Cinemática En Tu Entorno Y Analiza La Cinética Rotacional

BLOQUE II
“CINEMÁTICA EN TU ENTORNO”

El comportamiento de la cinemática, aplicando los conceptos de desplazamiento y velocidad angular, deduciendo la fuerza centrípeta y centrífuga en su entorno.
Aplicando los conceptos de movimiento de traslación y rotación en forma apropiada en la realización de actividades experimentales atendiendo problemas relacionados con el movimiento que se efectúe.Movimiento general el sólido rígido


MOVIMIENTO DE UN CUERPO RIGIDO
Entendemos por sólido rígido un sistema físico en el que la distancia entre dos puntos materiales cualesquiera de ellas permanece invariable en el transcurso del tiempo. Los cuerpos sólidos que manejamos se deforman siempre, en mayor o menor grado, cuando están sometidos a las acciones de las fuerzas; sin embargo, siéstas son suficientemente pequeñas, las deformaciones producidas son despreciables y, entonces, hablaremos de cuerpos rígidos o indeformables. La definición de sólido rígido es sólo conceptual, por cuanto que el sólido rígido, en todo rigor, no existe. En este sentido, el sólido rígido es sólo una idealización y extrapolación del sólido real, al igual que lo es la partícula o punto material.

Unsólido rígido se considera como un conjunto de partículas numerables: m1, ...mi....mn, cuyas distancias mutuas permanecen invariables, en las condiciones habituales de trabajo del cuerpo.
Así por ejemplo, la distancia entre dos partículas cualesquiera como mi y m j ;que designamos por dij; se mantiene siempre constante,

Figura 1



En otras ocasiones se toma el sólido como un continuo,pero sin interesarnos por su estructura interna. Entonces sele considera formado por elementos de masa dm, sin necesidad de distinción entre cada uno de ellos.

La cinemática del sólido rígido es una aplicación de la cinemática al movimiento de un objeto tridimensional rígido en el espacio.
El análisis que se hará a continuación, se limitará únicamente al movimiento plano, en él, todas laspartículas del sólido rígido se mueven en planos paralelos a uno fijo.
En el caso del cilindro de la figura 1; todas sus partículas se desplazan en planos paralelos al XY y en la figura 2 consideremos un sólido rígido y un sistema de coordenadas, xyz

Figura 2
Indicaremos por ri y rj los vectores de posición de dos puntos, Pi y Pj, del sólido; la condición geométrica de rigidez se expresa por

quees equivalente a , ya que la raíz cuadrada de una constante es otra constante.
La posición del sólido con respecto al sistema de ejes coordenados queda perfectamente determinada si conocemos la posición de tres cualesquiera de sus puntos, no alineados, como los puntos 1, 2 y 3 que se indican en la Figura 2. Para especificar la posición de cada uno de ellos se necesitan tres parámetros ocoordenadas; de modo que en total necesitamos, aparentemente, nueve parámetros o coordenadas para especificar la posición del sólido en el espacio. Los tres puntos que hemos tomado como referencia están ligados por las condiciones de rigidez expresadas por tres ecuaciones:

que nos permiten despejar tres incógnitas en función de las demás, de modo que el número mínimo de parámetros o coordenadasnecesarias para especificar la posición del sólido es solamente seis. Decimos que el sólido rígido posee seis grados de libertad.
Geométricamente esto puede interpretarse de la siguiente forma: tres grados de libertad son utilizados para dar las coordenadas de un punto Pi en el espacio. Una vez fijo dicho punto, cualquier otro punto Pj del cuerpo rígido tiene su posición limitada por la condición derigidez:

con lo cual el punto Pj solo puede ubicarse en la superficie de la esfera de radio y centro en Pi. Para dar esta ubicación solo son necesarios dos grados de libertad. Una vez fijados los puntos Pi y Pj, el cuerpo rígido puede rotar alrededor del eje que pasa por ambos puntos, con lo cual cualquier otro punto Pk solo puede describir una circunsferencia alrededor del eje de...