martes, 2 de junio de 2015

Problemas con poleas



Ejemplo I)


En la parte superior de la fotografía de la pizarra se trata el estudio del caso de una polea ideal de masa nula ( que no gira ) y en la inferior el caso de una polea con masa no despreciable ( considerando su giro ). En el primer caso (la polea no gira y la cuerda se desliza sin rozamiento por la ranura), con los datos del problema ( el radio de la polea y las masa de los cuerpos que cuelgan de la cuerda), el sistema de ecuaciones planteado permite calcular la tensión de la cuerda y la aceleración lineal de los cuerpos, que naturalmente es la misma. En el segundo caso ( la polea gira ), partiendo de los datos ( momento de inercia de la polea, masa de los dos cuerpos que cuelgan de la cuerda ), el sistema de ecuaciones planteado permite calcular las tensiones, la aceleración lineal y la aceleración angular de la polea.

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Ejemplo II)



En ambos casos, ahora, las cuerdas están enrolladas en las correspondientes partes cilíndricas de la polea; éstas, por tanto, giran solidariamente por efecto del peso de los cuerpos que cuelgan de los extremos. En el primer caso, ambas cuerdas se desenrollan en el mismo sentido; en el segundo, mientras una se enrolla ( la que corresponde al cuerpo de menor masa que cuelga de ella ), la otra ( de la que pende el cuerpo de mayor masa ) se desenrolla. En cualquiera de los dos casos, la polea ( formada por los dos cilindros unidos en una sola pieza ) gira siempre en el mismo sentido. En cada una de las situaciones ( reseñadas en la imagen con A y B ), y a partir de los datos ( los radios de los dos cilindros que componen la polea, las masa de los cuerpos que cuelgan de las cuerdas, el momento de inercia de la polea ) los respectivos sistemas de ecuaciones planteados permiten calcular las tensiones, las aceleraciones lineales y la aceleración angular de la polea.

[nota del autor]