1.26
Datos del problema
 Ƴ = tan−1 ℎ
2𝜋𝑟
 Θ = Ƴ
 Rθ’ = G.senƳ
Tenemosentoncesque el radioesconstante,porlotanto:
 r’ = 0
 r’’ = 0
hallandolaaceleraciónde laparticula
a = (r’’- rθ’2
)ur + (rθ’’+2r’θ’)uθ +z’k
a = (-rθ’2
)ur + ( rθ’’)uθ + zk
calculando θ’
 θ’ = Ƴ’
 Ƴ’ = arctan’(
ℎ
2𝜋𝑟
) =
ℎ
2𝜋
(
1
𝑟2
)
(4𝜋2+
ℎ2
4𝜋2 𝑟2
Ahora
rθ’’ = gsenƳ
θ’’ =
gsenƳ
𝑟
a = -r(
ℎ
2𝜋
(
1
𝑟
)
(4𝜋2+
ℎ2
4𝜋2 𝑟2
)2
ur +(r.
gsenƳ
𝑟
)uθ + zk
a =
−𝑟(
ℎ2
4𝜋2(
1
𝑟4
))
(4𝜋2+
ℎ2
4𝜋2 𝑟2) 2ur + (gsenƳ) uθ + z’k
calculandoz’
hθ = 2𝜋𝑧
z =
ℎ𝜃
2𝜋
→ z’ =
ℎ𝜃’
2𝜋
z’ =
−ℎ
16𝜋4+ℎ2
 a=(
−ℎ
8𝜋3 𝑟3+
ℎ2
2𝜋
)ur + (gsenƳ)uθ + (
−ℎ
16𝜋4 𝑟2+ℎ2
)k
2.28
∑ 𝐹𝜃 = 𝑚. 𝑎θ
0 = m [𝑟𝜃’’ + 2𝑟’𝜃’ ] = m[
1
𝑟
𝑑(𝑟2 𝜃)
𝑑𝑥
]
De donde:
d(r2
θ) = 0
integrando :
para ro = 0.5 y r = 0.25
se tiene :
(0.5)2
( 1) = c = (0.25)2
θ’
Para r = 0.25 : θ = 4 rads/s
Como jalamos a velocidad de 0.2 m/s
Entonces: r = -0.2m/s : r = 0
ar = r’’ - rθ’2
= 0-0.25(4)2
= -4m/s
sea la 2da ley en la dirección radial
∑ 𝐹𝑟 = 𝑚𝑎r : -T = 2(-4)
T = 8

Guhui

  • 1.
    1.26 Datos del problema Ƴ = tan−1 ℎ 2𝜋𝑟  Θ = Ƴ  Rθ’ = G.senƳ Tenemosentoncesque el radioesconstante,porlotanto:  r’ = 0  r’’ = 0 hallandolaaceleraciónde laparticula a = (r’’- rθ’2 )ur + (rθ’’+2r’θ’)uθ +z’k a = (-rθ’2 )ur + ( rθ’’)uθ + zk calculando θ’  θ’ = Ƴ’  Ƴ’ = arctan’( ℎ 2𝜋𝑟 ) = ℎ 2𝜋 ( 1 𝑟2 ) (4𝜋2+ ℎ2 4𝜋2 𝑟2 Ahora rθ’’ = gsenƳ θ’’ = gsenƳ 𝑟 a = -r( ℎ 2𝜋 ( 1 𝑟 ) (4𝜋2+ ℎ2 4𝜋2 𝑟2 )2 ur +(r. gsenƳ 𝑟 )uθ + zk a = −𝑟( ℎ2 4𝜋2( 1 𝑟4 )) (4𝜋2+ ℎ2 4𝜋2 𝑟2) 2ur + (gsenƳ) uθ + z’k
  • 2.
    calculandoz’ hθ = 2𝜋𝑧 z= ℎ𝜃 2𝜋 → z’ = ℎ𝜃’ 2𝜋 z’ = −ℎ 16𝜋4+ℎ2  a=( −ℎ 8𝜋3 𝑟3+ ℎ2 2𝜋 )ur + (gsenƳ)uθ + ( −ℎ 16𝜋4 𝑟2+ℎ2 )k
  • 3.
    2.28 ∑ 𝐹𝜃 =𝑚. 𝑎θ 0 = m [𝑟𝜃’’ + 2𝑟’𝜃’ ] = m[ 1 𝑟 𝑑(𝑟2 𝜃) 𝑑𝑥 ] De donde: d(r2 θ) = 0 integrando : para ro = 0.5 y r = 0.25 se tiene : (0.5)2 ( 1) = c = (0.25)2 θ’ Para r = 0.25 : θ = 4 rads/s Como jalamos a velocidad de 0.2 m/s Entonces: r = -0.2m/s : r = 0 ar = r’’ - rθ’2 = 0-0.25(4)2 = -4m/s sea la 2da ley en la dirección radial ∑ 𝐹𝑟 = 𝑚𝑎r : -T = 2(-4) T = 8