E3.3.- Una partícula A se suelta partiendo del reposo (respecto al disco) en la posición C y desliza en la acanaladura inclinada hacia el centro "O" del disco, mientras éste gira con velocidad angular constante . Si el rozamiento es despreciable, determinar el tiempo "t" requerido para que la partícula alcance "O", y especificar el valor limite a partir del cual la partícula no se moverá hacia el centro.

  

  

  

Figura P3-3

Solución

1).- D.C.L.:

  

  

  

  

  

2).- Relaciones Cinemáticas (el marco móvil es el disco):

a).- Movimiento del punto de referencia "O" y del marco móvil disco:

b).- Movimiento de "A" respecto al disco:

c).- Movimiento de "A" en el marco inercial :

Donde:

Luego la aceleración de la partícula A es:

(0)

3).- Relaciones cinéticas:

(1)

Solución de la ecuación diferencial (1), es:

a).- Su solución complementaria, es:

b).- Su solución particular, es:

()

Derivando () dos veces, respecto al tiempo y reemplazando en (1)

Luego la solución de (1), es:

(2)

Derivando (2) respecto al tiempo:

(3)

Cálculo de las constantes: Si para t = 0

En (2):

En (3):

Luego en (2) y (3):

(4)
(5)

4).- Cálculo de "t", si x = 0:

En (4):

Haciendo:

Luego:

(Unidades de tiempo)

5).- Cálculo del valor de a partir del cual no habrá movimiento relativo respecto al disco:

En (5):

Para que haya movimiento de la partícula, con respecto al disco, debe cumplirse:

(Unidades de velocidad angular)


 

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