1r ciclo Cuestión cilindro rodando con y sin rozamiento

[SCHRODINGER27]

Hola buenas, traigo la siguiente cuestión rápida:

Un objeto cilíndrico rueda a velocidad constante sin deslizar por una superficie horizontal. De repente, el objeto entra en una zona de hielo (sin rozamiento). ¿Qué le ocurre al cilindro?

a) Deja de rodar trasladándose a la misma velocidad
b) Se trasladará más rápido pero sin rodar
c) No le ocurre nada respecto a la situación anterior
d) Se trasladará más rápido rodando a la misma velocidad angular

Realmente, es una cuestión muy sencilla pero no sé qué responder. Descartaría la c) y la d) y creo que me decantaría por la b), pero no sé cómo explicarlo. ¿Rodar es consecuencia del rozamiento?

Gracias de antemano

[Alriga]

Re: Cuestión cilindro rodando con y sin rozamiento

Entiendo que la respuesta es c) puesto que si rueda sin deslizar de forma ideal, el trabajo neto de la fuerza de rozamiento es nulo, y por lo tanto la energía cinética (suma de la de traslación + la de rotación) se conserva antes de llegar al hielo y cuando ya está sobre el hielo.

El tema de la rodadura ideal sin deslizamiento es peliagudo y hay en esta web muchos hilos sobre ello (usa si quieres el buscador). Si te apetece, mira en éste por ejemplo las interesantes aportaciones de arivasm, felmon38, breogan,... http://forum.lawebdefisica.com/threa...+rotaci%C3%B3n

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: Cuestión cilindro rodando con y sin rozamiento

Definitivamente la respuesta es la c) Como dice Alriga y además del hilo que aporta (que es de los mas clarificadores con respecto al tema) tiene que conservarse el momento lineal y el angular, es decir va a tener la misma velocidad angular y de traslación que tenía al dejar la superficie con rozamiento.
Si se hallaba en rodadura , en particular al dejar la superficie, se mantendrá la relación entre la velocidad de traslación que seguirá siendo igual a la velocidad angular por el radio del cilindro. es decir nada le ocurre al cilindro.

[felmon38]

Re: Cuestión cilindro rodando con y sin rozamiento

Abundando en lo dicho por Alriga y ℝ³, cuando el disco comienza a rodar sobre la superficie rugosa el ds del punto de contacto es cero, luego no hay variación de energía cinética=(I_G.w² + m.v_G²)/2= 3.I_G.w²/4 y w y v_G permanecerán constantes. La fuerza de rozamiento en el suelo rugoso será cero porque la a_G lo es.
Al entrar en el hielo, no existe fuerza horizontal, luego v_G permanecerá constante y como el momento de las fuerzas, respecto de G es cero la w será constante, así que la respuesta es la c).

Hay un aspecto que en su día me chocó que es que como moviéndose el punto del cilindro que coincide en un instante con el c.i.r., su velocidad es cero. La cosa es obvia: el Δs es un infinitésimo de segundo orden así que el ds (en dirección del suelo) es cero por lo que su velocidad también lo será. Es decir que si hacemos una foto del disco rodando, el punto del cilindro que coincida en el instante inicial con el c.i.r siempre saldrá movido por muy pequeño que sea el tiempo de obturación.


Saludos

[SCHRODINGER27]

Re: Cuestión cilindro rodando con y sin rozamiento

Gracias a Alriga por la respuesta y por la aportación, se ve un tema interesante que se discutió largo y tendido. Y también gracias a Richard R Richard y a felmon38 por ambas respuestas, me ayudaron mucho a terminar de entenderlo.