Factores de inercia en la rotación
Factores de inercia en la rotación
1. Condiciones para que una fuerza provoque rotación al
aplicarse a un cuerpo
Para que se dé el movimiento de rotación, son necesarios varios factores:
El movimiento de rotación es producido por una fuerza mecánica, es
decir, una acción capaz de modificar el cuerpo y darle una aceleración.
El equilibrio rotacional se da cuando fuerzas paralelas no producen
movimiento sobre el cuerpo.
Para que esto suceda, se necesita que la sumatoria de torques sea igual
a cero y la sumatoria de fuerzas también sea igual a cero.
2. Enunciado de la segunda ley de Newton aplicado a la
rotación
La ecuación fundamental de la dinámica de rotación establece que la
aceleración angular que aparece en un sólido rígido es proporcional al
momento de fuerza que actúa sobre él. Su expresión es:
M = I × α
Donde: - M: Momento de fuerza recibido por el sólido rígido. Su unidad de
medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el newton por metro (N·m). - I:
Momento de inercia del sólido. Representa un factor de oposición a los
cambios en el estado de rotación del cuerpo, de forma similar a como la
masa se opone a los cambios en el estado de traslación. Depende de la masa
del sólido y de la distribución de dicha masa con respecto al eje de rotación
elegido. Su expresión, para el caso del sólido rígido discreto, es: I = Σ mi ×
ri². - α: Aceleración angular. Representa la variación por unidad de tiempo
de la velocidad angular, por lo que α = dω/dt. Su unidad de medida en el
Sistema Internacional (S.I.) es el rad/s².
3. Dimensiones físicas y unidades de medida S.I. de la
cantidad física llamada momento de inercia
Se presentan ejemplos de diferentes cuerpos rígidos y la expresión del
momento de inercia (I) para cada uno, en función de su posición respecto al
eje de rotación.
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