Masa girando alrededor de una mano
De Laplace
1 Enunciado
Una masa de 0.5 kg situada en el extremo de una cuerda de 50 cm de longitud se hace girar horizontalmente con la mano de manera que da 2 vueltas por segundo. ¿Puede estar la cuerda completamente horizontal? Determine la tensión de la cuerda y el ángulo que forma con la horizontal.
2 Solución
La masa realiza su movimiento circular como consecuencia de la acción de dos fuerzas: su peso y la tensión de la cuerda
El peso va en la dirección vertical
mientras que la tensión va en la dirección de la cuerda y por tanto tiene una componente radial hacia adentro y otra vertical hacia arriba. Si φ es el ángulo que el hilo forma con la horizontal, la tensión se escribe
Por último, la aceleración en un movimiento circular uniforme es puramente radial y hacia adentro, siendo su módulo proporcional al radio de la circunferencia y al cuadrado de la velocidad angular
aquí R no es la longitud de la cuerda, sino el radio de la circunferencia. Este se relaciona con la longitud por
Sustituyendo todo es to en la ecuación de movimiento queda
Igualando componente a componente
