Si aplico un par constante en un disco con el eje en su centro, por ejemplo 1 día, ¿seguirá aumentando su velocidad o hay algún límite para eso?

Answer 1

Si. Es como aplicar una fuerza constante en línea recta. La velocidad seguirá aumentando. Esto es lo que sucede en el LHC, pero, por supuesto, la velocidad no puede exceder la velocidad de la luz.

Pero si aplica un par constante, la potencia que está suministrando también aumentará. Después de un tiempo, te encontrarás incapaz de suministrar suficiente energía para seguir acelerando. La potencia es el par por la velocidad de rotación.

En la vida real, supongamos que está usando un motor para hacer girar un volante grande, encontrará que el motor no puede ir lo suficientemente rápido como para seguir acelerando el volante. Por lo tanto, utiliza una caja de cambios para aumentar el número de rotaciones del volante por rotación del motor. ¿Adivina qué? La relación de transmisión reduce el par aplicado por el mismo factor que aumenta la velocidad. El motor solo puede suministrar tanta potencia y no más (conservación de energía). Entonces, lo que sucede es que alcanzará una velocidad en la que la relación de transmisión necesaria reduce el torque a lo necesario para superar la fricción. En este punto no puedes acelerar más.

Answer 2

El disco continuará acelerando hasta que el par aplicado sea igual a cualquier pérdida (por ejemplo, fricción de los rodamientos o resistencia al aire). Además, a cierta velocidad, el disco se separará cuando la aceleración de la superficie exterior (dada por r * w ^ 2) exceda la resistencia a la tracción del material del disco.

Si se pregunta qué pasaría en teoría si no tuviéramos que preocuparnos por cosas como la fricción y la resistencia de los materiales, entonces la respuesta es: sí, el disco continuaría acelerándose indefinidamente. Sin embargo, la velocidad de la superficie exterior continuaría acercándose, pero nunca alcanzaría, la velocidad de la luz.