Dinamica rotazionale

Messaggioda floppyes » 18/12/2014, 19:56

Ciao a tutti!

Ho di nuovo bisogno del vostro aiuto per risolvere il seguente esercizio:

Due masse sono assicurate con delle funi ideali a due disci coassiali attaccati a formare un unico corpo rigido. I dischi hanno raggio \( \displaystyle r_1=0.3m \) e \( \displaystyle r_2=0.64m \) e massa \( \displaystyle M_1=2kg \) \( \displaystyle M_2=3.5kg \) rispettivamente. Al disco \( \displaystyle R_1 \) è collegato un blocco di massa \( \displaystyle m_1 \) ed al disco \( \displaystyle R_2 \) un blocco di massa \( \displaystyle m_2 \) , Sapendo che \( \displaystyle m_1=1.6kg \) determinare:
1) momento di inerzia del corpo rigido ruotante
2) valore di \( \displaystyle m_2 \) in modo che i due dischi ruotino con accelerazione angolare nulla
3) accelerazione angolare delle ruote e la tensione delle funi quando \( \displaystyle m_2=m_1 \) .

Soluzione
I primi due punti sono riuscito a risolverli. Nel primo trovo che \( \displaystyle I=0.807kgm^2 \) mentre per il secondo ho trovato che la massa \( \displaystyle m_2=0.75kb \)

Il problema riguarda il terzo punto. Pensavo di fare un sistema a tre equazioni, bilanciando le forze sul disco 1, quelle sul disco 2 e poi scrivere l'accelerazione angolare totale del sistema:

$ { ( T_1-mg=m\alpha r_1 ),( -T_2+mg=m\alphar_2 ),( T_1R_1-T_2R_2=I\alpha ):} $

Però facendo così mi esce accelerazione pari a 0!

Non riesco a capire in che punto sbaglio. La massa è uguale quindi m, il bilanciamento lo faccio per ogni disco, ed entrambi avranno la stessa accelerazione angolare.

Grazie
Ciao :)
Ultima modifica di floppyes il 19/12/2014, 14:25, modificato 2 volte in totale.
floppyes
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda professorkappa » 18/12/2014, 20:32

Schemino, perche quell'equazioni non riesco a immaginarle (o meglio, lo immagino e temo che tu abbia sballato un po, ma vorrei vedere lo schema del sistema).
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda floppyes » 18/12/2014, 21:56

Ciao!

Ecco lo scherma. Ho modificato anche il post di prima inserendo il sistema delle forze, avevo dimenticato il simbolo del dollaro.



Grazie
Ciao!
floppyes
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda professorkappa » 19/12/2014, 05:52

Non ho controllato i segni, che a occhio mi sembrano giusti. Devo uscire ora non ho tempo.
Ma l'accelerazione ti viene 0 perche nelle prime 2 equazioni ci metti la m anziche la $m_1$ e $m_2$.
Le prime due equazioni non sono di momento, sono le equazioni cardinali della dinamica applicate ai blocchi.
La terza e' applicata al sistema rigido costituito da 2 dischi di massa $M_1$ e $M_2$
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda floppyes » 19/12/2014, 12:00

Ciao!

Metto la massa m perché mi chiede di trovare i valori quando \( \displaystyle m_1=m_2=1.6kb \)

Il problema però facendo così mi esce una accelerazione nulla!

Ciaoo :)
floppyes
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda professorkappa » 19/12/2014, 13:24

Si, vedo. l'equazione 3 mancano i raggi. TR=Ia, no T=Ia.

Riscrivi bene, poi lo guardo quando rientro
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda floppyes » 19/12/2014, 14:28

Ciao!

Si mi sono dimenticato il raggio. Purtroppo ho riprovato ma non riesco a capire dov'è l'errore :(

Grazie
Ciaoo!
floppyes
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda professorkappa » 19/12/2014, 15:17

Sistema di riferimento: origine nel centro del disco, asse orientato verso il basso:

Moto del corpom $m_1$

$m_1g-T_1=m\ddot{y_1$

Moto del corpo $m_2$

$m_2g-T_2=m\ddot{y_2}$

Equazione di momento (rotazioni antiorarie positive)

\( T_1R_1-T_2R_2=I\alpha \)

Equazioni cinematiche: siccome abbiamo scelto y positiva verso il basso, una rotazione di $\theta$ positiva, aumenta $y_1$ (il corpo $m_1$ scende) e diminuisce $y_2$ (il corpo $m_2$ sale. In formule:
\( y_1=R_1\theta \) , ovvero \( \ddot y_1=R_1\alpha \)
\( y_2=-R_2\theta\Rightarrow \ddot y_2=-R_2\alpha \)

Risolvi queste quattro equazioni nelle incognite $T_1, T_2, \ddot{y_1}, \ddot{y_2} $ e hai come si muove il sistema, tutto in funzione di $\alpha$

Da li fai le considerazioni che ti servono per ottenere le risposte.

Probabilmente hai sbagliato qualche segno da qualche parte (l'accelerazione, scommetterei).

Quindi, come ho scritto gia' 75 volte in questo forum, scegliete il sistema di riferimento per prima cosa. Il resto viene da se. No sistema di riferimento, no party.
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Re: Dinamica rotazionale

Messaggioda floppyes » 19/12/2014, 16:27

Ciao!

Grazie per la soluzione, mi sono perso il segno meno dell'accelerazione nella seconda equazione del sistema.

Ora torna tutto!

Grazie ancora per l'aiuto!

Ciaoo :)
floppyes
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