Autor Tema: Ejercicio 2 sobre catenaria

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04 Mayo, 2025, 11:40 pm
Respuesta #10

Masacroso

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Me parece un ejercicio sumamente interesante. Me lo guardo para intentar resolverlo en un futuro próximo. Seguramente sea más fácil de lo que pensamos, en principio no tenemos que dar la forma que adopta el cable, sólo su longitud, así que quizá sólo haya que tener en cuenta el peso del cable para resolverlo.

Igualmente me parece sumamente interesante plantear una manera de hallar o aproximar la forma que adopte el cable, esto quizá se pueda hacer con un límite, ya que conociendo el largo del cable y \( L \) entonces la densidad discontinua del cable (discontinua debido a la carga puntual en el medio) se puede aproximar por una continua y "resolver" las ecuaciones de Euler-Lagrange para hallar una parametrización aproximada de la curva que adopta.

05 Mayo, 2025, 12:23 am
Respuesta #11

Richard R Richard

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 Hola, gracias por el grafico ani_pascual y la explicación, si entendí bien, entonces $$y_0$$ sería la altura de una catenaria compuesta solo de la soga virtual de densidad lineal $$q$$, pasaría por los puntos $$(x_c,y_c)$$ y por $$(x_B,y_B)$$ , digamos es la que provoca la misma deformación que la carga puntual en $$C$$ y la masa de la soga simétrica, En el punto $$(0,y_0)$$ la pendiente es nula no?.


Aun no entiendo por qué surge esa distancia $$s_c=L$$ pero revisaré con mas calma. Vi como lo has definido, pero  creo que no entiendo el fundamento de la proporcionalidad entre longitud de cuerda y la altura virtual $$y_0$$.


Y viendo esos detalles que quizá a nadie interesan (o bien los desprecian o pasan por alto) pero a mí me parecen curiosos o podría decirse que busco la quinta pata al gato, es que el tramo entre $$x_B$$ y la polea a su derecha , tambien debe producir una catenaria, y además que la soga vertical entre la polea y la masa de $$3qL$$  hay una longitud de cuerda arbitraria  que tambien aporta masa... por lo que T no es exactamente de valor $$3qL$$   si no levemente superior , aunque no sabemos por dato la longitud de la soga total... pero bueno cosas de los enunciados supongo. No es una critica sino las cosas con que me embrollo innecesariamente por novato.

Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

05 Mayo, 2025, 12:57 am
Respuesta #12

ani_pascual

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Hola:
Hola, gracias por el grafico ani_pascual y la explicación, si entendí bien, entonces $$y_0$$ sería la altura de una catenaria compuesta solo de la soga virtual de densidad lineal $$q$$, pasaría por los puntos $$(x_c,y_c)$$ y por $$(x_B,y_B)$$ , digamos es la que provoca la misma deformación que la carga puntual en $$C$$ y la masa de la soga simétrica, En el punto $$(0,y_0)$$ la pendiente es nula no?.
Eso es.
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Aun no entiendo por qué surge esa distancia $$s_c=L$$ pero revisaré con mas calma. Vi como lo has definido, pero  creo que no entiendo el fundamento de la proporcionalidad entre longitud de cuerda y la altura virtual $$y_0$$.
Cuando tenga un rato intentaré explicar un poco.
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Y viendo esos detalles que quizá a nadie interesan (o bien los desprecian o pasan por alto) pero a mí me parecen curiosos o podría decirse que busco la quinta pata al gato, es que el tramo entre $$x_B$$ y la polea a su derecha , tambien debe producir una catenaria, y además que la soga vertical entre la polea y la masa de $$3qL$$  hay una longitud de cuerda arbitraria  que tambien aporta masa... por lo que T no es exactamente de valor $$3qL$$   si no levemente superior , aunque no sabemos por dato la longitud de la soga total... pero bueno cosas de los enunciados supongo. No es una critica sino las cosas con que me embrollo innecesariamente por novato.
Según el enunciado, el cable que sale del apoyo \( B \) hasta la polea y que sujeta el bloque de masa \( 3qL \) es ideal, inextensible y carente de masa.  ;)
Saludos

05 Mayo, 2025, 01:18 am
Respuesta #13

Richard R Richard

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que es móvil, y está conectado mediante un cable ideal (inextensible y carente de masa) con un bloque de peso \( 3qL \).

Llamale ceguera o vejez, pero solo leo hasta la primer coma , luego mi cerebro ya tiene los datos necesarios para resolver cualquier problema  e inventar todos los demás datos incensarios.  :banghead: 

Ahora me invento que justo B está en la unión del cable ideal con la soga  y capaz que lo saco. ::)
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

11 Mayo, 2025, 02:10 pm
Respuesta #14

JCB

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Hola a tod@s.

Recientemente, he encontrado esta página: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/solido/catenaria/catenaria_1.html

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.

12 Mayo, 2025, 10:30 am
Respuesta #15

Marcos Castillo

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Estimado Rincón


Si suponemos que la ecuación de la catenaria correspondiente al tramo del cable \( CB \) es \( y=y_0\cosh\left(\dfrac{x}{y_0}\right)  \), se verifica que la componente horizontal de la tensión en el apoyo \( B \) es \( T_{B_x}=3qL \) o equivalentemente \( qy_0=3qL \) de donde \( y_0=3L \).
Por otra parte, en el punto \( C \) se cumple que \( 2T_{C_y}=2qL\Longleftrightarrow qs_C=qL\Longleftrightarrow s_C=L\Longleftrightarrow y_0\sinh\left(\dfrac{x_C}{y_0}\right)=L\Longleftrightarrow 3L\sinh\left(\dfrac{x_C}{3L}\right)=L \) y así es \( \sinh\left(\dfrac{x_C}{3L}\right)=\dfrac{1}{3} \) luego \( x_C=3L\sinh^{-1}\left(\dfrac{1}{3}\right)=0,982L \). Por tanto, \( y_C=y_0\cosh\left(\dfrac{x_C}{y_0}\right)=\cdots=3,162L \).
Por otro lado, \( x_B-x_C=\dfrac{L}{2}\Longrightarrow x_B=\dfrac{L}{2}+x_C=1,482L \) con lo que es \( y_B=y_0\cosh\left(\dfrac{x_B}{y_0}\right)=\cdots=3,374L \) y con estos datos se tiene...
1) \( s_{CB}=s_B-s_C=s_B-L=y_0\sinh\left(\dfrac{x_B}{y_0}\right)-L=\cdots =0,543L \) de donde la longitud total del cable será el doble, es decir, \( l=2s_{CB}=\boxed{1,086L} \)
2) \( f=y_B-y_C\Longleftrightarrow \boxed{f=0,212L} \)


Perfecto desde mi punto de vista. He tenido que echar un vistazo a https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=128828.0, porque tenía mis dudas sólo en un detalle: \( T_{B_x}=q\cdot{y_0} \):

Intento

Tanto la tensión, como la fuerza, o el peso, se miden en Newtons; luego

\( [T]=[y_0][q]=[L]\cfrac{[M][L]}{[T]^2}[L]^{-1}=\cfrac{[M][L]}{[T]^2} \)

Newtons dimensionalmente.

Un saludo

Gracias, Richard R Richard

12 Mayo, 2025, 11:41 am
Respuesta #16

Richard R Richard

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Tanto la tensión, como la fuerza, o la gravedad, se miden en Newtons; luego

Yo corregiría el párrafo así

Tanto la tensión, como la fuerza, o el peso, se miden en Newtons; luego...
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)