energia cinetica
Imaginemos una bicicleta descansando de cabeza sobre el suelo. Sus llantas quedan libres y pueden ser rotadas sin que la bicicleta se desplace.Cuando las hacemos rotar, poseen energía debida a este movimiento de rotación. Ya que la energía que tiene se debe al movimiento y no a su posición, dicha energía es cinética.
Si ahora volteamos labicicleta, la colocamos sobre sus llantas y una persona la monta. Conforme la bicicleta se desplaza, las llantas tienen tanto movimiento de rotación como de traslación. En este caso, las llantas tienenuna energía cinética adicional a la que tenían cuando la bicicleta estaba de cabeza y no se desplazaba, ya que poseen energía debida a su rotación, así como la debida a su traslación.
Consideremossolamente el caso en el que las llantas están rotando y no desplazándose. Una de las llantas estará rotando con una velocidad angular alrededor de un eje de rotación O que será perpendicular a dichavelocidad angular. Imaginemos que podemos tener un acercamiento tal al caucho que compone las llantas que nos permita ver sus moléculas. Observemos con detenimiento solamente a una de ellas, quellamaremos la molécula M. M tiene una masa y se encuentra a una distancia del eje O. Conforme la llanta rota, la molécula M tendrá una energía cinética de traslación dada como:
Recordemos que larapidez lineal dentro del contexto de movimiento circular está dada por:
Entonces la energía cinética de traslación estaría dada por:
Hagamos el mismo ejercicio de observación para las demásmoléculas que componen la llanta cuyas masas serían y sus distancias del eje de rotación son , respectivamente. Entonces, la energía cinética total de rotación estará dada por:
Nuestro factor...
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