Dinámica y cinemática de rotación

Si A y B se encuentran ligados a puntos fijos internos o externos y se aplican una fuerza sobre el sólido rígido se producirá un movimiento de rotación.

Al aplicar una fuerza F a un punto sólido (siempre que no corte el eje de giro) producirá un efecto análogo al que origina otra fuerza igual y paralela a ella y de sentido opuesto –> se las denomina par.

En un punto del eje actúan simultáneamente dos fuerzas opuestas F y -F, de direcciones paralelas a la primera y de igual valor a ella. En el eje las fuerzas se anulan de forma que sólo quedan las originales que dan lugar a la rotación.

cinemática:

Recordemos las bases de la cinemática del movimiento circular (de trayectoria circular):

• – 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 mide desde un plano perpendicular al eje de rotación
• – La velocidad angular: v=ω·R. δs/δt=(δφ/δt)·R. Se representa por un vector axial cuya dirección es perpendicular al plano de giro y su sentido sigue la regla del tornillo.
• – La aceleración angular (tangencial): a_t=α·R. δv/δt=(δω/δt)·R
• – La aceleración normal: a_n=v²/R = (ω·R)²/R = ω²·R. Si el movimiento fuese circular uniforme la a=0. Por lo tanto también lo sería la a_t. Sin embargo, habría aceleración normal, ya que ésta tan sólo depende de ω y R.
• – La fuerza centrípeta: F_n=(mv²)/R = m·ω²·R. La existencia de un movimiento circular supone siempre la acción de una fuerza perpendicular a la dirección de la velocidad y con sentido hacia el centro de la curva descrita por el móvil.
• – La frecuencia: medida escalar de la velocidad de rotación.
• – El período: es el inverso de la frecuencia y representa el tiempo que se tarda en dar una revolución completa. .