de su velocidad y radio de curvatura. La cuerda transmite la tensión hasta la masa más grande (M), sobre esta masa actúa la tensión de la cuerda y su peso. Si esta masa M se mantiene en equilibrio, se tiene que

 

 

Igualando ambas ecuaciones, tenemos que

 

 


Es decir, es posible levantar prácticamente cualquier peso, siempre y cuando se cumpla la relación anterior descrita y la cuerda resista tal tensión.

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