Cinematica
Un caso particular del movimiento general del sólido rígido es aquél en el que todos los puntos siguen trayectorias paralelas a un plano fijo. La mayor parte de los mecanismosutilizados en la técnica obedecen a la cinemática plana.
En esta sección se deducen las particularidades que un movimiento plano induce en la cinemática de un sistema indeformable. Se parte de ladefinición y se revisan las propiedades más importantes. Se supone que existe un sistema al que el contexto marca como fijo y al que se refieren los conceptos de velocidades o derivadas temporales de vectores.Se dice que un sistema indeformable S tiene un movimiento plano en un intervalo temporal (t0,t1) cuando existe un plano fijo 1, llamado plano director tal que las trayectorias que durante elintervalo (t0,t1) describen todos los puntos de S son paralelas al plano 1.
Una primera consecuencia del movimiento plano es que la rotación es perpendicular al plano director. En efecto,
Si existe unplano fijo 1 direccionado por un vector u y tres puntos no alineados A,B,C del sistema móvil S cuyas velocidades son paralelas a 1 y situados de forma que el plano ABC no sea perpendicular a 1,entonces el sistema tiene movimiento plano y su plano director es 1.
Para la demostración de esta propiedad, se parte de la hipótesis
vA·u = vB·u = vC·u = 0 |
|
Por otra parte, el campo develocidades determina las relaciones
|
| vB |
| = |
| vA + ×AB |
|
vC |
| = |
| vA + ×AC |
|
| |
|
multiplicando escalarmente por u, se tiene
|
| vB·u|
| = |
| vA·u + (,AB,u) |
| |
| ·(AB×u) = 0 |
|
vC·u |
| = |
| vA·u + (,AC,u) |
| |
| ·(AC×u) |
|
| |
|
con lo que la rotación es perpendicular a dosvectores (AB×u,AC×u) linealmente independientes y paralelos al plano 1, lo que implica que es normal al plano 1. Entonces, la velocidad de cualquier otro punto P del sistema
vP = vA + ×AP |...
Regístrate para leer el documento completo.