Partícula en un tubo

Una partícula de masa m se encuentra en el interior de un tubo estrecho, el cual se halla en todo momento contenido en el plano OXY girando con velocidad angular ω constante alrededor del eje OZ

  1. Halle la ecuación diferencial que debe satisfacer la coordenada radial ρ sabiendo que el tubo no puede ejercer fuerza en la dirección longitudinal (no hay rozamiento).
  2. Calcule la solución de esta ecuación de movimiento si la partícula se encuentra inicialmente a una distancia A del eje de giro con velocidad radial nula.
  3. Halle la fuerza ejercida por el tubo para una posición y velocidades arbitrarias y para la solución anterior.
  4. Si se analiza este movimiento desde un sistema de referencia ligado al tubo ¿qué fuerzas actúan sobre la partícula? ¿Cuál de ellas acelera a la partícula? ¿Por qué aparece una fuerza del tubo sobre la partícula?

Solución