[A313] DCL Cuerpo colgado en movimiento

Previamente ver:

[A310] Diagrama de cuerpo libre

En el caso anterior [A312] la lámpara no se mueve (está en equilibrio) pero que pasaría si tenemos una grúa con un cuerpo colgado. Tendríamos 3 situaciones posibles:

 

1. cuerpo en reposo (ídem al [A312])
2. cuerpo que se mueve (sube o baja) con velocidad constante (como dijimos en [A306] se trata de un equilibrio dinámico, por lo que nuevamente se resuelve como en [A312])
3. cuerpo que se mueve aceleradamente

Si el cuerpo está en reposo y entra en movimiento, por la diferencia de velocidades concluimos que está acelerado.

Cuando empezamos a trabajar con cuerpos que están en movimiento debemos ser muy cuidadosos con el empleo de los ejes de referencia. Las fuerzas que actúan son Peso y T (tensión del cable). En este caso y para no confundirnos indicamos el sentido de la aceleración (que consideramos constante). El CM (centro de masa) será un punto rojo.

Observaciones

Ver "Observaciones" de la nota [A311].
Convenio: considerar positivas las F que tienen el mismo sentido que el movimiento (tienen el sentido de la aceleración).

Denominamos Peso = Fg

Planteo

Como el cuerpo está en movimiento acelerado planteamos la 2° LN:

2° LN(y) → ∑Fy=m.a → T-Peso=m.a → T= m.a+Peso

Si conocemos ‘a’ podemos obtener el valor de la tensión, y viceversa.

Ejemplo

¿Cómo sería el planteo si el cuerpo en lugar de subir baja con la misma aceleración?

El cuerpo no está en caída libre, sino que la tensión de la cuerda va regulando la aceleración con la que desciende. En este caso el planteo sería el siguiente:

2° LN(y) → ∑Fy=m.a → Peso-T=m.a → T=Peso-m.a

Resumen ejemplos DCL sin fuerzas de rozamiento

Luego puede ver los siguientes ejemplos (sin fuerzas de rozamiento):

[A311] DCL Cuerpo apoyado

[A312] DCL Cuerpo colgado en reposo

[A313] DCL Cuerpo colgado en movimiento

[A314] DCL Fuerza oblicua sobre cuerpo

[A315] DCL Cuerpo que arrastra a otro cuerpo

[A316] DCL Cuerpo que empuja a otro cuerpo

[A317] DCL Elevador con contrapeso o Máquina de Atwoot

[A318] DCL Cuerpo deslizándose en plano inclinado

[A319] DCL Dos bloques conectados por una cuerda

[A320] DCL Peso aparente dentro de un ascensor

Resumen ejemplos DCL con fuerzas de rozamiento

Luego puede ver los siguientes ejemplos (con fuerzas de rozamiento):

[A321] DCL Fuerza oblicua sobre cuerpo (con roz.)

[A322] DCL Cuerpo que arrastra a otro cuerpo (con roz.)

[A323] DCL Cuerpo apoyado sobre otro en movimiento (con roz.)

[A324] DCL Cuerpo deslizándose en plano inclinado (con roz.)

[A325] DCL Dos bloques conectados por una cuerda (con roz.)

[A326] DCL Cuerpo en caída libre (con roz.)

Fuentes:

Sears; Zemansky (2009). Física Universitaria Vol 1. 12° Ed. Pearson Educación. México.