Secundaria Curiosidad ( Física ó Cinemática)

[Joan]

Saludos; trato de explicar una duda que me gustaría solucionar.
Consiste en: Sobre una mesa horizontal se sujeta una masa cúbica "m"y esta sujección se hace por medio de un pasador "p", el pasador se puede retirar cuando séa preciso. Ahora vamos a imaginar que a "m" le tenemos aplicada una fuerza de contacto igual a 20 N. El sentido de esta fuerza es de izquierda a derecha pero, mientras esté puesto "p" este soporta toda la fuerza, no hay desplazamiento en "m" mientras "p" lo bloquea. En el instante en que el pasador "p" se quita, la fuerza pierde contacto con "m" y este queda libre, entonces aparecen mis dudas:
¿Que pasa con "m"? ¿Se desplaza una distancia "d" ? Si esto sucede ¿con que velocidad y que distancia?
La masa de "m" es de 0,05 kg.
Para simplificar la respuesta se ignoran todos los rozamientos.
Será simple para muchos pero no se calcular esto ¿me ayuda alguien?

Gracias otra vez, un saludo a todos/as Joan

[Fastolfe]

Re: Curiosidad ( Física ó Cinemática)

Yo creo que cualquier problema es mas explicativo a traves de un pequeño esquema, dibujo o caricatura.....asi que le recomiendo usar por ultimo el paint.

[polonio]

Re: Curiosidad ( Física ó Cinemática)

En el momento en que se quita la ligadura sólo que la fuerza horizontal de 20 N (el peso se anula con la reacción de la mesa). Así que el movimiento es una movimiento rectilíneo uniformmente acelerado. Sólo tienes que aplicar la segunda ley de Newton para obtener la aceleración:

$m\vec{a}=\vec{F}$

$\vec{a}=\frac{1}{m}\vec{F}$

A partir de la aceleración puedes obtener la velocidad y la posición integrando y teniendo en cuenta la velocidad y posición iniciales ($\vec{v}(0)=\vec{0}$; $\vec{r}(0)=\vec{0}$, si tomamos el origen en la posición inicial):

$\vec{v}=\int_0 ^t \vec{a}dt$

$\vec{r}=\int_0 ^t \vec{v}dt$

[aLFRe]

Re: Curiosidad ( Física ó Cinemática)

Hola.

Lo que te ha comentado polonio es cierto pero me gustaría comentarte un par de cosas.
Cuando tienes una fuerza finita que actúa en un instante t=0
la velocidad permanece contínua...
esto es, en el instante previo $t=0^-$
y en el instante inmediatamente posterior $t=0^+$
la velocidad debe de permanecer contínua, por lo cual
$v(t=0^-)= v(t=0^+)$
para la posición pasa lo mismo
$x(t=0^-)= x(t=0^+)$

Sin embargo yo diría que este caso debería abordarse desde el punto de vista de
una percusión...
la fuerza no actúa sólo en t=0 que es cuando se retira el pasador
sino que lo hace durante un instante $\delta t$
que en principio desconoces.
Haz una experiencia empuja con un dedo algo fijo
y verás como al dejar de estar fijo pasa lo que te estoy describiendo.

Durante ese intervalo de tiempo hay un impulso y por lo tanto
hay una variación finita en la cantidad de movimiento.
De la misma forma tienes poner ecuaciones semejantes para el momento angular,
si no es una masa puntual
y para la energía... además debes de tener en cuenta que durante el contacto
que es una situación de equilibrio
tanto en el cuerpo del agente que imprime la fuerza como en la masa
que esta fija...

Un saludo.

[raguirrev]

Re: Curiosidad ( Física ó Cinemática)

Lo que entiendo es que la fuerza de 20 N es opuesta a la de la tension ( que es la que evita que el cuerpo salga disparado).Ahora si tu quitas la tension el cuerpo comenzara a moverse ; segun la condicion que pones debo ignorar el rozamiento entonces el cuerpo nunca se detendra porque no existe ninguna fuerza en contra del movimiento; osea que el cuerpo se movera a velocidad constante hasta estrellarse con algo y quizas deternerse dependiendo como sea el impacto.

Si esta fuerza de 20 N deja de actuar cuando se suelta el pasador solo tienes que aplicar las ecuaciones de impulso y cantidad de movimiento para calculos de tiempo infinitesimales(dt), es solo usar formula.