Giro por fricción
La palabra fricción procede del latín fricare y significa: rozar, restregar, frotar).
Cuando dos ruedas, volantes de inercia o discos se rozan, tocan o frotan es suficiente que si gira uno de ellos también gira el otro pero en sentidos opuestos.
Lo ilustramos con un sencillo dibujo:
La rueda conductora recibe el movimiento y lo transmite a la que está tocándola o conducida.
1.112 Tienes dos ruedas que se mueven por fricción cuyas medidas las tienes en la figura siguiente:
La rueda conductora es la de mayor radio en este caso.
Ponemos en marcha el generador al que está conectada, con una aceleración angular de rad/s2.
Después que esta rueda haya girado 20 vueltas, calcula:
1) La velocidad angular de la rueda mayor.
2) La velocidad angular de la rueda menor.
3) La velocidad tangencial de la rueda menor.
Respuestas: 1ª) 48,67 rad/s; 2ª) 81,12 rad/s; 3ª) 243,53 cm/s 4ª) 15,71 rad/s2
Solución.
La velocidad angular inicial de ambas ruedas vale 0.
Fíjate que el enunciado no hace mención del dato correspondiente al tiempo.
Esto significa que hemos de hacer uso de la fórmula que en su día dedujimos (al tratar el cálculo del espacio en el movimiento rectilíneo): que en el caso del movimiento circular se nos convierte en: .
Aplicamos la fórmula a la rueda grande, teniendo en cuenta que y sustituyendo valores conocidos:
Las velocidades tangenciales de ambas ruedas son iguales (están en contacto).
La velocidad tangencial de la rueda grande aplicando: es:
También es la velocidad tangencial de la rueda pequeña (ambas están en contacto).
Para conocer la velocidad angular de la rueda pequeña aplicamos:
Sustituyendo valores conocidos:
Para calcular la aceleración angular de la rueda pequeña no tienes más que aplicar: , y como las aceleraciones tangenciales son iguales en ambas ruedas escribimos:
Sustituyendo valores conocidos: