Cilindro bucato in rotazione
Un cilindo retto è composto da un materiale omogeneo di densità $ro=7.8*10^3 Kg/m^3$, eccetto che per un foro cilindrico il cui asse è parallelo all' asse del cilindro, da cui dista $R=0.06 m$. La lunghezza del cilindro, e del foro, è $L= 0.200m$, ed i raggi del cilindro e del foro sono rispettivamente $R_1=0.100$ ed $R_2=0.030$ . Il cilindro è vincolato a ruotare intorno al suo asse disposto orizzontalmente, ed ha una velocità angolare $omega_O=5rad/s$ quando il centro del foro si trova sulla perpendicolare dell' asse del cilindro, sotto di esso.
Calcolare:
1) il momento d' inerzia del cilindro forato rispetto all' asse di rotazione e la velocità angolare massima del cilindro;
Ecco cosa ho fatto fino ad ora:
$M_tot= ro * V=49 Kg (V=pi*R_1^2*L)$ lo stesso per calcolare la massa del cilindro vuoto che risulta $m_f=4.4$. $I=M/2*R^2$
e la somma dei momenti d' inerzia risultano$I_tot= I_1+I_2=0.227 Kg*m^2$.
Ora per quanto riguarda la seconda domanda avrei bisogno di un aiuto. Dovrei utilizzare $I_i*omega_i=I_f*omega_f$ (conservazione del momento angolare)?
Grazie
Calcolare:
1) il momento d' inerzia del cilindro forato rispetto all' asse di rotazione e la velocità angolare massima del cilindro;
Ecco cosa ho fatto fino ad ora:
$M_tot= ro * V=49 Kg (V=pi*R_1^2*L)$ lo stesso per calcolare la massa del cilindro vuoto che risulta $m_f=4.4$. $I=M/2*R^2$
e la somma dei momenti d' inerzia risultano$I_tot= I_1+I_2=0.227 Kg*m^2$.
Ora per quanto riguarda la seconda domanda avrei bisogno di un aiuto. Dovrei utilizzare $I_i*omega_i=I_f*omega_f$ (conservazione del momento angolare)?
Grazie
Risposte
O forse la conservazione dell'energia?
cioè in pratica mi calcolo il momento d' inerzia del cilindro (con il buco) avente asse ,su cui ruota, passante per il suo centro attraverso il teorema di Huygens-Steiner:
$I_c = I_(c.m) + Mh^2$ ove "h" è la distanza del centro di massa dal centro del cilindro che ho trovato risolvendo l' equazione
$M * r_(c.m)=M_v*R_v + M_(t-v)*R_(t-v)$ ove M è la massa totale del cilindro senza foro, M_v è la massa del cilindretto se fosse un solido e M_(t-v) è la differenza delle masse fra il cilindro con massa totale M e M_v.
Ora poichè il centro di massa del cilindro senza buco coincide con l' origine si ha allora che:
$R(t-v)=-(M_v/M_(t-v))*R_v=0.003 m$ allora $I_c=Ic.m+Mh^2=0.0004 Kg*m^2$.
Da li' utilizzerò il principio di conservazione dell' energia meccanica... è giusto?
$I_c = I_(c.m) + Mh^2$ ove "h" è la distanza del centro di massa dal centro del cilindro che ho trovato risolvendo l' equazione
$M * r_(c.m)=M_v*R_v + M_(t-v)*R_(t-v)$ ove M è la massa totale del cilindro senza foro, M_v è la massa del cilindretto se fosse un solido e M_(t-v) è la differenza delle masse fra il cilindro con massa totale M e M_v.
Ora poichè il centro di massa del cilindro senza buco coincide con l' origine si ha allora che:
$R(t-v)=-(M_v/M_(t-v))*R_v=0.003 m$ allora $I_c=Ic.m+Mh^2=0.0004 Kg*m^2$.
Da li' utilizzerò il principio di conservazione dell' energia meccanica... è giusto?