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4.8. Rodadura permanente de un disco

De Laplace

(Diferencias entre revisiones)
(Velocidades)
Línea 20: Línea 20:
:por lo que su velocidad vale
:por lo que su velocidad vale
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<center><math>\vec{v}^A = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ 0 & -v_0 & 0 \end{matrix}\right| = \vec{0}</math></center>
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<center><math>\vec{v}^A = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ 0 & -R & 0 \end{matrix}\right| = \vec{0}</math></center>
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;Punto B:
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<center><math>\overrightarrow{OB}=R\vec{\imath}</math>{{qquad}}{{qquad}}<math>\vec{v}^B = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OB}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ R & 0 & 0 \end{matrix}\right| = v_0(\vec{\imath}-\vec{\jmath})</math></center>
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;Punto C:
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<center><math>\overrightarrow{OC}=R\vec{\jmath}</math>{{qquad}}{{qquad}}<math>\vec{v}^C = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ 0 & R & 0 \end{matrix}\right| = 2v_0\vec{\imath}</math></center>
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;Punto D:
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<center><math>\overrightarrow{OB}=-R\vec{\imath}</math>{{qquad}}{{qquad}}<math>\vec{v}^B = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OB}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ -R & 0 & 0 \end{matrix}\right| = v_0(\vec{\imath}+\vec{\jmath})</math></center>
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==Aceleraciones==
==Aceleraciones==
[[Categoría:Problemas de cinemática del sólido rígido (G.I.T.I.)]]
[[Categoría:Problemas de cinemática del sólido rígido (G.I.T.I.)]]

Revisión de 20:25 13 nov 2010

1 Enunciado

La rodadura permanente de un disco de radio R sobre una superficie horizontal puede describirse mediante el campo de velocidades

\vec{v}^P = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OP}\qquad\vec{v}^O = v_0\vec{\imath}\qquad\vec{\omega}=-\frac{v_0}{R}\vec{k}

donde la superficie horizontal se encuentra en y = − R.

  1. Determine, para un instante dado, la velocidades de los puntos A, B, C y D situados en los cuatro cuadrantes del disco.
  2. Calcule la aceleración de estos puntos para el mismo instante, suponiendo v0 = cte.

2 Velocidades

Para cada uno de los puntos, basta aplicar la fórmula correspondiente

Punto A
Su vector de posición relativa es
\overrightarrow{OA}=-R\vec{\jmath}
por lo que su velocidad vale
\vec{v}^A = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ 0 & -R & 0 \end{matrix}\right| = \vec{0}
Punto B
\overrightarrow{OB}=R\vec{\imath}        \vec{v}^B = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OB}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ R & 0 & 0 \end{matrix}\right| = v_0(\vec{\imath}-\vec{\jmath})
Punto C
\overrightarrow{OC}=R\vec{\jmath}        \vec{v}^C = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ 0 & R & 0 \end{matrix}\right| = 2v_0\vec{\imath}
Punto D
\overrightarrow{OB}=-R\vec{\imath}        \vec{v}^B = \vec{v}^O +\vec{\omega}\times\overrightarrow{OB}=v_0\vec{\imath}+\left|\begin{matrix}\vec{\imath} & \vec{\jmath} & \vec{k} \\ 0 & 0 & -v_0/R \\ -R & 0 & 0 \end{matrix}\right| = v_0(\vec{\imath}+\vec{\jmath})

3 Aceleraciones

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