DM -02 Problema de selectividad (física) en antigua URSS

DM -02 / DM213

Animada por esta historia del Lolaberinto, os dejo con un problema de mecánica de un examen equivalente a la selectividad en la antigua URSS.

Cuatro barras sin peso, cada una de ellas de longitud l están conectadas por bisagras puntuales (A, B, C, D) que forman un rombo (ver figura). La unión A está fija, y una carga se halla suspendida de C, Las bisagras C y D están unidas mediante un muelle ideal sin peso de logitud natural 1,5l (esto es, en su estado sin deformación). En el equilibrio, las barras forman ángulos alfa de 30 grados sexagesimales respecto de la vertical. Determinar el período T de pequeñas oscilaciones de la carga.
Moscú, década de los '80.




Actualización: (01/05/2007 12:23 GMT+1) Una posible resolución aquí.



Comentarios (17) --

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Comentarios

1
De: Lola Fecha: 2007-04-25 16:48

jurl!!!



2
De: Becario-E Fecha: 2007-04-25 16:52

Es increible... unos pocos años viviendo bajo la sombra de la cuántica, y uno ya ni sabe lo que es la mecánica clásica.

Podríais montar un repositorio de problemillas, ¿no os parece? Sería muy interesante.



3
De: Sable Fecha: 2007-04-25 17:03

A través del lolaberinto llegé aquí y como en el problema de allí tampoco está a mi nivel.
Felicidades por el blog.



4
De: La Materia Oscura Fecha: 2007-04-25 17:39

Estoy un poquillo estresada últimamente, pero ya veremos qué se puede hacer... ;)



5
De: Malambo Fecha: 2007-04-25 18:52

Aquí otro. ¡Oh querido Bújovtsev! (Problemas seleccionados de física elemental, Moscú, Mir)



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De: Malambo Fecha: 2007-04-25 18:58

¡Otro, otro! (me envicié)

Los relojes de agua (clepsidra) de la Grecia anigua representan un recipiente con un orificio pequeño O. El tiempo se marca por el nivel de agua en el recipiente. ¿Qué forma debe tener el recipiente para que la escala del tiempo sea uniforme?



7
De: amun Fecha: 2007-04-26 02:15

alguien me puede decir como se relaciona el periodo con la F=kx del muelle ??? :)



8
De: Malambo Fecha: 2007-04-26 06:17

1. Definición de período
2. -k x == m x''



9
De: Listillo Fecha: 2007-04-26 10:58

Me sale 2.131654



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De: Beatrize Poulain Fecha: 2007-04-26 14:15

Yo no sé de estas cosas... pero la solucion podria ser el ocico del Perro Pulgoso de los autos locos visto de frente. Y que me digan que está mal, porque es completamente cierto :P



11
De: Corleone Fecha: 2007-04-26 18:51

Bueno, ¿alguien lo ha resuelto?
Que habéis creado intriga...



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De: La Materia Oscura Fecha: 2007-04-26 22:19

Trataré de poner la resolución el finde o a principios de la semana que viene.

"Teóricamente" bastarían conocimientos de la segunda ley de Newton, la ley de Hooke, trigonometría y cálculo diferencial elemental.

;)



13
De: iggix Fecha: 2007-04-27 01:50

asu!, con las justas pase matematicas 1, pero me fascina esa capacidad de abstraccion



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De: Algernon Fecha: 2007-05-01 21:47

Peaso solución :-P



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De: La Materia Oscura Fecha: 2007-05-01 21:51

En realidad podría haber sido más lacónica al exponer la resolución (y la representación de fuerzas en el diagrama podría ser incluso algo discutible), pero gracias :)



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De: Corleone Fecha: 2007-05-03 14:50

Pues me ha gustado la solución, sí... La veo sencilla y clara. Es verdad que las flechas de las fuerzas están un poco raras: por ejemplo, eso de poner una fuerza con dos puntas (la F2) es algo raro, y yo pondría las Ften apuntando hacia arriba, y de forma que se vea que si las proyectas en horizontal dan la mitad de F2...

Pero vamos, que el argumento, fetén.

Te dejo una sugerencia sobre otra forma de hacerlo: llama h al desplazamiento del peso respecto a su posición de equilibrio. Si conseguimos expresar la energía del muelle en función de h, el problema está resuelto, porque mirando la aproximación de segundo orden de dicha energía tenemos la constante k' del muelle extraño en forma de rombo.

Por Pitágoras, si x es la longitud del muelle, x^2 + h^2 = 4l^2. Y la energía del muelle, como escribes tú, es

E = 1/2 k (1.5 l - x)^2

Si escribimos x en función de h como arriba, lo ponemos en esta fórmula, y aproximamos a segundo orden, tenemos

E = algo fijo + algo por h + 5/2 k h^2

Así que la k' es efectivamente 5k.

Con todo esto, tu razonamiento me parece más claro... Qué apañaos sois los físicos pa estas cosas.



17
De: Corleone Fecha: 2007-05-03 14:52

Mmm... quería decir que h es la altura a la que está el peso (la distancia al techo). Y en la expansión de E, quiero decir (incremento de h) en lugar de h.

Cosas de los comentarios.



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