13.11 Ejemplo 11

Una masa de 0.1 slugs se suelta desde el reposo en A y resbala sin rozamiento a lo largo de la pista mostrada. Si el radio de curvatura de la parte inferior es de 3 ft, encuentre la fuerza que la pista ejerce sobre la masa cuando esta pasa por el punto B.

Solución con FísicaLab

Seleccionamos el grupo Dinámica y, dentro de este, el módulo Circular. Seleccionamos también el sistema de unidades Inglés, y borramos todo lo que contenga la Pizarra. Agregamos ahora un elemento Sistema de referencia fijo, un elemento Masa en reposo, un elemento Móvil con movimiento circular, un elemento Fuerza y un elemento Energía. Tal y como se muestra en la siguiente imagen:

El elemento Sistema de referencia fijo, agrega automáticamente el valor de la gravedad. Y el dato del tiempo es irrelevante para este problema. Ahora el elemento Masa en reposo representa a la masa en la posición A. Si tomamos como referencia horizontal la posición B, la coordenada Y de la masa sera de: 5 ft + 3*sin(30) ft = 5.5 ft (esta operación puede llevarse a cabo directamente en la entrada de la tabla). Así, para este elemento tenemos:

Nombre

A

m

0.1

y

6.5

Ahora para el elemento Móvil con movimiento circular, que representa a la masa en la posición B, tenemos:

Nombre

B

m

0.1

vt

vt

r

3

y

0

Y para el elemento Fuerza, que representa la normal aplicada por la superficie:

f

normal

ang

30

Ahora para el elemento Energía (no hay trabajo realizado por fuerzas externas):

Sistema i

A

Sistema f

B

W

0

Ingresados los datos, damos clic en el icono Resolver para obtener la respuesta:

normal = 15.563 lb ;  vt = 20.460 ft/s ;
Estado = success.