Otras carreras Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

[danielandresbru]

Hola tengo una duda respecto al movimiento de Rodadura, y es: Si existe una rueda perfecta ( es decir que esta sea perfectamente circular y que no sea deformable), si esta empieza a rodar en un plano horizontal pararía?

Lo digo porque he pensado que es lo que frena a una rueda de un sólido rígido que rueda, si el rozamiento con el suelo más bien hace que este aumente su aceleración angular y en consecuencia su aceleración. Ante esta duda investigué un poco y leí sobre un coeficiente de rozamiento de Rodadura que se debe a que ninguna rueda es perfecta, entonces por eso quisiera saber que pasaria con una rueda que si fuera perfecta.
Muchas gracias de antemano

[visitante20160513]

Re: Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

El rozamiento depende de las rugosidades en las superficies que deslizan, en el caso de la rodadura depende también de las rugosidades del suelo de forma que aunque la rueda fuera perfecta el suelo no lo sería. En cualquier caso una rueda perfecta rodando sobre un suelo perfecto no tendría rozamiento, en consecuencia en ausencia de otras fuerzas la rueda seguiría rodando sin perder velocidad.

Salu2, Jabato.

[pod]

Re: Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

En realidad, en un movimiento de rodadura a velocidad constante, el rozamiento con el suelo no efectúa trabajo. De hecho, si no hubiera fricción entre el suelo y la rueda, probablemente ésta segunda nunca rodaría sino que se deslizaría tal cual; seria posible enviar la iniciar la rueda con la velocidad lineal y angular correctas, pero eso sería bastante difícil. Para mantener la condición de rodadura, quizá contrariamente a lo que podemos imaginar, lo mejor es que haya mucha fricción entre rueda y suelo.

En este caso, la "perfección" de la rueda no tiene tanto que ver con el rozamiento con el suelo, sino a que no se deforme. Lo mismo se puede decir del suelo: ideal en este caso seria una superfície que proporcione suficiente fricción estática para mantener la rudadora y que sea indeformable. Por supuesto, lo que no tendría que haber es fricción con el aire.

Si uno consiguiera una rueda totalmente indeformable, con una circunferencia perfecta, con un suelo totalmente plano (mejor dicho, cuya curvatura siga una equipotencial del campo gravitatorio) e indeformable, todo ello en el vacío absoluto; entonces un movimiento de rodadura podría durar indefinidamente.

Por supuesto, ninguna de estas condiciones de perfección se cumplen en la realidad.

[arivasm]

Re: Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

Quizá conviene añadir que en este caso la 2ª ley de la dinámica de traslación ($F_r R=I \alpha$) y la de rotación ($F_r=-ma=-mR \alpha$) conducen a que se cumplirá que la fuerza de rozamiento es nula. Por tanto, para que hubiese rodadura habría que comunicarle la velocidad angular que estuviese ajustada a la lineal. De lo contrario habría deslizamiento y entonces sí habría rozamiento y como consecuencia aceleración.

[Richard R Richard]

Re: Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

Una rueda perfecta, rotando con velocidad angular $\omega$ cuando es apoyada en un piso perfecto, no ganaría movimiento de traslación.

Para darle un movimiento sincronizado simulando la rodadura la velocidad tangencial de la rueda debe coincidir con la velocidad de traslación aplicada al eje. como dice arivasm.

Para que el movimiento sea perpetuo debe seguir una trayectoria equipotencial al campo gravitatorio como dice pod, es decir no sube ni baja.

También debe reinar vacío absoluto, para que no exista rozamiento de la rueda con la atmósfera reinante.

Por lo tanto lo que frena a la rueda surge de no considerar ideal lo que no es ideal en la realidad, la rugosidad de la superficie de la rueda y el piso como dice jabato, la indeformabilidad de la rueda y el piso, el rozamiento del aire no nulo, y un escenario que no sigue exactamente una circunferencia con origen en el centro de la tierra.


Saludos [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

[felmon38]

Re: Pregunta teotica del Movimiento de Rodadura de Sólido Rígido

Además, el suelo tiene que ser un sistema inercial.
Saludos