Um bastão de massa m uniforme e comprimento l roda em um plano horizontal com uma velocidade angular ômega sobre um eixo vertical passando por uma extremidade. A tensão na haste a uma distância x do eixo é?

Um bastão de massa m uniforme e comprimento l roda em um plano horizontal com uma velocidade angular ômega sobre um eixo vertical passando por uma extremidade. A tensão na haste a uma distância x do eixo é?
Anonim

Considerando uma pequena porção de # dr # na haste a uma distância # r # do eixo da haste.

Então, massa desta porção será # dm = m / l dr # (como bastão uniforme é mencionado)

Agora, a tensão nessa parte será a força centrífuga agindo sobre ela, ou seja, # dT = -dm omega ^ 2r # (porque a tensão é direcionada para longe do centro, ao passo que# r # está sendo contado para o centro, se você resolvê-lo considerando a força centrípeta, então a força será positiva, mas o limite será contado a partir de # r # para #eu#)

Ou, # dT = -m / l dr omega ^ 2r #

Assim, # int_0 ^ T dT = -m / l omega ^ 2 int_l ^ xdrdr # (como em # r = l, T = 0 #)

Assim, #T = - (momega ^ 2) / (2l) (x ^ 2-l ^ 2) = (momega ^ 2) / (2l) (l ^ 2-x ^ 2) #