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DINÁMICA ROTACIONAL


La dinámica rotacional es la que se encarga de estudiar el movimiento de rotación de un cuerpo rígido. Cuerpo rígido Consideraremos a un cuerpo como rígido, cuando su forma no varía aún cuando se mueve  sometido a la acción de fuerzas. En consecuencia, la distancia entre las diferentes partículas que lo forman, permanece incambiada a lo largo del tiempo. Si bien elcuerpo rígido ideal no existe, es una muy buena aproximación para encarar el estudio de muchos cuerpos. Modos de movimiento de un cuerpo rígido  Traslación. En este caso el cuerpo rígido se traslada, de modo que en cada instante las partículas que lo forman, tienen la misma velocidad y aceleración. Rotación El cuerpo rígido está en rotación, cuando cada partícula que lo integra, se mueve respecto aun eje con la misma velocidad angular y aceleración angular en cada instante.


TORQUE EXTERNOS

El torque es el análogo rotacional de la fuerzas en el movimiento lineal y torque neto produce un movimiento rotacional .para analizar esta relación consideremos una fuerza constante que actúa sobre la partícula de mas (m). La magnitud de torque sobre la partícula es:

T =Rt = Rma =mr2a


En donde a = Ra es la aceleración tangencial para un sistemas de partículas fijas (un cuerpo rígido) en rotación de un eje fijo. Esta ecuación se puede aplicar tanto de cada partícula como a los resultados sobre todo el cuerpo, con el fin de encontrar el torque total.
El movimiento de un cuerpo rígido se puede considerar la fuerza neta aplicada en el centro demasa y analizar el movimiento de este último como si fuera una partícula. Cuando la fuerza es el peso, entonces se considera aplicado en el centro de gravedad. Para casi todos los cuerpos cerca de la superficie terrestre, el centro de masa es equivalente al centro de gravedad, ya que la gravedad es casi constante, es decir, si la gravedad es constante en toda la masa, el centro de gravedad coincidecon el centro de masa.
Si el objeto está en rotación, el centro de masa se mueve como si fuera una partícula. Algunas veces el centro de masa se describe como si estuviera en el punto de equilibrio de un objeto sólido. Por ejemplo, si usted equilibra un metro sobre su dedo, el centro de masa de la varilla de madera está localizado directamente sobre su dedo y toda la masa parece estar concentradaallí.
La segunda ley de Newton se aplica a un sistema cuando se usa el centro de masa
F = MACM
En donde F es la fuerza externa neta, M es la masa total del sistema o la suma de las masas de las partículas del sistema, y ACM es la aceleración del centro de masa. La ecuación dice que el centro de masa de un sistema de partículas se mueve como si toda la masa del sistema estuviera concentradaallí, y recibiera la acción de la resultante de todas las fuerzas externas.
Asimismo, si la fuerza externa neta que actúa sobre un sistema de partículas es cero, la cantidad de movimiento lineal total del centro de masa se conserva (permanece constante) dado que F = MD VCM / D t como para una partícula. Esto significa que el centro de masa se mueve con una velocidad constante o permanece en reposo.Aunque se pueda visualizar con más facilidad el centro de masa de un objeto sólido, el centro de masa se aplica a cualquier sistema de partículas u objetos, aunque esté en estado gaseoso.
CONSERVACIÓN DEL MOVIMIENTO ANGULAR PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS
El momento angular o momento cinético es una magnitud física importante en todas las teorías físicas de la mecánica, desde la mecánicaclásica a la mecánica cuántica, pasando por la mecánica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservación conocida como ley...