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Lección 18

Poleas (parte 2)

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En esta lección resolveremos un problema del libro Física universitaria de Young, Freedman, Sears y Zemansky:
 
En la figura un obrero levanta un peso w tirando hacia abajo de una cuerda con una fuerza F. La polea superior está unida al techo con una cadena; en tanto que la polea inferior está unida al peso con otra cadena. En términos de w, determine la tensión en cada cadena y la magnitud de la fuerza F si el peso sube con rapidez constante. Suponga que los pesos de la cuerda, las poleas y las cadenas son insignificantes.
 
En este caso, hacemos tres diagramas de cuerpo libre, uno para el peso w y uno para cada polea. En el primero ubicamos el peso w y la tensión en la cadena inferior; para las poleas, los diagramas incluyen solo tensiones, pues, como ya se dijo, los pesos de la cuerda, las poleas y las cadenas son insignificantes, es decir que se pueden despreciar. La tensión a lo largo de toda la cuerda es la misma y es igual a la fuerza F con que el obrero tira de ella.
 
Hacemos luego las sumatorias de fuerzas en y, y, por la primera ley de Newton, estas son iguales a cero, pues el peso y la polea inferior suben con rapidez constante y la polea superior permanece en reposo, así que no hay aceleración en ninguno de los cuerpos. Obtenemos así tres ecuaciones, a partir de las cuales hallamos la tensión en cada una de las cadenas y la magnitud de la fuerza F, en términos de w.
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