Modelado dinámica lateral tiovivo/péndulo rotatorio (1): planteamiento y estática (Matlab)

Antonio Sala, UPV

Dificultad: ** ,       Relevancia: PIC,      Duración: 13:51

Materiales:    [ Cód.: tiovivo1GL.mlx ] [ PDF ]

Resumen:

Este vídeo plantea el modelado de las oscilaciones laterales de un tiovivo. Realmente, sólo aborda un primer paso de planteamiento del problema, esquema de las fuerzas intervinientes y de escritura de un modelo de la “estática” (equilibrio horizontal y vertical de fuerzas: peso, centrífuga y tensión de cuerda). Se comenta que si se escribiese la dinámica directamente (vídeo [tiovd]) entonces el modelo estático aquí desarrollado sería innecesario porque sería un caso particular del dinámico simplemente poniendo derivadas igual a cero, como se demuestra en el vídeo continuación de éste arriba enlazado.

El symbolic toolbox no encuentra con solve una forma “cerrada” de escribir el ángulo de equilibrio en función de la velocidad de rotación del tiovivo en su conjunto. Por ello, se usa vpasolve para obtener una solución numérica concreta, dando valores a masas y longitudes. Es posible que se pueda despejar usando alguna identidad trigonométrica, pero me ha dado pereza el intentarlo al ver que Matlab no ha podido. Nótese que la solución no es única (hay más de un punto de equilibrio, por ejemplo otro hacia arriba estilo “motocicleta en curva”, inestable), pero ha habido suerte y vpasolve ha dado un resultado que físicamente interpretamos que es correcto para nuestra aplicación.

La linealización aproximada de este tiovivo se aborda en el vídeo [tiovl1] .

Colección completa [VER]:

© 2024, A. Sala. Se reservan todos los derechos en materiales cuyo autor pertenezca a UPV.
Para condiciones de uso de material de terceros referenciado, consulte a sus autores.