Objetivo:
conservación de la energía mecánica mediante el disco de Maxwell
El
disco de Maxwell consiste en una rueda con un eje que pasa por el
centro y que se puede colgar mediante un hilo. El
movimiento del disco de
Maxwell es
similar al del
yo-yo.
Podemos
construir un disco de Maxwell casero con un trozo de hilo, un palito,
un tapón de plástico o la tapadera de un frasco.
Se
sujeta el hilo del disco en un eje y luego se enrollan los hilos en
el eje. Si se suelta el disco vemos como cae girando sobre su eje.
Cuando el disco alcanza el final del hilo se produce un rebote y el
disco asciende girando sobre el eje.
Al caer el disco se pierde
energía potencial gravitatoria al perder altura que se transforma en
energía cinética de traslación (debido al movimiento del centro de
masas) y energía cinética de rotación alrededor del eje que pasa
por el centro de masas.
Al llegar el disco al final
del hilo la energía cinética de traslación se transforma en
energía potencial elástica al deformarse el hilo una longitud inapreciable.
Luego esa energía elástica se transforma en energía de traslación
hacia arriba al recuperar el hilo la longitud normal y el disco
comienza a ascender.
En la subida la energía
cinética de traslación y de rotación del disco de Maxwell se
trasforma en energía potencial gravitatoria. La perdida de energía mecánica por rozamiento impide que el disco recupere la altura inicial. El
movimiento del disco continúa hasta que se pierde toda la energía por la
fricción.
