Fisica

4 DINAMICA DE UN CUERPO RIGIDO
BERNARDO ARENAS GAVIRIA Universidad de Antioquia Instituto de Física 2012

Índice general

4. Dinámica de un cuerpo rígido 4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Movimiento de traslación pura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2. Movimiento de rotación pura . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 4.1.3. Movimiento combinado de traslación y rotación . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Torque de una fuerza respecto a un punto(ø) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Torque de un par de fuerzas o cupla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1. Efectos de traslación de un par de fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2. Efectos derotación de un par de fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Descomposición de una fuerza en un sistema fuerza-par . . . . . . . . . . . . . 4.5. Resultante de un sistema de fuerzas aplicadas a un cuerpo rígido . . . . . . . . 4.5.1. Resultante de un sistema de fuerzas concurrentes . . . . . . . . . . . . . 4.5.2. Resultante de un sistema de fuerzas coplanares . . . . . . . . . . . . . .4.5.3. Resultante de un sistema de fuerzas paralelas . . . . . . . . . . . . . . . 4.6. Vector momento angular de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7. Momento de inercia de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8. Ejes principales de inercia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.1. Ejes principales de inercia en un cuerpoesférico . . . . . . . . . . . . . . 4.8.2. Ejes principales de inercia en un cuerpo cilíndrico . . . . . . . . . . . . . 4.8.3. Ejes principales de inercia en un cuerpo rectangular . . . . . . . . . . . . 4.9. Teorema de Steiner o de los ejes paralelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10. Radio de giro de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.11.Ecuación de movimiento para la rotación de una cuerpo rígido . . . . . . . . . . 4.11.1. Rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje principal de inercia . . 4.11.2. Rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje no principal de inercia 4.11.3. Movimiento combinado de traslación y rotación de un cuerpo rígido . . 4.12. Energía de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 4.12.1. Energía cinética de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.12.2. Energía cinética traslacional de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . 4.12.3. Energía cinética rotacional de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . 4.12.4. Energía cinética total de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.12.5. Energía total de un cuerpo rígido .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.13. Movimiento por rodadura de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.14. Equilibrio de un cuerpo rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

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1 2 2 3 3 3 8 8 8 9 12 12 13 14 16 18 20 20 20 21 21 21 22 23 23 27 29 29 29 30 30 33 35 39

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ÍNDICE GENERAL

4.14.1. Equilibrio de un cuerpo rígido sometido sólo a dos fuerzas . . . . . . . . . . . 39 4.14.2. Equilibrio de un cuerpo rígido sometido sólo a tres fuerzas . . . . . . . . . . . 40

Cap´tulo ı

4
Defina y obtenga el momento de inerciade un cuerpo rígido respecto a un eje, e infiera la diferencia entre el concepto de momento de inercia de un cuerpo rígido respecto a un eje y el concepto de masa. Defina el concepto de eje principal de inercia. Enuncie y aplique el teorema de Steiner o de los ejes paralelos. Obtenga la ecuación de movimiento para rotación pura de un cuerpo rígido. Obtenga y aplique la ecuación movimiento para...