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Cañón como sistema de particulas

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  • 1r ciclo Cañón como sistema de particulas

    Buenas a todos! Estes es mi primera intervencion el foro y aprovecho para saludar.

    Bueno mi problema viene sobre un problema que trata de un cañon que lanzan un proyectil, este es el enunciado:

    En la Gran Guerra, el ca ̃n ́on BERTA consist ́ıa en un transporte sobre railes de 30m de longitud
    y un tubo de disparo de 20 m delongitud. El peso del cañon era de 2×10^4 kg de masa y
    disparaba balas de 200kg con una aceleraci ́on de 20g. El CM del cañon sin la bala se encuentra
    en el punto (15,1). La bala del cañon se coloca en la base del tubo en (0,2), a dos metros
    de altura. El ́angulo de disparo es α=60º con respecto al suelo. Calcule (A) la posición del
    CM del (cañon + bala) al principio y cuando la bala sale del cañon. Considere ahora que
    la normal y el rozamiento con el suelo mantienen fijo el cañon y calcule (B) la aceleración
    del CM del conjunto b+c por disparar la bala, (C) la reacción normal del suelo sobre el cañon
    y (D) la fuerza que deben hacer los frenos para evitar el retroceso del cañon.


    Mi duda viene en el apartado B. En un principio hay que resolverlo como si fuera un sistema de particulas (Bala y cañón).
    Para calcular la acelaracion del centro de masa tras ser disparado he hecho uso de la siguiete ecuación:



    Donde M es la suma de la masa del cañon () y la masa de la bala ()

    Entonces para hallar la aceleracion del centro de masa he derivado dos veces la ecuacion anteiror, tomando como una constante y resultando la siguiente expresión:

    [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

    De donde he despejado (mediante el calculo en módulo)
    ¿Seria correcta este cálculo de la acelaración del centro de masa?

    Luego para el siguiente apartado, he intentado calcular la fuerza ejercida por el cañon sobre el suelo (de nuevo en módulo, ya me encargare de calcularlo en forma vectorial sabiendo el angulo)
    Primero he pensado aplicando la ley de conservación del momento lineal:





    De donde saldría directamente la fuerza del cañón

    ¿Sería correcto este planteamiento?


    Muchas gracias de antemano. Un saludo

  • #2
    Re: Cañón como sistema de particulas

    Escrito por rmhsik Ver mensaje
    Para calcular la acelaracion del centro de masa tras ser disparado he hecho uso de la siguiete ecuación:



    Donde M es la suma de la masa del cañon () y la masa de la bala ()

    Entonces para hallar la aceleracion del centro de masa he derivado dos veces la ecuacion anteiror, tomando como una constante y resultando la siguiente expresión:

    [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
    la expresion no es correcta pues el cañon esta montado en rieles y retrocederá ante el disparo por lo que




    el tema es que la explosion de la bala la tienes que considerar como una fuerza interna al sistema por lo tanto se conserva la cantidad de movimiento de centro de masas. es decir la aceleracion del CM es 0 ,





    pero a la vez como el disparo no sucede solo en la horizontal sino que sale inclinado la fuerza que el piso hace sobre el cañon no es una fuerza interna y entonces el CM se movera en esa direccion


    [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]


    [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]



    solo tienes que descomponer trigonometricamente los vectores para el angulo de salida dado, Puedes eeguir desde aqui?
    Última edición por Richard R Richard; 09/12/2016, 22:15:22.

    Comentario


    • #3
      Re: Cañón como sistema de particulas

      Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
      la expresion no es correcta pues el cañon esta montado en rieles y retrocederá ante el disparo por lo que




      el tema es que la explosion de la bala la tienes que considerar como una fuerza interna al sistema por lo tanto se conserva la cantidad de movimiento de centro de masas. es decir la aceleracion del CM es 0 ,





      pero a la vez como el disparo no sucede solo en la horizontal sino que sale inclinado la fuerza que el piso hace sobre el cañon no es una fuerza interna y entonces el CM se movera en esa direccion


      [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]


      [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]



      solo tienes que descomponer trigonometricamente los vectores para el angulo de salida dado, Puedes eeguir desde aqui?
      Ahora que lo vuelvo a ver, la fuerza de rozamiento es una fuerza externa, por lo tanto la ecuacion no quedaría

      [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
      Última edición por rmhsik; 12/12/2016, 19:25:18.

      Comentario


      • #4
        Re: Cañón como sistema de particulas

        El rozamiento es una fuerza externa o de vinculo si lo prefieres es que te enuncian...el enunciado dice que queda fijo y no que retrocede como creí.
        Lo que tienes es una aceleración constante mientras la bala viaja dentro del cañón. Con ello calculas la velocidad de la bala con respecto al cañón y como la velocidad de este es nula si esta fijo la cm es
        Y la reacción es
        Última edición por Richard R Richard; 13/12/2016, 11:47:07.

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