Qué fuerzas actúan en el yoyo cuando se encuentra en equilibrio
Respuestas
Respuesta:
Una cuerda está enrrollada a un disco de mama m y radio r. Se sujeta la cuerda por su extremo y se suelta el disco. Veremos como el disco cae a la vez que va girando sobre su eje. El movimiento del disco es similar al de un juguete popular hace años denominado "yo-yo"
Si medimos el tiempo que tarda en caer una determinada distancia, veremos que es superior al que tarda un objeto en caer libremente la misma distancia. Examinaremos en esta página con detalle el movimiento del disco.
Dinámica
Las fuerzas que actúan sobre el disco son dos: el peso que actúa en el centro del disco, y la tensión de la cuerda que actúa en la periferia.
Las ecuaciones del movimiento son
Movimiento de traslación del centro de masa
mg-T=mac
Movimiento de rotación alrededor de un eje que pasa por el centro de masas
Tr=Ica
Relación entre las aceleraciones en el movimiento de traslación ac y en el movimiento de rotación a .
ac=a r
Para un disco de masa m y radio r, el momento de inercia Ic=mr2/2. Con este dato calculamos la aceleración ac.
Por medio de las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado podemos calcular la velocidad y el tiempo que tarda el disco en caer una altura h, partiendo del reposo.