Problema 1 · Física I UB 2024
Tema: Treball, energia mecànica i energia potencial U(x) · Del examen Examen final gener 2024 (2024)
Enunciado
Problema 1 (2 punts). Massa sobre anella vertical subjecta a una molla
Una massa puntual està inserida en una anella circular de radi fixada rígidament en un pla vertical, sobre la qual pot lliscar lliurement sense fricció. El centre de l'anella és . La posició de la massa es descriu mitjançant l'angle mesurat respecte de la vertical inferior (punt ). La partícula està connectada a una molla de constant recuperadora i longitud natural nul·la (), fixada pel seu altre extrem al punt més alt de l'anella, .
a.
Trobeu l'expressió de la longitud de la molla en funció de i .
b.
Obtingueu l'energia potencial total del sistema prenent el nivell de referència gravitatori al punt més baix de l'anella. Quina forma pren si es compleix ?
c.
Determineu les configuracions d'equilibri en funció dels paràmetres , , i .
d.
Estudieu l'estabilitat d'aquests punts d'equilibri distingint els casos , i .

Solución
Según los criterios oficiales de corrección
a. Trobeu l'expressió de la longitud de la molla ℓ(θ, R) en funció de θ i R.
Solución:
b. Obtingueu l'energia potencial total del sistema Ep(θ) prenent el nivell de referència gravitatori al punt més baix de l'anella. Quina forma pren si es compleix kR = mg?
Solución: . Si ,
c. Determineu les configuracions d'equilibri en funció dels paràmetres k, R, m i g.
Solución: Per a : i . Si , qualsevol valor de és d'equilibri.
d. Estudieu l'estabilitat d'aquests punts d'equilibri distingint els casos kR = mg, kR < mg i kR > mg.
Solución: Si : equilibri indiferent per a qualsevol . Si : és estable, és inestable. Si : és inestable, és estable.
La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium
Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.