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3.13. Partícula motorizada en aro (Ex.Ene/13)

De Laplace

Revisión a fecha de 12:59 20 feb 2013; Enrique (Discusión | contribuciones)
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Enunciado

Una partícula P\,, de masa m\,, está ensartada sin rozamiento en un aro fijo de radio R\,, el cual se halla situado en el plano horizontal OXY\, y tiene su centro en el origen de coordenadas O\,. Un motor ejerce una fuerza tangencial sobre la partícula, y como resultado ésta se mueve en sentido antihorario con una velocidad angular (escalar) que es función de la posición:


\omega=\sqrt{K\theta} \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(\theta\geq 0)

donde K\, es una constante positiva conocida, y el ángulo \theta\, (definido en la figura) es el parámetro utilizado para describir la posición de la partícula sobre el aro.

  1. Determine la aceleración angular en función de la posición. ¿Qué tipo de movimiento circular realiza la partícula?
  2. Halle las componentes intrínsecas de la aceleración lineal en función de la posición.
  3. Calcule el trabajo que realiza el motor sobre la partícula al moverse ésta desde \theta=0\, hasta \theta=(\pi/2)\,\mathrm{rad}\,.
  4. Determine la fuerza de reacción vincular ejercida por el aro sobre la partícula para la posición \theta=(\pi/4)\,\mathrm{rad}\,.

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