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Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

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  • Otras carreras Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

    Buenas a todos gente! Os traigo un problemilla de teoria que he encontrado en examenes de otros años de mi carrera (pronto tengo examenes finales) y me gustaría a ver si vosotros me podriais echar un cable para "completar" un poco cada apartado. El ejercicio en cuestión es este:

    "Una esfera pequeña de masa M está colgada del techo de un ferrocarril en reposo mediante un hilo que lleva intercalado un
    dinamómetro. Explicar desde el punto de vista de un observador inercial y otro no inercial, la inclinación que adquiere el hilo con la
    esfera en los siguientes casos: a) en reposo, b) en movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, c) en movimiento rectilíneo
    uniforme. ¿Qué marcará el dinamómetro en cada caso? "

    A) Cuando el tren se encuentra en reposo, la esfera también se encontrara en reposo con una velocidad v=0, por lo que no existirá ninguna aceleración (tren) y para ambos observadores, sólo actuará el peso de la esfera, que es lo que marcará el dinamómetro.

    B) Para este apartado realmente tengo una ligera idea de lo que ocurre para un observador en el tren: la aceleración del tren actua en sentido contrario en la esfera lo cual la hace inclinarse hacia atrás. (Rogaria explicación aquí).

    C) Para el apartado c supongo que ocurre lo mismo que el apartado a): no hay aceleración, luego ambos sistemas son inerciales: para sistemas inerciales la aceleración es una invariante y como la bola no se encuentra acelerando, el dinamómetro solo marcaría el peso.

    Son explicaciones vagas que he podido sacar yo pero, me gustaría que vosotros me ayudaseis a entenderlo completamente la verdad a ser posible ;D.

    Un saludo y muchas gracias!

  • #2
    Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

    Hola
    Efectivamente para el primer apartado y el tercero razonas bien: los dos observadores verán el dinamómetro en posición vertical. Pero el que va dentro del tren lo verá en reposo, y el que está fuera lo verá moviéndose con la misma velocidad del tren
    Para el segundo apartado:
    -el dinamómetro marcará para los dos lo mismo y los dos lo verán inclinado en sentido contrario a la aceleración un ángulo , y lo mismo de antes: uno lo verá en reposo (dentro del tren) y otro lo verá moviéndose con la misma velocidad del tren

    Para calcular lo que marca el dinamómetro substituye este por una cuerda, calcula la tensión y esa tensión será igual a la constante elástica del dinamómetro por el alargamiento del resorte desde su longitud natural (longitud natural que corresponderá a una carga de 0)

    Te sirve?
    No se si te ha servido..?
    Te dejo de todos modos un esquema de fuerzas por si puede ayudarte:

    Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	acelerómetro.JPG
Vitas:	2
Tamaño:	19,8 KB
ID:	302073

    En el inercial: suma de fuerzas = masa x aceleración;

    En el no inercial: Se convierte la masa x aceleración en una fuerza inercial y la resultante de todas las fuerzas igual a cero.
    Última edición por oscarmuinhos; 19/01/2014, 20:58:01.

    Comentario


    • #3
      Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

      Me ha servido de mucho oscar muchisimas gracias! ya por fin logre entenderlo. Entonces, la diferencia radica en que el observador inercial ve la bola acelerando con el propio tren (teniendo en cuenta la 2 ley de newton) mientras que para el observador no inercial ve la bola inclinada, pero sin embargo, lo observa desde el reposo (surge una fuerza ficticia o "inercial"), verdad?

      Comentario


      • #4
        Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

        efectivamente
        Animo y suerte

        Comentario


        • #5
          Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

          Pero, seguro que es una tonteria, la bola realmente, porque se inclina en sentido contrario a la aceleracion del tren?

          Comentario


          • #6
            Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

            "Escrito por Piqueroide
            Pero, seguro que es una tonteria, la bola realmente, porque se inclina en sentido contrario a la aceleracion del tren?"


            La Naturaleza es así, y así está captada por la Mecánica de Newton con sus postulados.

            Saludos
            Última edición por felmon38; 19/01/2014, 22:58:21. Motivo: Añadir referencia

            Comentario


            • #7
              Re: Esfera colgada de un ferrocaril para varias situaciones. Dos observadores.

              Escrito por Piqueroide Ver mensaje
              Pero, seguro que es una tonteria, la bola realmente, porque se inclina en sentido contrario a la aceleracion del tren?
              Para un observador inercial la bola lleva la misma aceleración que el tren. ¿no es? Pues entonces sobre la bola tendrá que actuar una fuerza resultante tal que Fr=m.a.Tiene que haber una fuerza que arrastre la bola con la misma aceleración del tren....por eso la cuerda que sujeta la bola está obligada a desplazarse un angulo para poder arrastrar la bola. En la figura lo ves claro

              Comentario

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