Autor Tema: Dinámica

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

02 Abril, 2010, 06:14 am
Leído 1251 veces

gamby

  • $$\Large \color{#5e8d56}\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 189
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola tengo este problema que aun no puedo resolver, estaría agradecido si alguien me puede ayudar.

un proyectil de masa \( m \) y velocidad \( {V_{0}}^{} \) ,se dispara contra un cilindro solido de masa \( M \) y radio \( R. \) el cilindro está inicialmente en reposo montado sobre un eje fijo horizontal que pasa por su centro de masa. El proyectil se mueve perpendicularmente al eje y se encuentra a una distancia \( D<R \)
sobre el eje. Calcular la rapidez angular del sistema después que el proyectil golpea al cilindro y queda adherido a su superficie

desde ya muchas gracias.saludos.
con todas las ganas de aprender y ayudar.

03 Abril, 2010, 03:25 am
Respuesta #1

aladan

  • Lathi
  • Mensajes: 12,176
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola

En ausencia de rozamientos  sobre el eje del cilindro, la energía del sistema proyectil-cilindro se conserva, es decir

                       \( \displaystyle\frac{mv^2_0}{2}=\displaystyle\frac{I\omega^2}{2} \)

como parece que hay algún problema con el La TeX, reproduzco la expresión

[tex]\displaystyle\frac{mv^2_0}{2}=\displaystyle\frac{I\omega^2}{2}[/tex]


siendo \( I \) el momento de inercia del cilindro con el proyectil incrustado y \( \omega \) la velocidad angular del conjunto.

Saludos
Siempre a vuestra disposición

03 Abril, 2010, 05:36 pm
Respuesta #2

gamby

  • $$\Large \color{#5e8d56}\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 189
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Gracias Aladan por tu ayuda. saludos
con todas las ganas de aprender y ayudar.

11 Noviembre, 2022, 02:03 am
Respuesta #3

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,057
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
En ausencia de rozamientos  sobre el eje del cilindro, la energía del sistema proyectil-cilindro se conserva,


Cuando hay una colisión elástica como es este el caso donde el proyectil se incrusta sobre una masa receptora, suceden dos cosas:

El momento angular se conserva, siempre,  en general sucede lo mismo en cualquier tipo de colisión.


\( mV_0 D=I_f\omega=L_0 \)

La energía se conserva solo en colisiones elásticas, en este caso la colisión es plástica o inelástica, y la energía no se conserva.

la energía cinetica inicial es \( E_i=\dfrac 12 mV_0^2 \)

la energía cinetica de rotación final \( Ecr=\dfrac 12 I_f\omega^2 \)

Con solo poner algunos valores unitarios se puede observar la diferencia.

Solo queda aclarar que el momento de inercia final luego el impacto es el momento de inercia del cilindro que pasa por su eje más el momento de inercia de la bala alojada a una distancia radial D

\( I_f =\color{red} \cancel{\dfrac{MR^2}{2}+mD^2}=\color{blue}\dfrac{MR^2}{2}+mR^2 \)


Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

12 Noviembre, 2022, 12:31 am
Respuesta #4

JCB

  • $$\Large \color{#c88359}\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 660
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola a tod@s.



El momento cinético inicial es debido al proyectil, \( L_i=Dmv_0 \).

El momento cinético final es debido al conjunto cilindro – proyectil, ambos girando a la misma velocidad angular \( \omega \), \( L_f=\dfrac{1}{2}MR^2\omega+mR^2\omega \) (una vez incrustado el proyectil en la superficie del cilindro, como indica el enunciado, el momento cinético atribuible al proyectil es \( mR^2\omega \)).

Igualando (por conservación del momento cinético, \( L_i=L_f \)),

\( Dmv_0=\dfrac{1}{2}MR^2\omega+mR^2\omega \). Despejando \( \omega \),

\( \omega=\dfrac{Dv_0}{\left(\dfrac{M}{2m}+1\right)R^2} \)

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

13 Noviembre, 2022, 11:30 am
Respuesta #5

JCB

  • $$\Large \color{#c88359}\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 660
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
... / ...
Solo queda aclarar que el momento de inercia final luego el impacto es el momento de inercia del cilindro que pasa por su eje más el momento de inercia de la bala alojada a una distancia radial D

\( I_f =\dfrac{MR^2}{2}+mD^2 \)
... / ...

Hola a tod@s.

Convendría que comentases este punto, Richard. Para mí no es correcto, ya que el proyectil queda incrustado en la superficie del cilindro, como indica el enunciado.

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

13 Noviembre, 2022, 11:52 am
Respuesta #6

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,057
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
Hola no es mas que otra forma de pensar donde ha quedado alojada la bala.

Tu supones que queda en la superficie (lo mas lejos del centro) por eso usas R para el momento de inercia, y yo supongo que penetra y que justo  se detiene lo mas cerca del centro y por eso uso D.

Ahora que lo mensionas la frase que queda adherido en la superficie , recien la acabo de releer.

Saludos




Saludos  \(\mathbb {R}^3\)