Fisica y creatividad experimentales

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R

θ r

A

Figura 15.2

Entonces, la energía cinética de rotación es: 2

KR

1 2 1 ⎛v⎞ 1 v2 = Iω = I ⎜ ⎟ = I 2 2 ⎝r⎠ 2 ( R cos θ ) 2

Para la esfera, I= 2MR2, luego la energía cinética de rotación es: 5 2

KR

1⎛2⎞ 1 v2 1 v2 ⎛ v ⎞ 2 = ⎜ ⎟ MR 2 ⎜ = M ⎟ = MR 2⎝5⎠ 5 5 cos 2 θ ⎝ R cos θ ⎠ R 2 cos 2 θ

La energía total:

Mgh =

1 1 Mv 2 + Mv 2 2 2 5 cos θ

De donde, obtenemos para la velocidad del centro de masas:

v2 =

gh 1 ⎛1 ⎞ ⎜ + ⎟ 2 ⎝ 2 5 cos θ ⎠

En la expresión anterior, θ tiene que ver con la relación entre el radio de la esfera y el tamaño del canal por el que se desliza. Esta relación está dada por cos2 o = 1 A2 4r2

Podemos ver, como caso particular, si θ vale cero, el coseno de cero tiene el valor de uno, entonces la relación anterior se reduce a la expresión para la esfera rodando por un plano inclinado.

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