Un trozo de barro que se desprende de una rueda

Movimiento curvilíneo

Magnitudes cinemáticas

Tiro parabólico

Composición de
movimientos

Apuntar un cañón para
dar en un blanco fijo

Bombardear un blanco
móvil desde un avión

Tiros frontales 
a canasta

Alcance máximo en el
plano horizontal

Alcance máximo en el
plano inclinado

Otros máximos

Disparo de un proyectil
contra un blanco móvil

Barro que se desprende
  de una rueda

Tiro parabólico y
movimiento circular

Torpedo a la caza de
un submarino

Posición y velocidad en el instante t

Referencias

Una rueda de radio R se mueve con velocidad constante v₀ a lo largo de un plano horizontal, un trozo de barro situado en su borde se desprende. Determinar la altura máxima que alcanza.

En la figura, observamos la trayectoria de este cuerpo, desde la posición de desprendimiento hasta que llega al suelo.

Este problema es interesante, ya que la altura máxima que alcanza el cuerpo depende del ángulo, siempre que su valor sea mayor que un valor crítico.

Velocidad inicial del cuerpo

Como estudiaremos con más detalle en el capítulo Sólido rígido. El movimiento de rodar sin deslizar es la composición de dos movimientos:

• Movimiento de traslación del centro de masas con velocidad v₀

• Movimiento de rotación con velocidad angular ω alrededor de un eje perpendicular a la rueda y que pasa por el c.m.

El punto de contacto de la rueda con el suelo está en reposo, su velocidad es cero. La relación entre la velocidad de traslación del c.m. v₀ y de rotación ω alrededor del eje que pasa por el c.m. es v₀=ω·R

Para describir el movimiento del trozo de barro que se desprende del borde de la rueda establecemos un sistema de referencia de modo que en el instante inicial la posición de dicho cuerpo es x=0, y=0.

Actividades

Se introduce

• La velocidad v₀, del c.m. de la rueda actuando en la barra de desplazamiento titulada Velocidad.

• El radio R de la rueda se ha fijado en R=1 m

Se pulsa el botón titulado Empieza

Cuando queremos que el trozo de barro se desprenda en una posición angular φ dada, o en un instante t₀. Se pulsa el botón titulado Pausa y a continuación, varias veces el botón titulado Paso hasta que veamos en la parte superior izquierda del applet que el contador de tiempo marque el instante deseado.

Pulsamos el botón titulado Desprende

Pulsamos el botón titulado Continua para observar la trayectoria, o bien, pulsamos varias veces el botón titulado Paso para acercarnos al instante en el que el cuerpo alcanza la máxima altura (la componente Y de su velocidad v_y=0). Anotamos la máxima altura y_m y la comparamos con los cálculos realizados a mano.