NO ME SALEN

  PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
  
(Leyes de Newton, dinámica del movimiento circular)

 

¡no me salen!

 
FIS 63 (d3.15) - El tambor de eje vertical de una lavadora industrial es un cilindro de 40 cm de diámetro, y la frecuencia máxima de centrifugado es de 1200 RPM. Calcular la fuerza neta a la que está sometida una masa de 2 kg de ropa ubicada en la periferia.
Arranquemos por el DCL.    
diagrama de cuerpo libre - No me salen

Bueno, yo encuentro (y mirá que tengo experiencia) tres fuerzas. El peso, P; lógicamente, no te la tengo que explicar. Algún rozamiento tiene que haber con la pared y debe apuntar hacia arriba ya que no hay ninguna otra fuerza que apunte para arriba, y si no la hubiese la ropa no podría quedarse siempre a la misma altura, se iría para abajo tironeada por su peso. (Ya volveré sobre el tema en la discusión). De modo que: Roz.

Por último la fuerza principal (y ya verás que la mayor) de todas las fuerzas en este problema que es el apoyo en la pared interna del lavarropa, que obviamente es perpendicular -o normal- a la superficie, N, que es la fuerza neta que nos pide el enunciado del ejercicio.

Vos creeme; y si no, no importa.

   
Ok, vamos a las ecuaciones:    

ΣFy = m ay               Roz — P = 0

ΣFc = m ac                          N = m ac

En lugar de escribir ac buscaremos su equivalente que más se aproxime a los datos aportados por el problema, en este caso ac = 4 π² f² . R. Como tenemos todo lo que hace falta ya podemos calcular la fuerza de contacto. Pero antes de entrarle a esta ecuación, tenemos que pasar la frecuencia a unidades más cómodas para operar:

f = 1.200 rpm = 20 s-1

Ahora sí. Vamos:

N = m 4 π² f² . R

N = 2 kg . 4 π² (20 s-1)² 0,20 m

 
ac = ω² . R
= / R
= ω . v
= 4𲃲. R
= 4π²R / T²
= 2π v / T
= 2π v ƒ
  N = 6.317 N  
   
Es una fuerza enorme. ¿Ahora entendés por qué para centrifugar hay que distribuir la ropa en forma pareja?    
     
Nota: tenés otro ejercicio de lavarropas acá.  
DESAFIO: ¿Está mal dicho centrifugado? ¿Debo corregir a mi mamá?  
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