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6-Dinámica-fuerzas de inercia-péndulo - Contenido educativo

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Subido el 26 de abril de 2023 por Antonio P.

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Resumen de problemas de péndulo.

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¿Qué tenemos que hacer para resolver problemas donde aparezcan las fuerzas de inercia, donde 00:00:00
tengamos un acelerómetro? 00:00:10
Pues ya sabemos que un acelerómetro puede ser un péndulo que esté colocado en el sistema 00:00:14
que se mueve con aceleración. 00:00:24
Ese es un sistema de referencia no inercial, un sistema de referencia que se mueve con 00:00:26
aceleración. 00:00:35
Ese sistema de referencia que se mueve con aceleración, que como vemos puede tener un 00:00:38
péndulo de esta manera, pues cuando acelera resulta que el péndulo se desplaza de su 00:00:43
posición de equilibrio, que es la vertical, un ángulo alfa. 00:00:50
¿A qué fuerzas está sometido este péndulo? 00:00:56
Pues como todos los péndulos y como todos los sistemas estaría sometido a dos fuerzas. 00:00:59
Una es la fuerza peso, que es la fuerza de atracción gravitatoria terrestre. 00:01:05
Otra sería la tensión, que es la fuerza que actúa a lo largo del hilo y que hace 00:01:12
que se sustente ese hilo, la esfera que está colocada ahí. 00:01:20
De tal manera que estas dos fuerzas sumadas, si las sumamos, pues tendríamos esta fuerza, 00:01:27
que no es una fuerza más, sino que es la suma de estas dos. 00:01:41
O dicho de otra manera, si descomponemos la tensión en dos fuerzas, una está en el eje 00:01:44
horizontal y otra está en el eje vertical, la tensión descompuesta en dos fuerzas, vemos 00:01:58
que este ángulo alfa es este mismo ángulo alfa. 00:02:10
Vemos que el sistema, desde el punto de vista de suma de fuerzas, vemos que no está en 00:02:16
equilibrio, porque veis que este sistema tendería a moverse hacia la derecha. 00:02:25
Esta componente de la tensión y el peso tienen que ser iguales, porque ni va hacia arriba 00:02:31
ni va hacia abajo. 00:02:36
Pero con este sistema de fuerzas, sumadas estas dos fuerzas, la tensión y el peso, 00:02:37
el sistema iría hacia la derecha. 00:02:42
¿Por qué no se va hacia la derecha? 00:02:43
Bueno, porque existe una fuerza igual y de sentido contrario que es la fuerza de inercia. 00:02:46
De tal manera que ahora, en un sistema de referencia no inercial, si sumamos todas las 00:02:54
fuerzas, las fuerzas reales más las fuerzas imaginarias, el sistema ahora sí está en 00:03:02
equilibrio. 00:03:11
¿Cuáles son las fuerzas reales? 00:03:12
Pues la tensión y el peso, estamos sumando vectorialmente. 00:03:14
¿Cuáles son las fuerzas imaginarias? 00:03:19
Pues las fuerzas de inercia y ahora el sistema estaría en equilibrio, es decir, esto sería 00:03:21
igual a cero. 00:03:26
Ahora tenemos tres fuerzas, pero estas dos son reales, son fuerzas que existen, y esta 00:03:28
es una fuerza de inercia, es decir, una fuerza que solamente tiene en cuenta cuando el sistema 00:03:34
está en movimiento, con aceleración, cuando tenemos un sistema de referencia no inercial. 00:03:43
Para resolver problemas en los que aparezca esta información, pues por ejemplo, nos pueden 00:03:49
decir que el ángulo que se desplaza es 20 grados, que la masa de esa esfera que utilizamos, 00:03:53
pues por ejemplo, son 20 gramos, y nos preguntan cuánto vale la aceleración, por ejemplo. 00:04:02
Si aplicamos esta expresión a cada uno de los ejes, pues tendremos, para el eje X, tendremos 00:04:10
lo siguiente. Si aplicamos, como digo, la ecuación de la suma de fuerzas es igual a 00:04:20
m por a, que en este caso será cero. Para el eje X, pues la componente de la tensión 00:04:24
en el eje X sería T por el seno de alfa. ¿A qué va a ser igual? A la fuerza de inercia. 00:04:31
Y en el eje Y, ¿qué tendremos? Pues que la componente coseno de la tensión, T coseno 00:04:42
de alfa, será igual al peso. Es decir, bueno, vamos a poner peso. ¿A qué es igual la fuerza 00:04:49
de inercia? Pues a la masa de esta esfera por la aceleración que lleva, porque la bolita 00:04:53
también lleva aceleración, y el peso sería m por a. Si dividimos una entre otra, ¿qué 00:05:04
nos va a quedar? Pues T seno de alfa dividido entre T coseno de alfa, esto es igual a la 00:05:10
tangente de alfa. Y m por a dividido entre m por g, pues nos queda a dividido entre g. 00:05:16
Es decir, ¿a qué es igual la aceleración del sistema? Pues la aceleración del sistema 00:05:26
será g por la tangente de alfa. Si nos dan el ángulo de desplazamiento, podremos saber 00:05:32
cuánto vale la aceleración. En nuestro caso, la aceleración será 9,8 por la tangente 00:05:40
de 20 grados. Es decir, 3,57 metros segundos a la menos 2. 00:05:50
Valoración:
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Idioma/s:
es
Autor/es:
Antonio Pérez Vicente
Subido por:
Antonio P.
Licencia:
Reconocimiento
Visualizaciones:
25
Fecha:
26 de abril de 2023 - 6:51
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ISABEL LA CATOLICA
Duración:
06′
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
221.59 MBytes

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