[dakgabry]

Hola me dirijo a ustedes porque he estado haciendo varios problemas del tema de dinámica y me he encontrado con uno que no sé qué fuerzas actuan sobre la particula porque me lio mucho cuales son las que actuan sobre la masa m , el dibujo lo adjunto para que podais ver cual es la situación , el ejercicio es el siguiente :

Una barra doblada (tal como se indica en la figura

 que adjunto , E= ángulo que forma la barra doblada) gira con una velocidad angular constante \( \overrightarrow{w} \) . En el extremo de la barra se encuentra ensartada una pequeña bola de masa \( m \). Determinar :

1) La fuerza que ejerce la barra sobre la partícula.
2) La velocidad angular con la que el sistema debe girar para que la bola comience a resbalar y caiga . El coeficiente de rozamiento estático \( \mu_e \) entre la bola y la barra es conocido.
lo que me pide en el 2 es otra cosa que no entiendo porque no se que fórmula poder aplicar ni que hipotesis podria utilizar  , yo hasta donde he podido hacer es aplicar el 2º principio de Newton pero claro no sé si esas son todas las fuerzas que actuan o no.

Si alguien pudiera ayudarme se lo agradecería.
Un saludo y muchas gracias de antemano .

[aladan]

Hola
He necesitado releer el enunciado para comprender el problema, la clave ha estado en el término ensartada. La barra pasa a través del agujero que tiene la bola. El rozamiento bola barra se produce en el interior de ese agujero de la bola y el exterior de la barra.

Con la barra girando alrededor de su parte vertical, en la bola tenemos que considerar las siguientes fuerzas:

1.- Peso de la bola
2.- Fuerza centrifuga
3.- Fuerza de rozamiento

Todas estas fuerzas interesa descomponerlas en sus componentes, según lsos ejes definidos por la barra( parte doblada) y perpendicular a ella.

Voy a intentar reflejar esto en un dibujo y en cuanto pueda te lo adjunto.

                                                               

En los datos tienes información suficiente para evaluar esas fuerzas asi como su descomposición, dime si ahora puedes abordar el problema.
Saludos

[dakgabry]

creo que para el apartado 1 despejaria la fuerza centrípeta de la ecuación resultante del 2 principio de newton y esa sería la fuerza que ejerce la barra sobre la partícula pero la 2 parte de la velocidad angular no sabría como hacerlo ya que no se que condiciones me dan para hallar dicha velocidad angular  ,  muchas gracias por todo y un saludo

[aladan]

creo que para el apartado 1 despejaria la fuerza centrípeta de la ecuación resultante del 2 principio de newton y esa sería la fuerza que ejerce la barra sobre la partícula pero la 2 parte de la velocidad angular no sabría como hacerlo ya que no se que condiciones me dan para hallar dicha velocidad angular  ,  muchas gracias por todo y un saludo

Creo que estás un poco confundido, en la primera cuestión de este problema, entiendo te piden el análisis cualitativo de las fuerzas que interveienen, nunca un valor porque no tienes datos numericos.
El peso de la bola, tiene dos componentes, mira el dibujo, una paralela a la barra, P1,y otra perpendicular a la barra,P2

                             \( P_1=Pcos E=mgcos E \)       \( P_2=Psen E=mgsen E \)   

La fuerza centrifuga \( F_c \) originada por el giro, tira horizontalmente de la bola hacia afuera, también presenta dos componentes, una paralela a la barra, \( F_{c1} \) y otra perpendicular a la barra, \( F_{c2} \), opuesta a \( P_2 \). Llamando r a la distancia de la bola a la parte vertical de la barra, que actua de eje de giro, estas fuerzas se calculan así

\( F_c=mw^2r \)                \( F_{c1}=F_csen E \)        \( F_{c2}=F_ccos E \)

La suma de  \( F_{c1} \) y  \( P_1 \), intenta que la bola salga de la barra, ¿quien se opone?, la fuerza de rozamiento \( F_r \) existente entre barra y bola y esta de quien depende, pues de la normal, N, ejercida sobre la barra que es la diferencia entre  \( P_2=Psen E=mgsen E \)  y    \( F_{c2}=F_ccos E \)

                                             \( F_r= \mu_cN=\mu_c(P_2-F_{c2} \)

Cuando
                        \( F_{c1}+P_1\geq{F_r} \)

la bola caerá.

Saludos

[dakgabry]

vale ahora si que lo he entendido aladan , es que física me cuesta entenderlo y mas aun si es tan teórico como lo que estoy dando en la carrera  , muchas gracias por todo , Un saludo