El movimiento del cuerpo rígido

TRASLACION

Se llama movimiento de traslación de un sólido aquel, durante el cual cualquier recta asociada rígidamente a dicho sólido se traslada permaneciendo paralela a su dirección inicial. Tienen movimiento de traslación con respecto a la Tierra, por ejemplo, la cabina de un ascensor, la cuchilla de un torno, la aguja de una brújula cuando su caja se desplaza en un plano horizontal, etc.

Cuando un sólido se traslada, todos sus puntos se desplazan exactamente lo mismo: en un tiempo pequeño dt, los radios vectores de estos puntos varían en una misma magnitud dr. Respectivamente, en cada instante todos los puntos del sólido tienen la misma velocidad, igual a dr/dt, y, por consiguiente, también son iguales sus aceleraciones.

El cambio de movimiento (cantidad de movimiento) es proporcional a la fuerza motriz que se le ha impreso, y sigue en la dirección de la línea recta en que se le imprimió la fuerza. O lo que es lo mismo, la fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la derivada, respecto al tiempo, de su momento lineal.

Aquí introducimos una nueva magnitud, la cantidad de movimiento, definida como p= (masa) (velocidad). Actualmente también se la conoce como momento lineal. Al ser la masa una magnitud escalar y la velocidad una magnitud vectorial, el momento lineal ha de ser necesariamente vectorial de dirección y sentido las del vector velocidad.

Su ecuación de dimensiones será: [p] = [m*v] = [m* s/t] = M•L•T-1 y por lo tanto sus unidades Kg*m/s2.

Si se modifica la velocidad de un cuerpo (modelado como una partícula) por la acción de una fuerza externa (ya sea en cualquiera de sus características vectoriales: valor, dirección y/o sentido), se modifica, en consecuencia, su momento lineal.

ROTACION

El movimiento de un sólido durante el cual dos de sus puntos A y B permanecen fijos, se llama rotación (o movimiento de rotación) del sólido alrededor de un eje fijo. La recta en reposo AB recibe el nombre de eje de rotación del sólido. Al girar alrededor del eje fijo, todos los puntos del sólido describen circunferencias, cuyos centros se encuentran en el eje de rotación y cuyos planos son perpendiculares a él. Este tipo de movimiento, con respecto a la Tierra, lo efectúan, por ejemplo, los rotores de las turbinas, de los motores eléctricos y de los generadores sujetos a ella.

El sólido que gira alrededor de un eje fijo sólo tiene un grado de libertad. Su posición en el espacio se determina totalmente por el valor φ del ángulo de rotación a partir de una posición determinada (inicial).

El arco recorrido (ángulo): s=φ•R, donde R es el radio del círculo descrito. Las unidades que expresan la medida del arco s vienen condicionadas por las que miden la longitud del radio R. Este ángulo define la posición instantánea de cualquier partícula contenida en el cuerpo rígido y se

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