Secundaria Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

[ck123]

Tenemos un cuerpo girando sujeto por un hilo, el hilo pasa por el interior de un tubo situado en el eje de giro y perpendicular al plano de giro, obviamos rozamientos y suponemos estar en ausencia de gravedad, además tenemos el otro extremo del hilo sujeto a un muelle por su parte inferior, muelle anclado al tubo y bloqueado en estado de reposo (de modo que no pueda contraerse y además no acumula energía potencial elástica).

El hilo ejerce la fuerza centrípeta que da lugar al movimiento circular del cuerpo.

En un momento dado se desbloquea el muelle de modo que pueda contraerse (acumular energía potencial elástica)

Dado el sistema, el muelle se contrae evidentemente... (suponiendo tener la energía cinética suficiente en la masa claro)

Pero ¿cuál? es la fuerza que actúa y obliga al resorte a contraerse.

PD: supongamos un sistema de referencia inercial para evitar se responda con la "ficticia" centrífuga...

[polonio]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

La fuerza que hace contraerse al muelle es la propia fuerza elástica del muelle (que hace perder energía cinética a la partícula acumulándose en el muelle en forma de energía potencial elástica).

[ck123]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

El muelle en la primera imagen está en estado de reposo.

El muelle en la segunda imagen está contraído y con energía potencial elástica.

La fuerza que hace contraerse al muelle es la propia fuerza elástica del muelle ...

¿¿?? ¿eso como se interpreta?

[ck123]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

(el muelle estaba en reposo, así que no se comprime por su propia fuerza elástica... que creo entender es lo que dices polonio)

Realizo la pregunta de otro modo para que quede más claro en que consiste mi duda...

Desde un marco de referencia inercial, sin aceleración por parte del observador que ve la escena...
(donde no aparecen las fuerzas ficticias)
... ¿cuál? es la fuerza que se "manifiesta" en el hilo y "tira" del muelle, lo comprime.

[polonio]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

En ninguna de las dos posiciones el muelle puede estar en situación de equilibrio (elongación natural), pues la partícula tiene una aceleración normal que se transmite en forma de tensión al hilo y éste al muelle. Es más, si pasa a una circunferencia de radio menor el muelle ha hecho una fuerza encogiéndose y si pasa a una circunferencia de radio mayor el muelle ha hecho un fuerza elongando. Así que la fuerza activa aquí es la del muelle (y las reacciones del hilo que son las tensiones a ambos extremos del hilo y que se anulan si el hilo es ideal).

[ck123]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

En ninguna de las dos posiciones el muelle puede estar en situación de equilibrio (elongación natural), pues la partícula tiene una aceleración normal que se transmite en forma de tensión al hilo y éste al muelle.

En la descripción se indica ...

... muelle anclado al tubo y bloqueado en estado de reposo (de modo que no pueda contraerse y además no acumula energía potencial elástica)

Muelle bloqueado se refiere a que por ejemplo esté presente algún tipo de "tope" que impida la contracción del muelle y mantenga al muelle libre de carga, en reposo.

De modo que en la primera posición el muelle si está en situación de equilibro.

Es más, si pasa a una circunferencia de radio menor el muelle ha hecho una fuerza encogiéndose y si pasa a una circunferencia de radio mayor el muelle ha hecho un fuerza elongando.

mmm creo que es al revés, en la descripción se indica que el hilo está sujeto al muelle por la parte inferior del resorte, para que aumente el radio de giro de la masa el muelle en todo caso debe contraerse.

Así que la fuerza activa aquí es la del muelle (y las reacciones del hilo que son las tensiones a ambos extremos del hilo y que se anulan si el hilo es ideal).

Cuando se libera el tope que sujeta al muelle, el muelle está "descargado" y en posición de reposo...

Una vez el tope (en la descripción se menciona al tope como muelle bloqueado en estado de reposo ) es liberado, la acción del hilo actúa directamente sobre el muelle y lo contrae.

Desde un sistema de referencia inercial donde no existen las ficticias (centrífuga), y tampoco es la centrípeta ya que la acción del hilo al tirar del muelle va del centro de giro a la masa y no de la masa al centro...

... ¿cuál? es el nombre de la fuerza que contrae el muelle.

[pod]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

Es la tensión de la cuerda

[ck123]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

Si hay tensión es porque hay una fuerza que ejerce dicha tensión.

El muelle se comprime por la acción de dicha fuerza, por lo que la fuerza obliga al exterior del giro (no es la centrípeta).

El sistema de referencia es inercial tampoco es la centrífuga. (no existen las ficticias)

¿que fuerza ejerce la tensión en el hilo?

[polonio]

Re: Resorte en ausencia de fuerza centrípeta.

A ver, la centrípeta no es ninguna fuerza, es una dirección (me gusta llamarla normal porque así no se presta a tanta confusión) y es perpendicular (normal) a la dirección del movimiento de la partícula (la dirección tangente). La resultante de las componentes de todas las fuerzas en ese dirección (que no es ninguna fuerza de naturaleza propia y al llamar a esta suma fuerza centrípeta se lía todo) ha de ser igual a la masa por la componente de la aceleración en esa dirección.

La tensión es una fuerza de reacción (o vincular). Y hay tensión de la bola sobre el hilo y del hilo sobre la bola. Y lo mismo entre hilo y muelle.