Desde un punto de vista teórico cuando una esfera rueda, la fuerza de rozamiento a la rodadura no disipa energía, pero esto supone que hay un solo punto de la esfera en contacto con el suelo que está en reposo todo instante. En la práctica, aunque usemos una esfera de acero, debido a la deformación hay más de un punto en contacto con el suelo y como algunos tienen velocidad distinta de cero van a deslizar. Sin embargo, la fuerza de rozamiento al deslizamiento es tan pequeña que puede estimarse despreciable y por lo tanto, con un buen grado de aproximación, debería cumplirse el principio de conservación de la energía mecánica.
Ec(total) + Ep= Contante K
Para una esfera que rueda, la energía cinética total consta de dos términos, uno asociado al movimiento de traslación del centro de masas y otro relacionado con el giro de la esfera alrededor de un eje que pasa por su centro de masas.
Ec(total) = 1/2 mv2 + 1/2 l w2
Siendo m, la masa de a esfera, v la velocidad de traslación del centro de masas, I el momento de inercia de la esfera respecto al eje que pasa por su centro de masas y w la velocidad angular de giro.
El momento de inercia de la esfera vale
1= 2/5 mr2
Siendo r el radio de la misma.
Si la esfera rueda, existe entonces entre ambas velocidades la ecuación cinemática:
V= w . r
En este experimento se hace rodar una bola de acero por un plano inclinado. Se determina para cada posición la energía potencial, y la energía cinética total, esto es, la suma de la energía cinética de rotación y la asociada con el movimiento de traslación del centro de masas.
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