La polea de la figura tiene radio y momento de inercia I. La cuerda

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La polea de la figura tiene radio ܴ y momento de inercia I. La cuerda no resbala sobre la polea y esta gira
sobre un eje sin fricción. El coeficiente de fricción cinético entre el bloque y la mesa es ߤ௞ . El sistema se
suelta del reposo y el bloque ‫ ܤ‬desciende. La masa de ‫ ܣ‬es ݉஺ y la masa de ‫ ܤ‬es ݉஻ . Use metodos de
energía para calcular la rapidez de ‫ ܤ‬en funcion de la distancia ݀ que a descendido.
Como existe solo una fuerza no conservativa, que es la fricción entre el bloque A y la mesa:
ܹ௡௖ = ‫ܧ‬௙ − ‫ܧ‬௜
݂௞ ݀ܿ‫ݏ݋‬180° = ‫ܭ‬௙ + ܷ௙ − ሺ‫ܭ‬௜ + ܷ௜ ሻ
0
0
−ߤ௞ ݊݀ = ݉஺ ‫ݒ‬௙஺ + ݉஻ ‫ݒ‬௙஻ + ‫߱ܫ‬ଶ − ݉஻ ݃ℎ௜
ଵ
ଵ
ଶ
ଶ
ଵ
ଶ
ଶ
ଶ
Hay que reconocer que ‫ݒ‬௙஺ = ‫ݒ‬௙஻ = ‫ ݒ‬y tomando como referencia la posición ℎ௙ = 0 entonces ℎ௜ = ݀.
‫ܨ‬௙
‫ݕ‬
ܰ
Diagrama de cuerpo libre para el bloque A
ܶ
݉஺ ݃
‫ݔ‬
Para encontrar la normal aplicamos la primera ley:
෍ ‫ܨ‬௬ = 0
ܰ − ݉஺ ݃ = 0
ܰ = ݉஺ ݃
Sustituimos la normal:
−ߤ௞ ݉஺ ݃݀ =
1
1
1
݉஺ ‫ ݒ‬ଶ + ݉஻ ‫ ݒ‬ଶ + ‫߱ܫ‬ଶ − ݉஻ ݃݀
2
2
2
Para un cilindro ߱ =
௩
ோ
1
1
1 ‫ ݒ‬ଶ
−ߤ௞ ݉஺ ݃݀ = ݉஺ ‫ ݒ‬ଶ + ݉஻ ‫ ݒ‬ଶ + ‫ ܫ‬ቀ ቁ − ݉஻ ݃݀
2
2
2 ܴ
−ߤ௞ ݉஺ ݃݀ + ݉஻ ݃݀ =
1
1
1 ‫ݒ‬ଶ
݉஺ ‫ ݒ‬ଶ + ݉஻ ‫ ݒ‬ଶ + ‫ ܫ‬ଶ
2
2
2 ܴ
1
‫ܫ‬
݃݀ሺ݉஻ − ߤ௞ ݉஺ ሻ = ‫ ݒ‬ଶ ൬݉஺ + ݉஻ + ଶ ൰
2
ܴ
‫ ݒ‬ଶ ൬݉஺ + ݉஻ +
‫ݒ‬ଶ =
࢜=ඩ
‫ܫ‬
൰ = 2݃݀ሺ݉஻ − ߤ௞ ݉஺ ሻ
ܴଶ
2݃݀ሺ݉஻ − ߤ௞ ݉஺ ሻ
‫ܫ‬
ቀ݉஺ + ݉஻ + ଶ ቁ
ܴ
૛ࢍࢊሺ࢓࡮ − ࣆ࢑ ࢓࡭ ሻ
ࡵ
࢓࡭ + ࢓࡮ + ૛
ࡾ
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